Ele-prof.ru

Электро отопление
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шпаргалка: АВР секционного выключателя

Шпаргалка: АВР секционного выключателя

Требования к устройствам АВР. В системах электроснабжения при наличии двух (и более) источников питания часто целесообразно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой, каждый из них обеспечивает питание выделенных потребителей. Такой режим работы сети объясняется необходимостью уменьшить ток к. з., упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению, уменьшить потери электроэнергии и т. п. Однако при этом надеж­ность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой, чем в замкнутых, так как отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электроснабжения потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением к другому источнику питания с помощью устройства автоматического включения резервного источника (УАВР).

Применяют различные схемы УАВР, однако все они должны удовлетворять изложенным ниже основным требованиям.

1. Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервное для данных потребителей источнике питания. Чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замыкание, линия рабочего источника к моменту действия УАВР должна быть отключена выключателем со стороны шин потребителей. Отключенное состояние этого выключателя контролируется его вспомогательными контактами или реле положения, и эти контакты должны быть использованы в схеме включения выключателя резервного источника. Признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной устройства АВР обычно является напряжение. При снижении напряжения до определенного значения УАВР приходит в действие.

2. Иметь минимально возможное время срабатывания tabp1. Это необходимо для сокращения продолжительности перерыва питания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигате­лей. Минимальное время tabp1 определяется необходимостью исключить срабатывания УАВР при коротких замыканиях на элементах сети, связанных с рабочим источником питания, если при этом напряжение на резервируемых шинах станет ниже напряжения срабатывания устройства АВР. Эти повреждения отключа­ются быстродействующими защитами поврежденных элементов. При выборе выдержки времени необходимо также согласовывать действие УАВР с действием УАПВ и с действием других устройств АВР, расположенных ближе к рабочему источнику питания.

3. Обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое короткое замыкание.

4. Обеспечивать вместе с защитой быстрое отключение резервного источника питания и его потребителей от поврежденной резервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормальную работу. Для этого предусматривается ускорение защиты после АВР.

5. Не допускать опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и перегрузок оборудования.

В зависимости от конструкции коммутационного аппарата, схемы электроснабжения и ее номинального напряжения основные требования к устройствам АВР выполняются по-разному (например, сетевые УАВР, устройства АВР в сетях напряжением до 1 кВ).

Пусковые органы и выбор параметров УАВР. В качестве примера рассмотрим УАВР на секционном выключателе схемы сети

(рис.10.11, а). В этой схеме шины секционированы; секционный выключатель Q5 отключен. Каждая секция питается от отдельного источника. Схему УАВР можно выполнить так, что устройство будет действовать на включение секционного выключателя Q5 при отключении любого из источников питания и исчезновения напряжения на любой секции шин. В том случае осуществляется взаимное резервирование с помощью УАВР двухстороннего действия.

Но прежде чем включить выключатель Q5, устройство АВР должно отключить выключатель Q2 или Q4, если он остался включенным при исчезновении напряжения на соответствующей секции шин. Для этой цели в схему УАВР вводят пусковой орган, в котором обычно применяют минимальные реле напряжения. В общем случае УАВР содержит также орган выдержки времени. Если резервируемой является одна из секций, например секция 1, то УАВР включает выключатель Q5 только при исчезновении напряжения на этой секции, предварительно отключив выключатель Q2, т. е. осуществляет одностороннее действие. Для удовлетворения основных требований, предъявляемых к УАВР, параметры пускового органа и органа выдержки времени выбирают следующим образом.

Минимальный пусковой орган напряжения Же должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах, например секции 1, до U ост.к, вызванных короткими замыканиями в точках Ki—Кз (за элементами с сосредоточенными параметрами). Эти повреждения обычно отключаются защитой с выдержкой времени третьей ступени tс.з111. Характер изменения напряжения на шинах секции 1 и напряжение срабатывания показаны на рис. 10.11, в.

U с.р1 < Uo ст.к /( k отс Ku ), (10.7)

где kотс ==1,1… 1,2.

При к.з. в точках К4—К6 устройство АВР тоже не должно срабатывать. В этих случаях напряжение на шинах секции 1 может снизиться практически до нуля (рис. 10.11, б), и минимальные ре­ле напряжения срабатывают. Короткие замыкания в точках К4—К6 ликвидируются быстродействующими защитами с выдержкой времени t1с.з., а реле напряжения будет находиться в положении после срабатывания в течение времени t1с.з +tо.в. После отключения поврежденного элемента напряжение на шинах секции 1 начинает восстанавливаться и осуществляется самозапуск электродвигателей. Для того чтобы исключить действие УАВР, в этом случае необходимо соответствующим образом выбрать выдержку времени tавр1 и обеспечить возврат минимальных реле напряжения в исходное состояние при напряжениях, не больших значения Uост.сзп. Это второе условие выбора напряжения срабатывания

U с . р 1 < = U остсзп /(K в Котс К u ), (10.8)

Где Kв=1,25—коэффициент возврата.

