АПВ при КЗ на кабельном участке трассы
Если на линии происходит короткое замыкание (КЗ), линия отключается выключателями (В1 и В2) по команде, полученной от релейной защиты. Однако дальнейшие действия зависят от типа линии:
1️⃣ воздушная линия (ВЛ);
2️⃣ кабельная линия (КЛ);
3️⃣ смешанная линия, имеющая как воздушную, так и кабельную секции.
1️⃣ ВОЗДУШНАЯ ЛИНИЯ
На воздушных линиях до 60-90% коротких замыканий связаны с кратковременным перекрытием воздушных промежутков (например, по поверхности гирлянды изоляторов). После отключения линии такие повреждения способны к самоустранению. Таким образом, после отключения линии, выждав несколько секунд, на линию можно безопасно подавать сетевое напряжение, и в 60-90% случаев линия вернется к нормальному режиму работы. Этот процесс называется “автоматическое повторное включение” (АПВ).
В случае «успешного» АПВ происходят следующие события:
✔️ 1 – короткое замыкание;
✔️ 2,3 – отключение выключателей (В) на концах линии;
✔️ 4 – “проверка” линии напряжением с одной из сторон;
✔️ 5 – замыкание линии со второго конца «в транзит».
На воздушных линиях только в 10-30% случаев неисправность не поддается самоустранению. Это может быть в случае падения провода на землю, падения дерева на линию и т.д. В таких случаях АПВ линии будет «неуспешным», и последствовательность событий будет следующей:
✔️ 1 – короткое замыкание;
✔️ 2,3 – отключение выключателей (B) на концах линии;
✔️ 4 – “проверка” линии напряжением, которая покажет, что КЗ на линии не устранилось;
✔️ 5 – окончательное отключение линии.
Видно, что при неуспешном АПВ через линию дважды проходил ток КЗ, что крайне нежелательно.
2️⃣ КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ
Если на кабеле произошло короткое замыкание, то это “дырка” в прочной изоляции, и она практически никогда не будет способна к самоустранению. Таким образом, АПВ для кабеля с повреждением изоляции гарантированно будет неусешным. Важно, что АПВ не только бесполезно, но даже опасно, так как оно вызовет повторное прохождение тока короткого замыкания, что приведет к:
❌ перегреву изоляции кабелей по всей линии (обычно экран кабеля выбирается на однократное прохождение тока КЗ, но не многократного за малый промежуток времени, недостаточный для остывания кабелей);
❌ повреждению соседних кабелей, примыкающих к первоначально поврежденному;
❌ истощению ресурса автоматических выключателей;
❌ деформации обмоток силовых трансформаторов, имеющихся в концевых распредустройствах (РУ).
3️⃣ СМЕШАННАЯ ЛИНИЯ
Предположим, линия имеет воздушные и кабельные участки (иногда количество кабельных участков на воздушной линии может достигать 2-3 и более). Если на этой смешанной линии произойдет короткое замыкание, линия будет отключена, но возможно ли выполнить автоматическое повторное включение (АПВ)?
⭐ если КЗ возникло на участке ВЛ, то АПВ возможно и безопасно;
⭐ если КЗ возникло на участке КЛ, то АПВ бесполезно и даже опасно.
Существуют различные варианты того, как организовать АПВ на смешанных линиях, и некоторые соображения приведены в книге «Кабельные линии высокого напряжения» (Дмитриев М.В., 2021, 688 стр.).
Иногда на смешанных линиях принимается решение иметь АПВ, не пытаясь перед запуском АПВ определить, а на каком участке произошло КЗ — на воздушном или на кабельном. В таких случаях важно правильно выбрать:
✅ оптимальное сечение экрана кабеля (рассчитать его на однократное или многократное протекание тока КЗ);
✅ минимальное безопасное время, по истечении которого линию можно опробывать напряжением (интервал времени между моментами 3 и 4) — чтобы не получилось так, что при КЗ на кабельном участке линии по экрану кабеля дважды прошел ток КЗ, а время между этими токами было недостаточно для остывания экрана.