Тема 5.1 Выполнение оперативных переключений в электроустановках

«Организация и порядок переключений»

Электрическое оборудование может находиться в одном из следующих оперативных состояний: в работе, ремонте, резерве (ручном или автоматическом). В состоянии резерва оборудование может быть без напряжения или находиться под напряжением, если оно включено или связано токоведущими частями с источником напряжения, например тран­сформатор на холостом ходу. Вращающиеся генераторы и синхронные компенсаторы, даже если они не возбуждены, рассматриваются как находящиеся под напряжением.

Изменением оперативного состояния оборудования, опе­рации с которым требуют координации действий дежурного персонала нескольких энергообъектов, руководит диспетчер энергосистемы, а оборудованием местного значения — на­чальники смен электростанций, диспетчеры предприятий электросетей, районов, дежурные узловых (базисных) под­станций. Если оборудование находится в оперативном упра­влении одного из названных выше дежурных, то все опера­ции с этим оборудованием (включение, отключение, зазем­ление и т. д.) выполняются только по распоряжению это­го дежурного.

Часть оборудования, переданного в оперативное управле­ние персонала низших ступеней диспетчерского управления, оперативное состояние и режим работы которого влияют i:a режим и надежность работы энергосистемы, может нахо­диться в так называемом оперативном ведении диспетчера энергосистемы, ОДУ, ЦДУ. В этом случае распоряжение с- переключении отдается подчиненному персоналу после предварительного получения разрешения соответствующего диспетчера.

Распоряжение о переключении. Оно отдается непосред­ственно подчиненному персоналу. В нем указываются по­следовательность и конечная цель переключений. Распоря­жение повторяется дежурным и записывается в оператив­ный журнал. Заданная последовательность операций про­веряется по оперативной схеме.

Бланк переключений. В соответствии с распоряжением о переключении дежурный заполняет специальный бланк, в котором последовательно записывает все операции с ком­мутационными аппаратами, устройствами релейной защиты и автоматики, операции по проверке отсутствия напряжения и наложению заземлений и др. Бланк является оперативным документом. Уже само его составление дает персоналу воз­можность осмыслить полученное задание и продумать про­изводство операций. Составление бланка является обяза­тельным, если в РУ блокировка отсутствует или выполнена не в полном объеме.

Порядок выполнения переключений. При переключени­ях дежурный, имея при себе заполненный бланк, действует в следующем порядке:

на месте переключений внимательно проверяют по над­писи наименование присоединения и название оборудова­ния, с которым предстоит проведение операции;

убедившись в правильности выбранного оборудования, зачитывает по бланку содержание операции и выполняет ее;

при производстве переключений двумя лицами содержа­ние операции повторяется исполнителем и затем выполня­ется им;

после проведения операции запись ее в бланке зачерки­вается.

Переключения в зависимости от их сложности могут выполняться одним или двумя дежурными. При участии двух дежурных старший по должности производит поопера­ционный контроль и руководит переключениями в целом. Другой дежурный выполняет операции. Дежурные при этом не имеют права уклоняться от выполнения возложенных на них обязанностей. Нельзя, например, допускать, чтобы оба участника переключений одновременно выполняли опе­рации с оборудованием, забыв о необходимости контроля.

Информация об окончании переключений. По оконча­нии переключений в оперативном журнале производится запись о всех операциях с коммутационными аппаратами, изменениях в схемах релейной защиты, установленных (или снятых) заземлениях и пр. Для того чтобы записи о наложении и снятии заземлений выделить среди остального текста, их подчеркивают цветными карандашами: кра­сным— при наложении, синим — при снятии заземления. Одновременно вносятся соответствующие изменения в опе­ративную схему. Об окончании переключений сообщается дежурному, отдавшему распоряжение о переключении. Со­общает получивший распоряжение.