Принимается меньшее значение напряжения срабатывания, полученное из выражений (10.7) и (10.8). В расчетах часто принимают

U с.р1 =(0,25. 0,4)( U ном / Ku ).

Оно обычно удовлетворяет обоим условиям. При этом выдержка времени ^авр! должна быть больше времени tс.з+tо.в (см. рис. 10.11, б). Обычно в расчетах принимают наибольшую выдерж­ку времени защит присоединений, отходящих от шин источника питания ИП 1 и от шин секции 1, т. е.

t авр1 > t с.з. m ах + t (10-9)

В некоторых схемах УАВР пусковой орган (минимальное реле напряжения) и орган выдержки времени объединены в одном реле. Если на резервируемом элементе системы электроснабжения (например, на линии Л1> имеется устройство АПВ, то время tавр1. Должно согласовываться с временем действия УАПВ tапв1 чтобы УАВР действовало только после неуспешного действия УАПВ. Для этого время tавр1 полученное из выражения (10.9), Необходимо увеличить при однократном УАПВ на значение tапв1. Если в системе электроснабжения (рис. 10.11, а) наряду с рассматриваемым устройством АВР имеется УАВР, расположенное ближе к рабочему источнику питания, то его время действия t/авр1.

Читайте так же:
Автоматический выключатель для индукционной плиты

выбирается с учетом сказанного, а для рассматриваемого УАВР должно.выполняться дополнительное условие Время tзап в зависимости от типов выключателей и реле времени в схемах УАВР принимается 2—3 с.

В условиях эксплуатации случаются перегорания предохранителей или другие неисправности в цепях трансформаторов напряжения. При этом возможны срабатывания минимальных реле напряжения пускового органа. Для предотвращения ложных действий устройства АВР имеется ряд способов, например в пусковом органе используют два минимальных реле напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения. Для этих же целей в пусковом органе вместе с минимальным реле напряжения используют минимальное реле тока, включенное на ток питающей линии Л1 (рис. 10.11, а). Такой комбинированный пусковой орган срабатывает лишь тогда, когда вместе с исчезновением напряжения на шинах исчезает ток в линии. Ток срабатывания реле отстраи­вается от минимального рабочего тока Iраб.min питающей линии по условию

I с.з .= I раб. min /( K отс К1 ) (10.10)

где Котс = 1,5.

В этом случае выдержка времени tАВР1, определяемая из условия (10.9), согласуется только с защитой, действующей при к.з. в точке К6. Если к резервируемым шинам подключены синхронные электродвигатели и компенсаторы, то при отключении рабочего источника питания на шинах в течение некоторого времени поддерживается остаточное напряжение благодаря разряду электромагнитной энергии, запасенной этими электродвигателями и компенсаторами. Значение этого напряжения снижается постепенно, поэтому минимальное реле напряжения УАВР может подействовать с замедлением, достигающим tс.р =1 с и более. Такое замедление нежелательно. Избежать его можно, если вместо минимального реле напряжения использовать реле понижения частоты. Это возможно, так как снижается не только значение, но и частота остаточного напряжения, причем время снижения частоты до значе­ния уставки срабатывания, равной 46—47 Гц, обычно не превышает 0,2—0,3с, т. е. всегда значительно меньше, чем время снижения остаточного напряжения от первоначального значения до уставки срабатывания минимального реле напряжения. Действие устройства АВР имеет смысл при наличии напряжения на резервном источнике питания. Поэтому в пусковой орган УАВР включают максимальное реле напряжения, контролирующее наличие напряжения на резервном источнике питания, на шинах секции II. При минимальном рабочем напряжении [Uраб min реле должно находиться в состоянии после срабатывания, разрешая действие пускового органа УАВР. Это обеспечивается выбором

его напряжения срабатывания по условию

Uc . p 2 = Upa б mln /(Кв Котс К u ), (10.1 1)

где Котс ==l,5. 1,7—коэффициент отстройки; Кв==0,8—коэффициент возврата.

В расчетах обычно принимают Uc. p 2 = (0,65 . 0,7) (Uном /Ки ). Требование однократности действия УАВР удовлетворяется, если принять продолжительность воздействия на включение выключа­теля Q5 (рис. 10.11, а)

t АВР2 = t в.в. + t зап (10.12)

где tв.в —время включения выключателя Q5; tзап ==0,3 . 0,5 с.

