ООО «Исследовательский центр «Бреслер» («ИЦ «Бреслер») разработало комплекс устройств локальной противоаварийной автоматики (ПА).

В комплекс входят все основные функции автоматики предотвращения недопустимых для оборудования режимов, обеспечения живучести энергосистемы, восстановления электроснабжения, а также функции автоматики предупреждения нарушения устойчивости:
• автоматика ликвидации асинхронного режима (АЛАР), основной и резервные комплекты;
• автоматика ограничения снижения частоты (АОСЧ), которая реализует функции:
- автоматической частотной разгрузки (АЧР);
- автоматического повторного включения при повышении частоты (ЧАПВ);
- дополнительной автоматической разгрузки (ДАР);
- частотной делительной автоматики (ЧДА);
• автоматика ограничения повышения частоты (АОПЧ);
• автоматика ограничения снижения напряжения (АОСН);
• автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН);
• автоматика разгрузки при перегрузке по току (АРПТ);
• автоматика разгрузки при перегрузке по мощности (АРПМ);
• фиксации отключения линии (ФОЛ), трансформатора (ФОТ), блока генератор-трансформатор (ФОБ).

Разработаны модификации шкафа (рис. 1) для типичных применений (рис. 2); они могут быть адаптированы к требованиям заказчика.

АЛАР селективно определяет наличие двухмашинного асинхронного режима (АР) на воздушных линиях (ВЛ) напряжением 110‑220 кВ, протяженностью до 250 километров без промежуточного отбора мощности или с промежуточным отбором мощности (до половины передаваемой по ВЛ) на нескольких проходных подстанциях (ПС).

АЛАР правильно функционирует при АР со скольжением до 8 Гц в конце первого цикла и до 12 Гц в конце четвертого цикла, фиксирует наличие электрического центра качаний на контролируемом участке энергосистемы и выдает воздействия для ликвидации АР с учетом знака скольжения несинхронно движущихся частей энергосистемы.

Автоматика выполнена трехступенчатой. Первая ступень определяет знак скольжения в контролируемом сечении и работает на первом цикле асинхронного хода. Вторая и третья ступени срабатывают при достижении заданного числа циклов АР.

Устройство использует косвенный признак фиксации наличия АР по углу сдвига фаз между ЭДС примыкающих к ВЛ электростанций. Угол сдвига фаз определяется путем анализа поведения в комплексной плоскости сопротивлений годографа сопротивления на зажимах устройства АЛАР.

Измерительные органы АЛАР выполнены на дистанционном принципе.

Принцип работы первой ступени основан на выявлении сопротивления, при котором угол между векторами сопротивлений по концам защищаемого участка больше критического.

Принцип работы второй и третьей ступеней основан на подсчете циклов АР с помощью реле мощности. Для отстройки от качаний используется контроль длительности цикла АР.

Для выбора уставок ИО АЛАР разработано руководство по выбору уставок, в соответствии с которым не требуется никаких дополнительных расчетов, кроме параметров схемы замещения.

Кроме того, в терминале предусмотрен резервный комплект АЛАР, основанный на токовом принципе работы. Резервный токовый комплект позволяет реализовать АЛАР, реагирующую на:
• циклические срабатывания реле максимального фазного тока, сопровождающиеся срабатыванием реле направления мощности;
• последовательные срабатывания грубого и возвраты чувствительного реле максимального фазного тока с контролем длительности асинхронного режима.

Устройство АЛАР ООО «ИЦ «Бреслер» предназначено для применения как на новых объектах, так и для замены находящихся в эксплуатации панелей типа ЭПО, разработанных институтом «Энергосетьпроект» и поставленных «ЧЭАЗ» в течение последних тридцати лет. Обеспечивается совместимость принципа действия и уставок с панелями типа ЭПО.

АОСЧ предназначена для обеспечения живучести энергосистемы при возникновении значительного дефицита активной мощности в отдельных ее частях с их аварийным отделением и глубоким снижением частоты, создающих угрозу повреждения оборудования электростанций, безопасности работы АЭС, нарушения нормальной работы потребителей, а также возникновения лавины частоты и напряжения с полным прекращением электроснабжения. АОСЧ обеспечивает отключение мощности с дальнейшим прекращением процесса аварийного снижения частоты, а также частичное или полное восстановление питания отключенной нагрузки потребителей при нормализации частоты.

АОСЧ содержит до пятнадцати одинаковых очередей АЧР-ЧАПВ, каждая из которых обеспечивает подачу одного сигнала на отключение и одного – на включение одного или нескольких потребителей одновременно. Каждая очередь контролирует частоту, скорость ее снижения и величину напряжения, обеспечивающие работоспособность при относительно медленном и относительно быстром изменении частоты, а также при лавине частоты.