«Переключения в схемах релейной защиты и автоматики»

Оборудование может находиться в работе или под на­пряжением только с включенной релейной защитой от то­ков КЗ. Поэтому все исправные устройства релейной защи­ты должны быть всегда включены в работу, Исключение составляют нормально отключенные защиты, включаемые при изменении режима работы оборудования. Вывод из ра­боты устройства релейной защиты производится при вклю­ченной резервной защите.

При переключениях в РУ оперативный персонал произ­водит необходимые операции с релейной защитой и авто­матикой с тем, чтобы режимы их работы всегда соответст­вовали схеме первичных соединений РУ. Если этого не де­лать, то релейная защита может отказать в работе при КЗ в защищаемой зоне или, наоборот, подействовать неселек­тивно при КЗ вне зоны ее действия.

Так же как и силовое оборудование, устройства релей­ной защиты и автоматики находятся в оперативном управ­лении (и оперативном ведении) соответствующего дежур­ного персонала. При переключениях в аварийных условиях персоналу разрешается самостоятельно изменять режимы работы защиты и автоматики и сообщать об этом вышесто­ящему дежурному после устранения аварии.

«Техника операций с коммутационными аппаратами»

Операции с выключателями. Отключение и включение электрической цепи, имеющей выключатель, выполняется выключателем. Управление выключателем может быть ди­станционным или ручным. Команда на включение и отклю­чение выключателя с дистанционным управлением подает­ся от ключа управления и с помощью устройства телеме­ханики; с места установки операции проводятся только при ремонте и ликвидации аварий.

При ремонтных и наладочных работах операции с воз­душными выключателями проводят дистанционно — из по­мещений мастерских и лабораторий.

После завершения той или иной операции с выключа­телем проверяется его действительное положение, так как команда включения или отключения может оказаться не­выполненной. Если после отключения выключателя пред­стоит проведение операций с разъединителями или отдели­телями, то проверка положения выключателя проводится па месте установки по механическому указателю, положе­нию подвижных контактов и траверс, показаниям мано­метров у выключателей с газонаполненными отделителями.

Проверка положения выключателя по показаниям сиг­нальных ламп и измерительных приборов допускается при отключении или включении трансформатора, линии, шин только выключателем (без проведения операций с разъе­динителями) .

В ряде случаев возникает необходимость фиксировать выключатель в определенном положении, прежде чем пер­сонал приступит к операциям с разъединителями. Напри­мер, при переводе присоединений с одной системы шин на другую персонал должен быть уверен в том, что шиносоединительный выключатель включен и никакие случайные действия не могут изменить его положение. Достигается это путем снятия предохранителей (или отключения авто­матических выключателей) на обоих полюсах цепей управ­ления выключателем до проверки его действительного по­ложения на месте.

Операции с разъединителями и отделителями. Перед от­ключением или включением разъединители или отделите­ли осматриваются. Они не должны иметь видимых дефек­тов и повреждений. Операции с разъединителями, у кото­рых при измерениях обнаружены дефектные изоляторы, проводятся, как правило, после снятия с них напряжения.

При ручном включении разъединителей и появлении ду­ги между контактами ножи не следует отводить, так как дуга при расхождении контактов может удлиниться и пе­рекрыть промежуток между фазами. Начатая операция включения во всех случаях продолжается до конца.

При ручном отключении разъединителей вначале дела­ют пробное движение рычагом привода, чтобы убедиться в исправности тяг, отсутствии качаний и дефектов изолято­ров. Если в момент расхождения контактов между ними возникнет дуга, что может быть в результате разрыва цепи тока нагрузки, разъединители немедленно включают и до выяснения причины образования дуги операции с ними не производят.

Возможность использования разъединителей и отдели­телей для отключения и включения намагничивающих то­ков силовых трансформаторов и зарядных токов воздуш­ных и кабельных линий подтверждается эксплуатационной практикой. В связи с этим выработаны некоторые общие положения, которые должны соблюдаться персоналом, производящим операции.