Включенный от УАВР выключатель должен иметь защиту, действующую с ускорением после АВР. В том случае, если при действии УАВР резервный источник питания перегружается и не обеспечивает самозапуск электродвигателей, следует отключить часть нагрузки, например, минимальной защитой напряжения.

Алгоритмы функционирования цифровых устройств дуговой защиты для КРУ 6 – 35 кВ. Ячкула Н.И., Захаров О.Г.

Алгоритмы функционирования цифровых устройств дуговой защиты для КРУ 6 – 35 кВ. Ячкула Н.И., Захаров О.Г.

Короткие замыкания внутри любых распределительных устройств опасны, но чрезвычайную опасность представляют КЗ через электрическую дугу (ЭД).

Возможными последствиями таких замыканий являются электротравмы обслуживающего персонала, материальный ущерб, вызванный разрушением оборудования и самой подстанции (рис. 1), а также длительным отключением потребителей.
В данной статье рассмотрены алгоритмы функционирования цифровых устройств дуговой защиты и их функциональные схемы (ред.)

Рис. 1 Процесс развития дугового замыкания (фото АВВ)

Всё это обусловило введение в нормативные материалы и директивные указания РАО «ЕЭС России» требования об оснащении распределительных устройств защитами от дуговых КЗ внутри секций.

Главные требования, предъявляемые к таким защитам — высокое быстродействие и чувствительность, абсолютная селективность.

Алгоритмы функционирования защит от дуговых КЗ внутри распределительных устройств зависят от используемых информационных признаков дуговых КЗ, определяющих тип датчика дугового замыкания, структуры устройства защиты и многого другого.

В настоящее время наибольшее распространение получили устройства [1] с датчиками, реагирующими на следующие информационные признаки дуговых КЗ:

давление газовоздушной среды, возникающее на фронте ударной волны в началь-

ный момент дугового КЗ (клапанная дуговая защита [2]);

степень ионизации газов в канале дугового столба (защита антенного типа с дугоулавливающим электродом [2]);

излучение, сопровождающее дуговой столб [3 — 12].

Анализ существующих типов устройств защиты от дуговых замыканий и тенденций их совершенствования [3], позволяет сделать заключение о наибольшей перспектив-ности применения оптико-электрических дуговых защит (ОЭДЗ), контролирующих уро-вень освещенности внутри отсеков распределительных устройств.

Контроль освещенности (светового потока) внутри отсеков, осуществляемый с помощью оптических датчиков, обеспечивает получение максимального быстродей-ствия и абсолютной селективности защиты [1].

В качестве оптических датчиков применяются как традиционные фотоприемники — фотодиоды, фототиристоры, фототранзисторы -, так и волоконно-оптические кабели (ВОК) [4 — 11].

Связь оптических датчиков с измерительными органами может осуществляться электрическими линиями связи (ЭЛС) или волоконно-оптическими линиями связи (ВОЛС).

Для исключения ложных срабатываний ОЭДЗ отечественные и зарубежные разработчики и производители, наряду с контролем светового потока, в качестве дополнительного признака используют контроль тока и/или напряжения, при этом подавляющее их большинство отдает предпочтение контролю тока.

Существующие ОЭДЗ различаются не только по типу используемых датчиков, но и по исполнению, структуре защит. С этой точки зрения они могут быть разделены на индивидуальные — РДЗ (ЮРГТУ), УДЗ («НИИЭФА-ЭНЕРГО»), УДЗ-1 («ЭЛКОС») и централизованные — РДЗ-018 (ЮРГТУ), ОСДЗ («Энерготехника»), БССДЗ-01/02 («Промэлектроника»), ОВОД (ПРОЭЛ), REA-100 (ABB), ПД-01 (ALSTOM), ФВИП (НИИИТ).

С учетом аргументов, изложенных в [3] и основываясь на имеющемся опыте разработки и внедрения ОЭДЗ, в качестве аппаратно-структурной базы для разработки алгоритмов функционирования НТЦ «Механотроника» рассматривает защиту КРУ(Н) от внутренних дуговых КЗ, выполненную по централизованно-индивидуальному принципу с датчиками на основе фотоприемников, с ЭЛС, с использованием в качестве дополнительного информационного признака контроль тока.

Читайте так же:
Включатели выключатели для авто

Основаниями для выбора такой аппаратно-структурной реализации защиты являются возможность обеспечения абсолютной селективности, высокого быстродействия и чувствительности, а также технологичности монтажа (наладки) и простоту ремонта в случае повреждения электрической дугой.