Комплект АЧР может блокироваться по минимальному напряжению и по скорости снижения частоты (блокировка при выбеге синхронных двигателей).

АОПЧ предназначена для ограничения частоты генераторов с контролем величины изменения частоты и скорости изменения частоты на шинах 110‑220 кВ.

Устройство имеет три ступени разгрузки при увеличении частоты, три ступени разгрузки по скорости увеличения частоты, а также блокировку ступеней по скорости снижения частоты при качаниях и АР.

Устройство АОПЧ имеет несколько групп уставок по частоте и скорости изменения частоты.

АОСН предназначена для ограничения снижения напряжения, происходящего вследствие возникновения дефицита мощности и при лавине напряжения.

АОСН может содержать от одной до трех ступеней. Каждая ступень содержит ИО минимального напряжения, осуществляющий контроль понижения напряжения с последующим отключением нагрузки, а также ИО максимального напряжения, контролирующий восстановление напряжения до уровня, при котором возможно АПВ отключенных присоединений.

Контроль понижения и повышения напряжения осуществляется во всех трех фазах на основной частоте сети.

Для предотвращения повторного неоднократного отключения одной и той же нагрузки каждая ступень АОСН производит контроль числа разрешенных отключений нагрузки.

АОПН предназначена для ограничения повышения напряжения сверх допустимого уровня на контролируемом участке энергосистемы, которое может возникнуть при одностороннем отключении линии, а также при резонансных явлениях.

АОПН «ИЦ «Бреслер» соответствует по алгоритму и по вольт-секундным характеристикам требованиям ГОСТ 1516.3‑96 «Электрооборудование переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции».

АОПН выполняется трехступенчатой с порогами срабатывания 1,1; 1,25 и 1,9 по отношению к номинальному напряжению электрооборудования данного класса напряжения.

ИО максимального напряжения каждой ступени реагируют на наибольшие фазные истинные действующие и мгновенные значения напряжения. Основная погрешность ИО максимального напряжения всех ступеней АОПН не более 1 процента от значения уставки.

Первая ступень АОПН имеет порог срабатывания 1,1U* и контролирует продолжительность повышения напряжения от 20 секунд до 20 минут.

Для выявления ВЛ, являющейся источником перенапряжения, применяется селективный измерительный орган, представляющий собой реле реактивной мощности с торможением от модуля активной мощности. Селективный ИО имеет пофазное исполнение.

При срабатывании второй ступени АОПН с порогом 1,25U* и длительностью от 1 до 20 секунд и разрешении селективного ИО включается реактор поперечной компенсации ВЛ и выдается сигнал об исчерпании ресурса изоляции. Срок восстановления изоляции – 1 сутки, после чего сигнал об исчерпании ресурса снимается.

При срабатывании третьей ступени АОПН с порогом 1,9U* и временем повышения напряжения от 0,1 до 1 секунды данная ВЛ отключается.

ФОЛ применяется в качестве пускового органа для устройств автоматики предупреждения нарушения устойчивости (АПНУ) и источника дополнительной информации о режиме работы линии.

Автоматика ФОЛ выполняет следующие функции:
• фиксация отключения линии. Производится при размыкании контактов выключателей и линейных разъединителей с обоих концов ВЛ;
• фиксация включения линии. Включенное положение линии со своей стороны фиксируется при включении одного из выключателей и включенном линейном разъединителе;
• фиксация ремонта линии. При приеме сигналов фиксации ремонта линии со своей и противоположной стороны происходит фиксация вывода в ремонт ВЛ с обеих сторон.

АРПТ предназначена для ликвидации возможных перегрузок ВЛ по току.

АРПТ содержит три направленных токовых ступени и одну ненаправленную токовую ступень. Все ступени действуют на отключение и на сигнал. Направленность обеспечивается измерительным органом направления мощности прямой последовательности. Максимальные токовые измерительные органы имеются в каждой фазе.

Ввод в работу ненаправленной токовой ступени осуществляется пользователем с помощью накладки.

АРПМ предназначена для ликвидации возможных перегрузок ВЛ по активной мощности. АРПМ содержит три ступени, каждая из которых может действовать на отключение и на сигнал, и одну ступень ускорения отключения. ИО ступеней измеряют величину и направление активной трехфазной мощности по основной гармонике. ИО ступени с ускорением измеряет величину тока и скорость изменения активной мощности.

Схема АРПМ предусматривает возможность работы устройства по величине мощности в предшествующем режиме. При приеме внешнего сигнала «Контроль предшествующего режима» значение мощности в предшествующем режиме запоминается на время до 30 секунд.

Разработанное ООО «ИЦ «Бреслер» устройство ПА реализует полный комплекс функций локальной противоаварийной автоматики, отвечает требованиям стандартов СО ЕЭС.