В цепях 35—220 кВ, имеющих отделители и разъедини­тели, отключение намагничивающих и зарядных токов вы­полняется отделителями, позволяющими быстро проводить операции благодаря наличию встроенных пружин, а вклю­чение — разъединителями при предварительно включенных отделителях.

Значение намагничивающего тока трансформатора за­висит от значения подведенного к нему напряжения. С повышением напряжения намагничивающий ток резко возрастает. При отключении ненагруженного трансформа­тора отделителями или разъединителями значение намаг­ничивающего тока стремятся понизить. Для этого транс­форматоры с РПН переводят в режим недовозбуждения.

При отключении ненагруженного трансформатора110— 220 кВ разъединителями или отделителями возможен крат­ковременный неполнофазный режим вследствие неодновремености размыкания контактов отдельных полюсов, что может вызвать появление перенапряжений. Опасность пе­ренапряжений наименьшая у трансформаторов с заземлен­ной нейтралью. Поэтому перед отключением трансформато­ра от сети заземляют его нейтраль, если в нормальном ре­жиме она была разземлена и защищена разрядником. Ре­комендуется также предварительно отключать дугогасящие реакторы.

После проведения операций включения или отключения разъединителей или отделителей осмотром проверяют дей­ствительное их положение, так как в эксплуатации имели место случаи недовключения ножей, попадание ножей ми­мо губок, обрывы тяг, разрегулировка приводов и пр.

«Последовательность основных операций»

Операции с коммутационными аппаратами, установлен­ными в одной электрической цепи, проводятся в последова­тельности, учитывающей назначение этих аппаратов и обес­печивающей безопасность для выполняющих переключения. Всякое нарушение установленного порядка переключений, пренебрежение к «мелочам», неоправданная поспешность при операциях приводят к авариям и угрожают жизни людей.

Ниже рассматривается порядок проведения операции с выключателями и разъединителями. При этом имеется в виду, что операции, требующие согласования действий пер­сонала смежных объектов, своевременно проводятся под руководством диспетчера.

Типичной операцией является отключение линии, имею­щей выключатель, линейные и шинные разъединители с каждой из ее сторон. Первой операцией является отключе­ние выключателей, с помощью которых разрывается цепь тока нагрузки и снимается напряжение с линии. После проверки отключенного положения выключателя отключа­ют линейные, а затем шинные разъединители. Такая после­довательность операций объясняется стремлением умень­шить последствия повреждений, которые могут иметь мес­то при ошибочных действиях персонала. Включение линии в работу выполняют в обратной последовательности, т. е. первыми включают шинные, потом линейные разъедините­ли и затем выключатели.

Следует заметить, что при отключении линии только для работ на самой линии считается достаточным ее отклю­чение выключателями и линейными разъединителями. Соз­дание дополнительного видимого разрыва цепи еще и на шинных разъединителях является излишним.

Включение трансформатора под напряжение связано с кратковременным переходным режимом, в результате ко­торого намагничивающий ток в обмотке резко возрастает, превышая иногда в несколько раз номинальное значение. Эти броски намагничивающего тока не опасны для транс­форматора. На понижающих подстанциях при двух (и бо­лее) параллельно работающих трансформаторах включе­ние одного из них, как правило, выполняется со стороны обмотки высшего напряжения. Включение трансформатора под напряжение со стороны вторичной обмотки НН и про­хождение при этом большого намагничивающего тока при­вели бы к резкому снижению напряжения на шинах НН, что отрицательно сказалось бы на работе потребителей. С учетом включения трансформатора со стороны питаю­щей обмотки выполняется и настройка его защит.

На практике включение в работу трехобмоточного тран­сформатора обычно проводят в следующей последователь­ности: включают шинные и трансформаторные разъедини­тели со стороны высшего, среднего и низшего напряжений, после чего включают выключатели высшего, среднего и низшего напряжений. Отключение проводится в обратной последовательности: отключают выключатели низшего, среднего и высшего напряжений, затем отключают транс­форматорные и шинные разъединители с трех его сторон.