Пример выбранной аппаратно-структурной реализации защиты с основными связями приведен на рис.2, а на рис. 3 приведена схема электрическая подключения центрального блока.

Рис.2 – Пример аппаратно-структурной реализации ОЭДЗ

Рис. 3 — Схема электрическая подключения центрального блока

В качестве дополнительных требований (ограничений) к алгоритму функционирования защиты КРУ(Н) от внутренних дуговых КЗ использованы следующие:

  • оптимизация управляющих воздействий на коммутационные аппараты секции с целью минимизации возможных объемов повреждений;
  • учет наличия одной (в перспективе — двух) смежных секций;
  • использование контроля тока в качестве дополнительного информационного признака дугового КЗ с учетом схемы питания защищаемой секции и контролем положения и исправности цепей управления вводных и секционных выключателей;
  • обеспечение реализации функции УРОВ при отказе любого из коммутационных аппаратов секции;
  • задаваемая пользователем степень селективности работы устройства;
  • обеспечение селективного действия на выключатели “генерирующих” отходящих присоединений;
  • возможность изменения конфигурации устройства персоналом при реконструкции или изменении состава КРУ.

2. Общие принципы реализации алгоритмов

Общие принципы алгоритма функционирования устройства базируются на “зонном” принципе, то есть аппаратном выделении в ячейках защищаемой секции особых зон, дуговое замыкание в пределах которых требует формирования однотипных управляющих воздействий.

В разрабатываемом устройстве защиты от дуговых КЗ предполагается выделение четырех зон:

зона I — отсеки измерительных трансформаторов тока, кабельной разделки и проходных изоляторов ячеек отходящих линий;

зона II — отсеки измерительных трансформаторов напряжения и высоковольтных выключателей ячеек отходящих линий и отсек сборных шин (СбШ);

зона III — отсеки ячейки секционного выключателя (СВ), кроме отсека СбШ;

зона IV — отсеки ячейки вводного выключателя (ВВ), кроме отсека СбШ.

Программным ключом пользователь может объединить зону I с зоной II.

При дуговом замыкании в зоне I (здесь и далее под дуговым замыканием (ДЗ) понимается как наличие сигнала от соответствующего блока регистрации дуговых замыканий, так и наличие разрешающего сигнала внешних токовых защит), центральным блоком формируется сигнал “Откл. Ф”, разрешающий срабатывание промреле отключения выключателя поврежденной ячейки.

Реализация формирования управляющих воздействий на коммутационные аппараты отходящих линий (ячеек) через промреле обеспечивает независимость аппаратно-программной структуры центрального устройства защиты от количества ячеек отходящих линий в защищаемой секции.

Для реализации этого в РДЗ предусмотрен дополнительный релейный выход. Тогда становятся возможны различные варианты использования центрального блока с обеспечением селективного отключения отходящих линий. Очевидными являются следующие два:

1. Предусмотреть релейный выход пуска ДЗ соответствующих зон секции в центральном блоке и через его контакты и контакты РДЗ соответствующего фидера осуществлять селективное отключение. Регистрацию факта дугового замыкания при этом производить в БЦ. Непосредственное воздействие на выключатель отходящей линии можно реализовать через промреле. Упрощенная схема такого решения приведена на рис. 4

2. Если отходящие линии имеют индивидуальную ЦРЗА, то для пуска ДЗ в них надо будет предусмотреть соответствующий релейный выход (рис. 5).

Оба варианта позволяют упростить алгоритмы функционирования и аппаратный состав центрального блока при одновременном расширении возможностей по количеству селективно защищаемых отходящих линий.

При дуговом замыкании в зоне II формируется сигнал, подающийся на алгоритмы отключения ВВ, СВ и выключателей неповрежденных »генерирующих» отходящих линий.

При ДЗ в зоне III формируется сигнал на отключение ВВ и выключателей »генерирующих» отходящих линий, а если при этом СВ включен (есть входной дискретный сигнал »РПВ СВ»), то формируется без выдержки времени выходной дискретный сигнал »УРОВд» на отключение ВВ соседней секции.

При ДЗ в зоне IV формируется сигнал на отключение СВ и выключателей »генерирующихІ отходящих линий, а если при этом ВВ включен (есть входной дискретный сигнал »РПВ ВВ», то формируется без выдержки времени выходной дискретный сигнал »Откл. Тр-ра» (»Отключение трансформатора») на выходные промежуточные реле защиты трансформатора с действием на запрет отключения выключателя ввода.