На понижающих подстанциях, выполненных по упрощен­ной схеме, силовые трансформаторы с высшей стороны не имеют выключателей, но их обязательно снабжают выклю­чателями со стороны вторичных обмоток. Последователь­ность операций в этих схемах предусматривается такой, чтобы разъединителями или отделителями не отключался и не включался ток нагрузки. Для этого отключение тока нагрузки и включение трансформатора под нагрузку вы­полняют выключателями со стороны вторичных обмоток, а отключение и включение намагничивающего тока — отде­лителями или разъединителями.

На электростанциях последовательность включения в работу и отключения в ремонт или резерв трансформаторов связи с системой зависит от местных условий (территори­ального расположения оборудования, возможности включе­ния устройств синхронизации и др.) и нередко определяет­ся местными инструкциями.

«Перевод присоединений с одной системы шин на другую»

В нормальных условиях эксплуатации РУ все секции и системы шин (кроме обходной) должны постоянно нахо­диться в работе. Это обеспечивает необходимую надеж­ность электроснабжения потребителей, так как при повреж­дении и отключении защитой одной из систем шин другая остается в работе. Для проведения плановых ремонтных работ на одной из систем шин она освобождается путем переключения (перевода) всех присоединений на другую рабочую систему шин.

Необходимым условием для перевода является равенст­во потенциалов обеих систем шин. В схемах с шпносоединительным выключателем (ШСВ) это условие обеспечива­ется включением ШСВ, электрически соединяющего между собой обе системы шин. Одновременно ШСВ шунтирует при переводе каждую пару шинных разъединителей, при­надлежащих одному присоединению. Замыкание одного из двух шинных разъединителей при включенном другом, а также размыкание одного из двух включенных на обе си­стемы шин разъединителей переводимого присоединения не представляют никакой опасности, поскольку цепь ШСВ, включенная параллельно, обладает относительно малым сопротивлением.

Рисунок 125 Схема РУ 10 кВ с двумя системами шин, работающими раз­дельно, к моменту перевода присоединений с I па II систему шин

Перевод присоединений с системы шин I на II при схе­ме рис. 125 выполняют следующим образом: проверяют синхронность напряжений систем шин Iи II. На под­станциях, где возможность проверки синхронности напря­жений отсутствует, отдающий распоряжение о переводе подтверждает, что напряжения на обеих системах шин син­хронны; включают ШСВ и с его привода снимают оперативный ток; проверяют включенное положение ШСВ; вклю­чают на систему шин II разъединители всех переводимых присоединений; отключают с системы шин I разъедините­ли всех присоединений, кроме разъединителей ШСВ и трансформатора напряжения; переключают питание цепей напряжения релейной защиты, автоматики и измеритель­ных приборов на трансформатор напряжения системы шин II; проверяют по амперметру отсутствие нагрузки на ШСВ, на привод подают оперативный ток и отключают ШСВ} проверяют по вольтметру отсутствие напряжения на систе­ме шин I.

«Вывод в ремонт системы сборных шин»

При выводе в ремонт резервной системы шин проводят следующие операции: на ключе управления ШСВ вывеши­вают плакат «Не включать — работают люди»; проверяют на месте отключенное положение ШСВ и отключают его разъединители от резервной системы шин. В случае необ­ходимости в зависимости от характера работ и условий безопасного их выполнения отключают также разъедини­тели ШСВ от рабочей системы шип; отключают трансфор­матор напряжения автоматическими выключателями (пре­дохранителями) НН и разъединителями со стороны ВН. Запирают дверь шкафа, где установлены автоматические выключатели (предохранители) НН, и па ней вывешивают плакат «Не включать — работают люди»; проверяют от­ключенное положение всех шинных разъединителей выво­димой в ремонт системы шин и запирают на замок их при­воды. На приводах отключенных разъединителей вывеши­вают плакаты «Не включать — работают люди», проверя­ют отсутствие напряжения на токоведущих частях, где дол­жны быть наложены заземления, и включают заземляю­щие ножи.