При ДЗ в любой из зон секции, а также при поступлении входного дискретного сигнала »УРОВп» блок формирует выходные дискретные сигналы »Запрет АВР» и »Авария». »Запрет АВР» снимается через 0,25 с после снятия условий его формирования, а сигнал »Авария» – после квитирования соответствующей кнопкой с пульта блока или командой по последовательному каналу.

При отказе ВВ и/или СВ (контроль по сигналам от реле повторителей положения BВ и/или СВ) формируются выходные дискретные сигналы »Откл Тр-ра» и »УРОВд» с программно задаваемыми задержками времени на срабатывание ТУРОВ ВВ и ТУРОВ СВ, а также внутренние сигналы алгоритма »Отказ ВВ» и »Отказ СВ».

При использования блоков регистрации дуговых замыканий с датчиками на основе фототиристоров, блок формирует выходной дискретный сигнал »Сброс». Сигнал длительностью 0,5 с формируется через 3 с после фиксации факта дугового замыкания, а также командой по последовательному каналу или от соответствующей кнопки пульта блока при обнаружении несоответствия – состояния, при котором сигнал от ДДЗ есть, а разрешающий сигнал от токовых защит не поступает в течение более 1.5 с.

Алгоритм формирования сигнала »Сброс» возвращается в исходное состояние после устранения причин несоответствия и квитирования только кнопкой пульта блока.

Причины формирования сигнала »Вызов» фиксируются и доступны пользователю по последовательному каналу или с использованием ПЭВМ. Регистрация причин обобщенных выходных сигналов »Работа ДЗ», »Неиспр. » и др. осуществляется в журнале событий, емкостью до 200 событий.

3. Алгоритмы функционирования центрального блока защиты от дуговых КЗ

Рис.6 – Функциональная схема алгоритма определения варианта схемы питания и контроля положения коммутационных аппаратов секции

Рис.7 – Функциональная схема алгоритма определения наличия пуска по току

Примечания: I >CC – входной дискретный сигнал пуска МТЗ вводного выключателя смежной секции.

Рис.8 – Функциональная схема алгоритма определения наличия ДЗ в зоне I

Примечания: Тнс – определяет допустимую длительность наличия сигнала от РДЗ при отсутствии сигнала пуска по току, зависит от типа используемых в РДЗ датчиков дугового замыкания; диапазон — 0,01 … 1,0 с; шаг – 0,01 с.

Читайте так же:
Выключатель впк 2112 ухлз

Рис.9 – Функциональная схема алгоритма определения наличия ДЗ в зоне II

Рис.10 – Функциональная схема алгоритма определения наличия ДЗ в зоне III

Рис. 11 – Функциональная схема алгоритма определения наличия ДЗ в зоне IV

Рис.12 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала

селективного отключения выключателей отходящих фидеров

Примечание: диапазон Туров Ф — 0,05 … 1,00 с, шаг – 0,01с.

Рис.13 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала

отключения выключателя ввода

Примечание: диапазон Туров ВВ — 0,05 … 1,00 с, шаг – 0,01с.

Рис. 14 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала

отключения секционного выключателя

Примечание: диапазон Туров СВ — 0,05 … 1,00 с, шаг – 0,01с.

Рис.15 – Функциональная схема алгоритма формирования выходных дискретных сигналов отключения “генерирующих” отходящих линий

Примечание: программные ключи S3, S4 определяют задействованные для отключения ГФ пром. реле и задаются в виде – ПР1 (ПР2)- ЕСТЬ/НЕТ

Рис.16 – Функциональная схема алгоритма формирования выходных дискретных сигналов «Авария» и «Запрет АВР»

Рис.18 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала отключения трансформатора

Рис.19 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала УРОВд.

Рис.20 – Функциональная схема алгоритма формирования сигнала «Сброс ФТД»

Примечания: программный ключ S6 – тип датчиков дуги – ФТД / НЕТ, здесь дизъюнктор обеспечивает отключение ФТД до нажатия к-н “Cброс”

Рис.21 — Функциональная схема алгоритма формирования сигнала «Вызов»

Рис.22 — Функциональная схема алгоритма самодиагностики

Список литературы

1. Нагай В.И. Релейная защита ответвительных подстанций электрических сетей. — Энергоатомиздат, 2002. — 312 с.

2. Зотов А.Я. О дуговой защите шкафов КРУ(Н) 6–10 кВ на датчиках «Краб» и «Антенный» // Энергетик. – 1997. – № 3. – С. 17–18.

3. Нагай В.И. Быстродействующие дуговые защиты КРУ: современное состояние и пути совершенствования // Новости ЭлектроТехники. — 2003. — № 5 (23). — С. 48–52.