После этого выполняются мероприятия, предусмотрен­ные правилами техники безопасности (устанавливаются временные ограждения, вывешиваются плакаты на месте работ и т.д.). Допуск бригад к работе производится в со­ответствии с требованиями правил техники безопасности.

«Переключения при выводе в ремонт выключателей и вводе их в работу после ремонта»

Ремонт выключателей целесообразно производить при отключенных (выведенных из работы) электрических це­пях, в которых они установлены. Это позволяет лучше ор­ганизовать производство ремонтных работ и сократить чис­ло операций при переключениях. Но отключения электри­ческих цепей на длительный срок не всегда возможны. Поэтому ремонт выключателей 110 кВ и выше производится с сохранением электрических цепей в работе, а вывод в ре­монт их выключателей осуществляется одним из следую­щих способов:

при схеме с одним выключателем на цепь и двумя си­стемами шин выключатель выводят из схемы, а вместо не­го в схему вводят ШСВ;

при схемах с одним выключателем на цепи, одной или двумя основными и обходной системой шин цепь заводят на обходную систему шин и ее выключатель заменяют об­ходным;

при схемах с двумя выключателями на присоединение и двумя системами шин, а также при схемах многоугольни­ка и полуторной выводимый в ремонт выключатель и его разъединители с обеих сторон отключают.

Для замены выключателя ШСВ требуются два непро­должительных отключения цепи: одно — для установки перемычки вместо выводимого в ремонт выключателя, дру­гое— для снятия перемычки после окончания ремонта. Не­обходимо также освобождать одну из систем шин для вклю­чения на нее цепи, выключатель которой выводится в ре­монт. В случае замены выключателя цепи обходным вы­ключателем все переключения проводят без отключения цепи и освобождения рабочей системы шин, что является преимуществом этого способа.

Схемы с двумя выключателями на цепь, полуторные и многоугольника позволяют выводить в ремонт и вводить после ремонта любой выключатель без отключения цепи, но на время отсутствия в схеме одного из выключателей надежность ее работы снижается.

Чтобы лучше представить сущность указанных спосо­бов, преднамеренно откажемся от детального рассмотрения всех выполняемых при этом операций и рассмотрим эти способы в обобщенном виде.

Рисунок 126 Основные группы операций при замене масляного выключателя цепи шиносоединительным

Основные группы операций при замене выключателя це­пи ШСВ:

если устройства релейной защиты и автоматики пред­полагается перевести с выключателя цепи на ШСВ, то для этого предварительно подготавливается схема первичных соединений: все цепи, кроме той, выключатель которой должен выводиться из схемы, переводят на одну из систем шин, на другой системе оставляют цепь с выводимым в ремонт выключателем (рис. 126,а);

цепи защит поочередно переключают с трансформато­ров тока выводимого из схемы выключателя на трансфор­маторы тока ШСВ, защиты проверяют под нагрузкой и их действие переключают по оперативным цепям на ШСВ; включают устройства автоматики (рис. 126,б);

отключают электрическую цепь и ее выключатель вы­водят из схемы, т. е. отсоединяют от шин и вместо него ус­танавливают перемычку (рис. 126, в);

после окончания работ по установке перемычки вклю­чают шинные разъединители цепи на резервную систему шин и включением ШСВ цепь вводят в работу (рис. 126,г).

Если защиты, имеющиеся на ШСВ, могут заменить ос­новные защиты цепи, переключение защит на трансформа­торы тока ШСВ не производят. После вывода выключате­ля из схемы цепь включают в работу под защитой ШСВ. Вносят изменения лишь в схему дифференциальной защи­ты шин. Трансформаторы тока выведенного в ремонт вы­ключателя исключают из схемы защиты шин, а трансфор­маторы тока ШСВ вводят в схему в качестве трансформа­торов тока цепи.

Основные группы операций при вводе в работу выклю­чателя цепи, включенной с помощью ШСВ, после оконча­ния ремонта:

отключают цепь, снимают перемычку, установленную при выводе выключателя в ремонт, и выключатель присое­диняют к шинам;

после присоединения выключателя цепь включают разъ­единителями на резервную систему шин и вводят в работу через два последовательно включенных выключателя: вы­ключатель цепи и ШСВ;

цепи защит поочередно переключают с трансформаторов тока ШСВ на трансформаторы тока выключателя цепи, за­щиты проверяют под нагрузкой и их действие переключа­ют на выключатель цепи; включают устройства автоматики;

восстанавливают нормальную схему первичных соеди­нений РУ согласно принятой фиксации присоединений.

Рисунок 127 Основные группы операций при замене воздушного выключателя электрической цепи обходным выключателем:

а — опробование напряжением обходной системы шин; б- подача напряжения на обходную систему шин включением разъединителей цепи на обходную систему шин; в- включение цепи через обходной выключатель; г – переключение защит и автоматики на трансформаторы тока обходного выключателя и вывод в ремонт выключателя электрической цепи

Основные группы операций при замене выключателя це­пи обходным выключателем:

включением обходного выключателя с минимальными уставками на его защитах обходную систему шин опробу­ют напряжением (рис. 127, а). Отключают обходной вы­ключатель, при этом с обходной системы шин снимают на­пряжение;

включением на обходную систему шин разъединителя цепи, выключатель которой предполагается вывести в ремонт, подают напряжение на обходную систему шин (рис. 127,б);

включают обходной выключатель с уставками на его защитах, соответствующими уставкам защит цепи и вве­денными в схему дифференциальной защиты шин (ДЗШ) трансформаторами тока обходного выключателя. Отключа­ют выводимый в ремонт выключатель цепи (рис. 127, в);

отключают дифференциальную защиту шин и из ее схе­мы выводят трансформаторы тока отключенного в ремонт выключателя цепи.

При необходимости с выводимого в ремонт выключате­ля переводят на обходной выключатель быстродействую­щие основные защиты, которые затем проверяют под на­грузкой и включают в работу; включают устройства авто­матики;

отключают разъединители и выводимый в ремонт вы­ключатель заземляют (рис. 127,г).

Основные группы операции при вводе в работу выклю­чателя цепи, включенной с помощью обходного выключате­ля, после окончания ремонта:

с вводимого в работу выключателя снимают заземле­ния;

к трансформаторам тока вводимого в работу выключа­теля подключают временные, проверенные от постороннего источника тока защиты;

при помощи испытательных блоков к схеме ДЗШ под­ключают цепи трансформаторов тока вводимого в работу выключателя;

включают линейные и шинные разъединители и вы­ключатель цепи, после чего отключают обходной выключа­тель;

переводят с обходного выключателя, проверяют под на­грузкой и включают по нормальной схеме с действием на введенный в работу выключатель все защиты цепи, а вре­менно включенные защиты отключают; включают устройст­во автоматики;

отключают разъединители цепи от обходной системы шин.

Вопросы для повторения

1. Что следует понимать под оперативным состоянием оборудова­ния?

2. Порядок выполнения оперативных переключений в электричес­ких распределительных устройствах.

3. Как и для чего в процессе переключений осуществляется про­верка действительных положений коммутационных аппаратов?

4. Какое основное условие должно быть выполнено при переводе присоединений с одной системы шин на другую?

5. Перечислите группы операций при замене выключателя цепи об­ходным выключателем.

6. Перечислите группы операций при замене выключателя цепи шиносоединительным выключателем.

Раздел 6 Ликвидация аварий в электрической части электрической станции или подстанции и на линиях электропередач