4. Демьянович М.В., Евреев А.И., Пименов А.В. и др. Новая дуговая защита для комплектных распределительных устройств // Энергетик. — 2001. — № 5. — С. 24.

5. Нагай В.И., Сарры С.В., Котлов М.М. и др. Оптико-электрическая дуговая защита КРУН 6–10 кВ // Энергетик. — 2000. — № 8. — С. 38 – 39

6. Сухоручкин И.В., Бочаров Н.В. Реле защиты от дуговых замыканий // Электрические станции. – 1990. – № 5. – С. 89–91.

7. Коротков Л.В., Погодин Н.В. Быстродействующая оптическая система дуговой защиты ЗРУ 6–10 кВ // Релейная защита и автоматика энергосистем 2000: Тез. докл. XIV научно-технической конференции. – М.: ЦДУ ЕЭС России, 2000. – С. 48–49.

8. Калачев Ю.Н., Шевелев В.С. Устройство дуговой защиты для ячеек КРУ 6–10 кВ // Энергетик. – 2001. – № 1. – С. 25–26.

9. Демьянович М.В., Евреев А.И., Пименов А.В. и др. Новая дуговая защита для комплектных распределительных устройств // Энергетик. – 2001. – № 5 – С. 24.

10. Григорьев В.А., Милохин В.Е., Палей Э.Л. Волоконно-оптическая дуговая защита ячеек КРУ 6 -10 кВ // Энергетик. – 2002. – № 2. – С. 23–24.

11. Калачев Ю.Н., Шевелев В.С. Устройство дуговой защиты для ячеек КРУ 6–10 кВ // Энергетик. — 2001. — № 1. — С. 25–26.

Схема АВР. АВР (автоматический ввод резерва) для генератора

В нормальном режиме электроснабжения энергия предоставляется энергокомпанией и подводится к месту ее использования. Когда основной ее источник перестает работать, мощность от второго сетевого ввода или используемого резервного генератора должна вручную или автоматически подаваться к нагрузкам, для чего служит схема АВР (автоматического ввода резерва). Ее основной задачей является перераспределение мощности от энергосистемы на резервный источник питания.

III-я категория надежности электроснабжения

Как известно, энергоснабжающие компании делят всех своих потребителей, т. е. тех лиц (юридических и физических), с которыми они заключают договоры на поставку электроэнергии, на три категории по степени надежности электроснабжения. Самая низкая надежность у 3-й категории. Такому клиенту энергетики предоставляют всего один трехфазный ввод напряжения 6 или 10 кВ (иногда и 400 В) или однофазный ввод 230 В от одной питающей подстанции, но и стоимость присоединения нагрузок к сети по этой категории минимальная – достаточно установить простую однотрансформаторную КТП и соединить ее с ближайшей ВЛ электропередачи.

Нужна ли для III-й категории схема АВР?

авр для генератора

ПУЭ допускает возможность питания по такой схеме, если энергетики гарантируют восстановление питания после аварий за время не более суток. А если это не так? Тогда нужет резервный источник электропитания, в качестве которого обычно выступает бензоэлектрический агрегат или дизель-генератор. В прежние времена потребители вручную подключали свои нагрузки к ним и запускали их в работу. Но по мере развития автоматики этих изделий возникла возможность выполнения их пуска без участия человека.

схема авр

А раз можно пускать дизель-генератор автоматически, то точно так же можно и подключить к нему нагрузки потребителя. Так и возникла современная концепция двухвводного АВР, электрическая схема которого, приведенная ниже, уже становится стандартом электроснабжения частного дома.

II-я категория: нужен ли ей АВР

Если потребитель заказывает два сетевых ввода электропитания, то он переходит уже в следующую категорию — вторую. В этом случае энергетики, как правило, требуют от клиентов оплатить строительство двухтрансформаторной подстанции. В простейшем варианте она содержит две секции шин (это просто алюминиевые или в лучшем случае медные полосы) высокого напряжения со своими вводными выключателями, к каждой из которых присоединяется только один из вводов высокого напряжения (6 или 10 кВ). Между секциями расположен так называемый секционный выключатель. Если он разомкнут, то каждый высоковольтный ввод может питать только один трансформатор (как правило, в работе находится только один из двух, второй находится в резерве – и это также типовое требование энергетиков). При пропадании напряжения на одном из вводов, электрик потребителя может вручную включить секционный выключатель и подать нагрузку на постоянно работающий трансформатор с другого высоковольтного ввода.

Читайте так же:
Бра кухонные с выключателем

Такие потребители, вообще-то, не нуждаются в наличии АВР. Однако в последнее десятилетие энергетики зачастую предлагают им устанавливать их в типовых двухтрансформаторных подстанциях на стороне низкого напряжения. Такой щит АВР имеет два ввода от обмоток низкого напряжения разных трансформаторов (они оба должны находиться под напряжением, но нагружен в любой момент времени только один из них) и один выход на шины низкого напряжения, к которым подключены все нагрузки.щит авр

I-я категория – АВР обязателен

А вот если потребителя в принципе не устраивает временная задержка на ручное переключение вводов, то он вынужден в обязательном порядке применять АВР и переходить в следующую категорию надежности электроснабжения – первую. В простейшем варианте принципиальная схема АВР может содержать два ввода от тех же двух секций высоковольных шин подстанции и блок включения секционного выключателя (обычно вакуумного). Если напряжение пропадает на питающем вводе, то автоматика отключает его вводной выключатель и включает секционный. После этого на объединенные шины напряжение поступает уже со второго ввода. АВР на два ввода в этом случае может быть выполнен и на стороне низкого напряжения подстанции, как было описано выше.

Но из потребителей I-й категории ПУЭ выделяет так называемую особую группу, входящим в которую недостаточно двух сетевых вводов электропитания, а обязательно нужен еще и третий резервный ввод, выполняемый обычно от дизель-генератора. В этом случае необходим АВР на 3 ввода. Схема его выполняется на низком напряжении.

Как работает устройство АВР с генераторным вводом

схема подключения авр

В последнее время на рынке появилось много устройств автоматического резервирования, имеющих управляющий микропроцессорный контроллер. Большой популярностью в этом плане пользуется управлющие реле-контроллеры серии Easy производства фирмы Moeller. Анализируя сигналы датчиков напряжения, микроконтроллер обнаруживает сбой питания и инициирует процедуру запуска двигателя генератора (обычно синхронного). Как только он достигает номинального напряжения и частоты система управления переключает на питание от него нагрузки потребителя. С точки зрения электротехники схема подключения АВР для ответственных и мощных нагрузок представляет собой довольно сложную задачу, поскольку неизбежные временные задержки и другие технические сложности затрудняют мгновенное получение резервного питания.

Контроль частоты и напряжения

Одной из основных функций устройства АВР является обнаружение падения напряжения или полного исчезновения основного источника питания. Как правило, все фазы питающей сети контролируются на стороне посредством реле минимального напряжения (реле контроля фаз). Точка сбоя определяется по падению напряжения ниже минимально допустимого уровня на любой из фаз. Информация о напряжении и частоте передается в щит АВР, где определяется возможность продолжения питания нагрузок. Допустимый минимум напряжения и частоты должен быть обязательно преодолен перед переключением нагрузок на питание от резервного генератора, мощность которого должна его обеспечивать.авр электрическая схема

Основная временная задержка

Схема АВР обычно имеет возможность широкой регулировки времени задержки ее срабатывания. Это является необходимой функцией для возможности купирования неоправданных отключений от источников основного электропитания при кратковременных его нарушениях. Наиболее превалирующая временная задержка перекрывает любые кратковременные отключения, чтобы не вызывать ненужных запусков приводных двигателей генераторов и переключений на них нагрузок. Эта задержка находится в диапазоне от 0 до 6 секунд, причем одна секунда является наиболее распространённым вариантом. Она должна быть короткой, но достаточной для подключения к резервным источникам питания нагрузок потребителей. Многие компании сегодня покупают мощные источники бесперебойного питания на аккумуляторных батареях, обеспечивающие минимальное время задержки подключения.

Дополнительные временные задержки

После восстановления основного питания, некоторая временная задержка необходима, чтобы убедиться в достаточной стабильности нагрузки для ее отключения от резервного питания. Как правило, она составляет от нуля до тридцати минут. АВР для генератора должна автоматически обойти эту временную задержку в возвращении к основному источнику, если резервный сбоит, а основной снова работает нормально.

Третья наиболее общая временная задержка включает в себя период остывания двигателя. На его протяжении система управления дизель-генератора контролирует разгруженный двигатель вплоть до его останова.

В большинстве случаев обычно желательно переключать нагрузки на резервный генератор, как только достигнуты соответствующие уровни напряжения и частоты. Однако в некоторых ситуациях конечные потребители хотят последовательности переключений различных нагрузок на резервный генератор. Когда это требуется, выполняется несколько схем АВР для генератора, срабатывающих с индивидуальными временными задержками, так что нагрузки могут быть подключены к генератору в любом желаемом порядке.

Исполнительные аппараты схем ввода резерва

Конечным результатом работы рассматриваемого класса устройств является коммутация электрических цепей, их переключение с основного ввода на резервный. Как было отмечено выше, в электроподстанциях схема АВР может быть реализована как на стороне высшего, так и низшего напряжения. В первом случае ее исполнительными элементами служат штатные высоковольтные выключатели. Во втором случае, к которому относится и переключение нагрузок на генераторный ввод, коммутация осуществляется низковольтными устройствами.

Они могут либо быть в составе оборудования щита (панели) АВР, либо могут быть внешними по отношению к нему и являться частью общей схемы электроснабжения нагрузок. В первом случае возможно использование магнитных пускателей – оно применяется в устройствах резервирования для непромышленных потребителей при мощности их нагрузок до нескольких десятков кВт. При более высоких мощностях применяют АВР на контакторах. Схема принципиальная устройства в обоих случаях одинакова.

принципиальная схема АВР

Внешними низковольтными устройствами схем ввода резерва являются силовые автоматические выключатели с электромагнитными приводами. Функция собственно АВР-устройства сводится в этом случае к формированию и выдаче на них соответствующих сигналов включения/отключения.

Типовой блок АВР на 3 ввода. Схема и алгоритм работы

авр на 3 ввода схема

Он предназначен для реализации непрерывного питания нагрузок напряжением 0,4 кВ от трех источников электропитания: двух трехфазных сетевых вводов и трехфазного ввода дизель-генератора. Исполнительными аппаратами являются штатные автоматические выключатели Q1, Q2 и Q3 каждого из вводов, защищающие нагрузки 1-й категории надежности электроснабжения.

Алгоритм работы блока выглядит следующим образом:

Читайте так же:
Вводные автоматические выключатели для опломбирования

1. На основном вводе есть напряжение. Тогда Q1 включен, а Q2 и Q3 отключены.

2. На основном вводе напряжение отсутствует, а на резервном оно есть. Тогда Q2 включен, а Q1 и Q3 отключены.

3. На основном и резервном вводах нет напряжения. Тогда Q3 включен, а Q1 и Q2 отключены.

Принцип работы защиты минимального напряжения

Защита минимального напряжения обеспечивает безопасную работу важных узлов, наиболее ответственных механизмов в электрических сетях, на производствах, когда происходит кратковременное исчезновение напряжения в сети. Подает сигнал, отключает группу или секции присоединений схем, электроприборов, двигателей, трансформаторов при понижении напряжения ниже допустимого значения (уставки).

ЗМН

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

  • Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
  • Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

ЗМН 2

Схема ЗМН

Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.

Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.

Дополнительно в состав змн входят реле:

  • Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
  • Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
  • Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
  • Минимального напряжения.

Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.

При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.

При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.

ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.

ЗМН 3

Принцип работы ЗМН

Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.

Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.

Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.

Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.

ЗМН 4

Система АВР

При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.

При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.

Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.

Ступени срабатывания ЗМН

1-ая ступень

Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.

При включении первой ступени защиты, отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.

2-ая ступень

Следующая ступень срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.

Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.

ЗМН 5

Защита от напряжения

Реле напряжения, на котором основана ЗМН, постоянно контролирует величину значения сети, отключает потребителей, если они выходят за рамки установленных пределов. Возобновляет работу механизмов при возобновлении требуемых параметров.

Защита минимального напряжения может быть выполнена и автоматическими выключателями с расцепителем малого напряжения, который включает автомат при 80 % от номинального значения, а отключает его, если оно становится ниже 50 %.

Расцепитель низкого напряжения подходит для дистанционного отключения автоматики.

ЗМН 6

Достоинства

  • Устройства змн (реле, автоматические выключатели) имеют небольшие габариты, подходят для установки на стальную, алюминиевую или гальваническую рейку (DIN-рейку).
  • Некоторые модели подходят для включения в розетку. Пользователь может обеспечить защиту группе бытовых электроприборов, не изменяя конфигурацию проводки.
  • Доступность. Низкая стоимость позволяет использовать реле или группу реле простому обывателю, а не только на производстве.
  • Автоматика практически мгновенно реагирует на понижение напряжения в сети, отключая и обеспечивая бесперебойную работу механизмам.

Недостатки

  • При защите с помощью одного реле возможна неправильная работа, если произошел обрыв в цепи. Такая релейная защита подходит только для неответственных механизмов.
  • Не устраняет колебания напряжения в сети.
  • После включения выключателя ввода, может произойти его несанкционированное отключение. Происходит такое от задержки срабатывания реле. Сигнал на отключение выключателя ввода приходит раньше, чем срабатывает реле напряжения, а временное и выходное (змн) реле возвращаются в исходное состояние.

ЗМН 7

Применение

Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector