Что является пусковым органом у большинства схем авр

Автоматическое включение резервного питания (АВР) в распределительных сетях

Автоматическое включение резерва (АВР) предназначено для переключения потребителей с поврежденного источника питания на исправный, резервный. В системах сельского электроснабжения устройства АВР применяют на двухтрансформаторных подстанциях 35 — 110/10 кВ (местные АВР) и на линиях 10 кВ с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом режиме (сетевые АВР).

В связи с появлением потребителей первой категории по надежности электроснабжения (животноводческие комплексы) начинают внедрять устройства АВР на ТП-10/0,38 кВ, на линиях 0,38 кВ и на резервных дизельных электростанциях.

К схемам АВР предъявляются следующие основные требования:

• АВР должно обеспечиваться при непредусмотренном прекращении электроснабжения но любой причине и при наличии напряжения на резервном источнике питания;

• АВР должно осуществляться с минимально возможным временем действия;

• АВР должно быть однократным;

• АВР должно обеспечивать быстрое отключение резервного источника при включении на устойчивое к.з., для этого рекомендуется выполнять ускорение защиты после АВР (аналогично тому, как это делается после АПВ);

• в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности цепи включения резервного оборудования.

Для пуска АВР при исчезновении напряжения основного источника используется реле минимального напряжения . В некоторых случаях роль пускового органа выполняет реле времени с возвращающимся якорем (в нормальном режиме реле времени находится постоянно под напряжением и якорь притянут).

Уставка срабатывания этих реле обычно, если не имеется конкретных данных, выбирается из условия

Время срабатывания пускового органа устройства АВР (tср.АВР) выбирается по следующим условиям: • по отстройке от времени срабатывания тех защит, в зоне действия которых повреждения могут вызвать уменьшение напряжения ниже принятого по условию

где tс.з — наибольшее время срабатывания указанных защит;

Δt — ступень селективности, принимаемая равной 0,6 с при использовании реле времени со шкалой до 9 с и равной 1,5…2 с со шкалой до 20 с;

• по согласованию действия АВР с другими устройствами автоматики (например, АПВ линии, по которой осуществляется подача энергии от основного источника питания)

где tс.з.л — наибольшее время действия защиты линии (элемента системы электроснабжения), передающей энергию потребителям, для которых осуществляется АВР;

t1АПВ — время цикла неуспешного АПВ этой линии;

tзап — запас по времени, принимаемый равным 2 — 3,5 с.

В сельских электрических сетях применяются сетевые АВР , которые обеспечивают резервирование потребителей, подключенных к линиям с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом (условно-замкнутом) режиме (рис. 1, а).

Сетевые АВР представляют собой комплекс аппаратов, в который входят:

• само устройство АВР, переключающее питание сети на резервный источник путем включения выключателя пункта АВР (3В, рис. 1), который отключен в нормальном режиме работы схемы;

• устройства, обеспечивающие при необходимости автоматическую перестройку релейной защиты перед изменением режима работы сети при АВР;

• устройство делительной автоматики минимального напряжения (действует па отключение 1В и 5В, рис. 1,а), которое предотвращает подачу напряжения от резервного источника на поврежденный рабочий источник питания (на рабочую линию, трансформатор и т. п.), а также на некоторые другие устройства.

Рис. 1 Схема сетевого АВР для сельских сетей 10 кВ (на выключателе с пружинным приводом): a — поясняющая первичная схема сети 10 кВ; б — схема цепи напряжения пускового органа АВР; в — схема АВР и управления аыключателя 3 (пункта АВР).

На рисунке 1, в показана схема сетевого АВР для выключателей с пружинным приводом, наиболее распространенным в сельских сетях 10 кВ. На пункте АВР (рис. 1,а) установлена ячейка (шкаф) КРУН с выключателем 3В, оборудованным сетевым АВР и релейной защитой.

Действие пускового органа АВР обеспечивается от трансформаторов напряжения ТН1 и ТН2 (по два или по одному ТН с каждой стороны), которые являются источниками оперативного тока для всех устройств пункта АВР. При этом питание шинок управления 1ШУ и 2ШУ (рис. 1,в) осуществляется либо от ТН1, либо от ТН2 с автоматическим переключением на ТН неповрежденной линии.

При исчезновении питания, например со стороны подстанции А, срабатывают реле напряжения 1РН, 2РН. При наличии напряжения со стороны подстанции Б запускается реле времени 1РВ и через заданное время замыкает контакт 1РВ в цепи электромагнита включения ЭВ выключателя 3В.

Если пружины привода заведены (контакт КГП1 замкнут), выключатель включается. При успешном АВР через замкнувшийся вспомогательный контакт 3ВЗ включается двигатель и заводит пружины привода. При неуспешном АВР (включение на к.з. с последующим отключением от защиты) контакт ЗВЗ остается разомкнутым и пружины не заведены (продолжительность полного завода пружин 6. 20 с). Этим обеспечивается однократность АВР.

В данном случае для подготовки привода к включению необходимо вручную перевести устройство 2ОУ в положение 2—3. При неисправностях в цепях TН1 или ТН2 отключается соответствующий автомат АВ н своим вспомогательным контактом АВ1 или АВ2 выводит из действия устройство АВР для работы в сторону поврежденного ТН.

Если уставки tср.АВР при исчезновении напряжения со стороны источников А и Б существенно отличаются, то устанавливают второе реле 2РВ (на схеме не показано), так что реле 1РВ запускается по цепи 1PH, 2РН, АВ1, а реле 2РВ — по цепи 3РН, 4РН, АВ2.

Работу схемы АВР трансформаторов проверяют на стенде (рис.2).

Рис. 2. Схема устройства АВР (включение секционного выключателя) на двухтрансформаторной подстанции.

Принципиальная схема АВР, показанная на рисунке 2, позволяет при помощи секционного выключателя СВ автоматически подавать питание на шины секции I или II при аварийном отключении трансформаторов Т1 или Т2.

Рассмотрим работу схемы при включении резервного питания на шины секции I.

Потребители секции I нормально питаются от трансформатора T1, а автоматическое резервирование их питания осуществляется включением СВ.

Автоматическое резервное питание подается при исчезновении напряжения на шинах секции I вследствие:

• отключения источника питания или линии электропередачи со стороны T1;

• короткого замыкания внутри трансформатора и на шинах секции I;

• непреднамеренного отключения трансформатора T1.

Схема АВР работает только при замкнутых контактах переключателя П. Обмотка реле однократного включения устройства АВР (РОВ) находится под напряжением и его контакт замкнут до тех пор, пока включен выключатель 1В1.

При исчезновении напряжения на шинах секции I реле минимального напряжения замыкает свои размыкающие контакты. Через его замкнутые контакты реле времени 1РВ получает питание и через определенную выдержку времени подает импульс на отключение трансформатора T1 (выключателей 1В и 1В1).

Обычно реле времени действует на промежуточное реле, которое своими контактами включает оперативные цепи выключателя. После отключения выключателей обмотка РОВ обесточивается, но возврат его контактов в исходное положение происходит с некоторой выдержкой времени. Время возврата немного больше времени включения выключателя СВ. Поэтому импульс на включение СВ успевает пройти через контакт РОВ и включить его, благодаря чему шины секции I получают питание от трансформатора Т2. После размыкания контакта РОВ цепь импульса на включение выключателя разрывается, чем обеспечивается однократность действия устройства АВР.

Для исключения ложных действий устройств АВР при сгорании предохранителей в цепи трансформатора напряжения ТН ставят два реле минимального напряжения РН с последовательным соединением их контактов. Кроме того, можно включить последовательно еще одно реле напряжения, которое питается от резервного источника и разрешает действовать устройству АВР при исчезновении напряжения на основной секции для данных потребителей только при наличии напряжения на шипах резервного питания.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

3.2. Основные требования к схемам авр

Все устройства АВР должны удовлетворять следую­щим основным требованиям.

1. Схема АВР должна приходить в действие при ис­чезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или са­мопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряже­ния на шинах, от которых осуществляется питание рабо­чего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отклю­чения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источ­ника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до от­ключения выключателя рабочего источника, чтобы избе­жать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требо­вания исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчез­новении напряжения на шинах, питающих рабочий ис­точник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.

6. Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустановившееся КЗ должно пре­дусматриваться ускорение защиты резервного источни­ка после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к дру­гому источнику, несущему нагрузку. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки вре­мени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое число электродвигате­лей, ускорение защиты осуществляется до 0,5 с. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы пре­дотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряже­нием энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

3.3. Принцип действия схем авр

Рассмотрим принцип действия схем АВР на примере двухтрансформаторной подстанции, приведенной на рис. 3.2. Питание потребителей нормально осуществляется от рабочего трансформатора Т1. Резервный трансформатор Т2 отключен и находится в автоматическом резерве.

При отключении по любой причине выключателя Т1 его вспомогательный контакт 5С>1.2 размыкает цепь обмотки промежуточного реле КЫ. В результате якорь реле КЫ, подтянутый при включен­ном положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.

Второй вспомогательный контакт 5КЫ.1 на обмотку промежуточного реле КЬ2, которое своими контактами производит включение вы­ключателей С>3 и Я4 резервного трансформатора, воз­действуя на контакторы включения УАСЗ и УАС4. По истечении установленной выдержки времени реле КЫ размыкает контакты и разрывает цепь обмотки проме­жуточного реле КЬ2. Если резервный трансформатор включается действием схемы АВР на неустранившееся КЗ и отключится релейной защитой, то его повторного включения не произойдет. Таким образом, реле КЫ обеспечивает однократность АВР и поэтому называется

реле однократности включения. Реле вновь замкнет свои контакты и подготовит схему АВР к новому действию лишь после того, как будет восста­новлена нормальная схема питания подстанции и вклю­чен выключатель 01. Выдержка времени на размыкание контакта КЫ.1 должна быть больше времени включения выключателей 03 и 04, для того чтобы они успели на­дежно включиться.

С целью обеспечения АВР при отключении выключа­теля 02 от его вспомогательного контакта 302.2 пода­ется команда на катушку отключения УАТ1 выключате­ля 01. После отключения 01 схемы АВР запускается и действует, как рассмотрено выше.

Кроме рассмотренных случаев отключения рабочего трансформатора потребители также потеряют питание, если по какой-либо причине останутся без напряжения шины высшего напряжения подстанции Б. Схема АВР при этом не подействует, так как оба выключателя ра­бочего трансформатора останутся включенными. Для того чтобы обеспечить действие схемы АВР и в этом случае, предусмотрен специальный пусковой орган ми­нимального напряжения, в состав которого входят реле КУ1, КУ2, КТ и КУЗ. При исчезновении напряжения на шинах подстанции Б, а следовательно, и на шинах под­станции В минимальные реле напряжения, подключен­ные к трансформатору напряжения ТУ1, замкнут свои контакты и подадут плюс оперативного тока на обмотку реле времени КТ через контакт реле КУЗ. Реле КТ при этом запустится и по истечении установленной выдерж­ки времени подаст плюс на обмотку выходного проме­жуточного реле КЬЗ, которое произведет отключение выключателей 02 рабочего трансформатора. Пос­ле отключения выключателя 01 схема АВР подействует, как рассмотрено выше.

Реле напряжения КУЗ предусмотрено для того, что­бы предотвратить отключение трансформатора 77 от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия на шинах высшего напряжения А резервного трансформатора напряжения, когда действие схемы АВР будет заведомо бесполезным. Реле КУЗ, подключенное к трансформатору напряжения ТУ2 шин А, при отсут­ствии напряжения размыкает контакт КУ3.1 и разрыва­ет цепь от контактов КУ1-1 и КУ2.1 к обмотке реле вре­мени КТ.

3.4. ПУСКОВЫЕ ОРГАНЫ

Пусковые органы минимального напряжения должны выполняться таким образом, чтобы они действовали только при исчезновении напряжения на шинах подстан­ции и не действовали при неисправностях в цепях на­пряжения. Так, в рассмотренной схеме на рис. 3.2 и в схеме на рис. 3.3, а контакты минимального реле напря­жения КУ1.1 и КУ2.1 включены последовательно, что предотвращает отключение рабочего трансформатора Т1 при отключении одного из автоматических выключа­телей (предохранителей) в цепях напряжения. Однако ложное отключение трансформатора 77 все же может произойти, если повредится трансформатор напряжения ТУ1 или отключатся оба автоматических выключателя в цепях напряжения. Для повышения надежности исполь­зуются два минимальных реле напряжения, включенных на разные трансформаторы напряжения.

Схемы пусковых органов минимального напряжения могут быть выполнены также с помощью двух реле времени типа ЭВ-235 пере­менного напряжения ~(рис. 3.3, б) .Эти реле, подключаемые непо­средственно к трансформаторам напряжения, при исчезновении напряжения начинают работать и с установленной выдержкой времени замыкают цепь отключения выключателя рабочего источника пита­ния. В схемах пусковых органов минимального напряжения обычно предусматривается сигнализация при нарушении цепей напряжения, которая действует в случае замыкания контакта одного реле напря­жения или реле времени. В схеме на рис. 3.3,6 для сигнализации используется один из двух упорных замыкающих контактов реле времени.

Пусковой орган минимального напряжения может быть выпол­нен с одним реле времени типа ЭВ-235К, включенным через вспомо­гательное устройство ВУ-200, представляющее собой трехфазный вы­прямительный мост (рис. 3.3,в). Это реле времени начинает работать лишь в том случае, если напряжение исчезнет или понизится одно­временно на трех фазах.

В схеме на рис. 3.3, г блокировка от нарушения цепей напряже­ния осуществляется с помощью минимального реле тока КА (об­мотка реле на схеме не показана), включенного в цепь трансформатора тока рабочего источника питания. В нормальных условиях, ког­да рабочий источник питает нагрузку, по обмотке реле КА проходит ток и оно держит контакт разомкнутым. В случае отключения ра­бочего источника или при исчезновении напряжения на питающих шинах, когда исчезает ток нагрузки, замыкается контакт КА.1 и через замкнувшийся контакт К.У.1 создается цепь на срабатывание реле времени КТ, которое отключает рабочий источник питания. Замы­кание только одного контакта КУ.1, когда контакт минимального реле тока КА.1 остается разомкнутым, не приводит к отключению рабочего источника.

При отключении источника, питающего шины высшего напряже­ния рабочего трансформатора или линии (например, шины Б на рис. 3.2), пусковой орган минимального напряжения может прихо­дить в действие не сразу, так как в течение некоторого времени (0,5—1,5 с) синхронные и асинхронные электродвигатели поддержи­вают на шинах остаточное напряжение, превышающее напряжение срабатывания минимального реле напряжения. Это обстоятельство задерживает АВР.

Для ускорения в этих условиях АВР пусковой орган целесооб­разно дополнять реле понижения частоты, которое выявляет пре­кращение питания раньше, чем минимальное реле напряжения. Это происходит потому, что после отключения источника питания элек­тродвигатели резко снижают частоту вращения, благодаря чему частота остаточного напряжения также быстро снижается. При ус­тавке срабатывания реле понижения частоты 48 Гц оно сработа­ет при снижении частоты вращения электродвигателей и синхронных компенсаторов всего на 4 %, что происходит уже через 0,1—0,2 с

после отключения рабочего источника питания. Схема пускового органа с реле понижения частоты КР приведена на рис. 3.4. В случае отключения источника, питающего шины высшего напряжения Б, ис­чезнет ток в рабочем трансформаторе и понизится частота остаточ­ного напряжения на шинах В. При этом сработают и замкнут свои контакты’ КА.1 минимальное реле тока и КР1 реле частоты, что

приведет к созданию цепи на отключение выключателя рабочего трансформатора. Реле частоты КР может сработать и при общеси­стемном снижении частоты, но цепи на отключение рабочего источ­ника при этом не образуется, так как по рабочему трансформатору будет проходить ток нагрузки и поэтому контакт КА.1 останется разомкнутым. С помощью реле напряжения КУ1 и КУ2 и реле вре­мени КТ в рассматриваемой схеме выполняется пусковой орган ми­нимального напряжения.

3.5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

На рис. 3. 5 приведена схема АВР трансформаторов собственных нужд блочных тепловых электростанций. Показанный в этой схеме рабочий трансформатор Т1 имеет расщепленные обмотки и подключен отпайкой к генератору С1. Два резервных трансформатора Т2 и ТЗ присоединены к магистралям резервного питания 6 кВ А и Б. Выключатели высшего напряжения резерв­ных трансформаторов 0.21 и (>31 нормально отключены, а выключатели стороны низшего напряжения 0.2А и 0.2В, ОЗА и ОЗВ включены. В рассматриваемой схеме имеется возможность замены рабочего трансформатора любого блока любым из двух резервных Т2 и ТЗ. В зави­симости от того, какой из резервных трансформаторов используется, включаются выключатели 0.4А, 0.4В или 05А, 0.5В (секционные выключатели устанавливаются через два блока).

В случае аварийного отключения рабочего трансфор­матора Т1 вспомогательные контакты отключившихся выключателей 8С>11.1 (5(212.1) через контакт реле однократности включения КОСИ. 1 (К0С12.1) замы­кают цепи включения выключателей 01А и 01В, а так­же обмоток промежуточных реле КСС1 (8011.2) или КСС2 (ЗОН.3), включающих выключатели 0.21 или 0.31 резервных трансформаторов 12 или ТЗ соответст­венно. Для выбора направления действия схемы АВР в схеме рис. 3.5, г предусмотрены специальные промежу­точные реле (КЬА2, КХВ2, КЬАЗ, КЬВЗ), контролирую­щие, от какого резервного трансформатора питаются вводы резервного питания к секции 6 кВ соответствую­щего блока (в рассматриваемом случае блока 01).

В схемах АВР выключателя 01А, показанных на рис. 3.5,виг, при использовании для резервирования Т2 замкнуты контакты КУ2. 1 реле напряжения КУ2, конт­ролирующего наличие напряжения на питающей стороне трансформатора Т2, контакты реле положения «Вклю­чено» К0С2А, К0.С2В выключателей 02А и 02В. По­этому под напряжением находятся реле КЬУ2, КЬА2, КЬВ2, _и контакты их в схеме АВР (рис. 3.5, в) замкну­ты. При использовании же для резервирования ТЗ под напряжением будут находиться реле КЬУЗ, КЬАЗ, КЬВЗ (рис. 3.5,8,8).

При исчезновении напряжения на шинах секции 6 кВ, когда выключатель рабочего трансформатора ОН остается включенным, вступит в действие пусковой ор­ган минимального напряжения АВР, схема которого при­ведена на рис. 3.6. Аналогично схеме пускового органа минимального напряжения, приведенной на рис. 3.2, для пуска схемы АВР в рассматриваемом случае необходи­мо срабатывание двух реле напряжения (КУ1 и КУ4 на рис. 3.6) и реле времени КТ1 и К.Т4. В качестве реле КУ4 и КТ4 используются соответствующие реле .первой ступени защиты минимального напряжения, предназна­ченной для отключения неответственных электродвига­телей в режиме самозапуска. На реле КУ4 выполняется обычно уставка срабатывания 70 В, и оно срабатывает одновременно с реле КУ1 при исчезновении напряже­ния на шинах, обеспечивая пуск АВР. Для исключения ложного срабатывания пускового органа АВР и защи­ты минимального напряжения электродвигателей при отключении автоматического выключателя 5^, уста новленного во вторичных цепях трансформатора напря­жения, плюс на контакты реле напряжения подается че­рез его вспомогательный контакт 80Р, замкнутый при включенном автоматическом выключателе.

Предусмотренные в схеме на рис. 3.6 блокировки не исключают возможности ложного срабатывания пускового органа в случае перегорания предохранителя в ‘ средней фазе на стороне высшего напряжения ТУ1, ког­да могут одновременно сработать оба реле напряжения КУ1 и КУ4. Для предотвращения в этом случае ложно­го срабатывания пускового органа схемы АВР плюс на его схему подается через размыкающий контакт фильтр-реле напряжения обратной последовательности КУ2, (типа РНФ-1М), установленного в схеме защиты мини­мального напряжения электродвигателей, подключен­ных к данной секции шин собственных нужд.

В цепи отключения соответствующего выключателя рабочего трансформатора от пускового органа схемы АВР включены замыкающие контакты промежуточного реле КЬУ2 или КЬУЗ (см. рис. 3.5), замкнутые при на­личии напряжения на резервном источнике питания. Промежуточные реле КЬУ2 (КЬУЗ) приходят в дейст­вие от контактов максимального реле напряжения КУ2.1 (КУ3.1) и служат для размножения контактов

последнего с целью использования их в цепях других ра­бочих трансформаторов.

Реле времени КТ1 и КТ4 замыкают цепь отключения выключателя 0.11 через замыкающие контакты реле КЬУ2.1 (КЬУЗ. 1) и КЬА2.1 (КЬАЗ. 1) в зависимости от того, какой трансформатор — Т2 или ТЗ — использу­ется для резервирования рабочего трансформатора Т1.

3.6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА НА ПОДСТАНЦИЯХ

Пусковым органом схемы автоматики являются реле времени КТ1 и КТ2 типа ЭВ-235, контакты которых К.Т1. 2 и КТ2. 2 включены последовательно в цепи УАТ1. Последовательно с контактами этих реле включен мгно­венный контакт реле времени КТЗ. 1 трансформатора Т2, которое контролирует наличие напряжения на этом трансформаторе. Обмотки реле КТ1 и КТ2 включены на разные трансформаторы (ТЗ и ТУ1), что исключает воз­можность ложного действия пускового органа в случае неисправности в цепях напряжения. Реле КТ1, подклю­ченное к трансформатору собственных нужд ТЗ, установ­ленному до выключателя трансформатора Т1, использу­ется также для контроля за появлением напряжения на 77 при включении линии №7.

При исчезновении напряжения в результате отклю­чения линии ЧУ1 запустятся реле времени -/(77 и КТ2 и разомкнут свои мгновенные контакты КТ1.1 и КТ2.1, снимая напряжение с обмотки реле времени КТЗ типа ЭВ-248. Это реле при снятии с его обмотки напряжения мгновенно возвращается в исходное положение, а при подаче напряжения срабатывает с установленной вы­держкой времени.

Если действием схемы АПВ линии напряжение на подстанции восстановлено не будет, то с установленной выдержкой времени (большей времени АПВ линии) замкнутся контакты реле времени /(77.2 и КТ2.2 и создадут цепь на катушку отключения УАТ1 выключате­ля &1 трансформатора 77. При отключении выключате­ля (>1 замкнется его вспомогательный контакт ЗС21.1 (рис. 3.7, в) в цепи катушки включения УАСЗ секционного выключателя фКС>С1. 1 реле однократности включения. Секционный выключатель включится и подаст напряжение на 1-ю секцию подстанции, при этом подтянется реле времени КТ2, замкнет контакт К.Т2.1 и разомкнет КТ2.2. Реле КТ1 останется без напряжения, поэтому его контакт К.Т1.1 останется разомкнутым, а реле времени КТЗ бу­дет по-прежнему находиться в исходном положении, держа разомкнутыми все свои контакты.

При восстановлении напряжения на линии №1 на­пряжение появится и на трансформаторе 77, поскольку его отделитель оставался включенным. Получив напря­жение, реле КТ1 подтянется, замкнет контакт КТ1. 1 и разомкнет контакт КТ1.2. При замыкании контакта /(77. 1 начнет работать реле времени КТЗ, которое сво­им проскальзывающим контактом К.Т3.2 создаст цепь на включение выключателя С>1, а конечным кон­тактом КТЗ. 3 — цепь на отключение секционно­го выключателя (23, при этом автоматически бу­дет восстановлена исходная схема подстанции. Цепь на отключение в рассматриваемом случае секционного вы­ключателя создается лишь при условии, что включен вы­ключатель Я2 трансформатора Т2. Если включение вы­ключателя фТ2.

В распределительных сетях находят широкое приме­нение схемы АВР, обеспечивающие при срабатывании восстановление питания нескольких подстанций сети, так называемые сетевые АВР. Схема такого АВР приведена на- рис. 3.8. Устройство АВР двустороннего действия обеспечивает восстановление питания участков сети, расположенных слева и справа от подстанции В, в случае нарушения питания от подстанций А и Д соответственно. Пуск схемы АВР осуществляется контакта­ми реле напряжения КVI или КУ2, подключенных к трансформаторам напряжения ТУ1 и ТУ2 соответствен­но. В цепи обмотки реле времени КТ1 пускового органа АВР включены замыкающие контакты автоматических выключателей 8Р1 и 5Р2, благодаря чему предотвра­щается ложное срабатывание пускового органа в случае неисправности цепей напряжения, а также замыкающие

контакты КУ3.1 и КУ4.1 реле напряжения, контролиру­ющих наличие напряжения со стороны резервного источ­ника.

В схеме пускового органа схемы АВР предусмотрено второе реле времени КТ2 для возможности осуществле­ния двух различных уставок по времени в случае отклю­чения источников питания от подстанций А к Д. Одно­кратность действия рассматриваемой схемы АВР обе­спечивается двухпозиционным реле переменного тока К($ типа РП-9. В нормальном режиме замкнуты контак­ты реле КС>. 1 и подготовлена цепь обмотки выходного промежуточного реле КЬ. После срабатывания этого ре­ле, подающего команду на включение КС>С 1, фикси­рующего завершение процесса включения ф/, реле КО срабатывает и переключает свои контакты, размыкая дф. / в цепи обмотки КЬ. Возврат реле Щ и подготов­ка схемы АВР к новому действию осуществляются на­жатием кнопки 55. Действие сетевого АВР согласуется с АПВ линий, что обеспечивает наибольшую эффектив­ность действия автоматики.

3.8. РАСЧЕТ УСТАВОК АВР

Реле однократности включения

Выдержка времени промежуточного реле однократ­ности включения (о,ъ от момента снятия напряжения с его обмотки до размыкания контакта должна с некото­рым запасом превышать время включения выключателя резервного источника питания:

где ^вкл — время включения выключателя резервного ис­точника питания; (₃а_П — время запаса, принимаемое рав­ным 0,3—0,5 с.

Пусковой орган минимального напряжения

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения при выполнении пускового органа по схеме на рис. 3.3, а выбирается так, чтобы пусковой ор­ган срабатывал только при полном исчезновении напряжения и не приходил в действие при понижениях напря­жения, вызванных КЗ или самозапуском электродвига­телей.

Для выполнения этого условия напряжение срабаты­вания минимального реле напряжения должно быть равным:

где Сост.к — наименьшее расчетное значение остаточного напряжения при КЗ; Осам — наименьшее напряжение при самозапуске электродвигателей; А_ОТо — коэффици­ент отстройки, принимаемый 1,25; Лу—коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Для определения наименьшего остаточного напряже­ния производятся расчеты при трехфазных КЗ за реак­торами и трансформаторами (точки /, 2, 3 на рис. 3.9) и расчет самозапуска электродвигателей. Принимается меньшее значение напряжения срабатывания из полу­ченных по формулам (3. 2) и (3. 3).

В большинстве случаев обоим условиям удовлетворя­ет напряжение срабатывания, равное:

где ^/ном — номинальное напряжение электроустановки.

Следовательно, практически можно принимать на­пряжение срабатывания согласно формуле (3.4).

В схемах пусковых органов минимального напряже­ния должны применяться термически стойкие реле на­пряжения типа РН-53/60Д, которые имеют пределы ус­тавок 15—60 В и допускают длительное включение на напряжение 110 и 220 В.

При выполнении органа минимального напряжения с помощью реле времени переменного напряжения по схемам на рис. 3.3, бив необходимо иметь в виду следующее. Напряжение срабатывания реле време­ни типов ЭВ-215—ЭВ-245 не регулируется и по данным завода составляет (0,25—0,55) У_В0К,_Р, где Uном,р — номинальное напряжение реле. Поэтому при использовании этих реле в схемах пусковых органов минимального напряжения нужно отбирать реле с напряжением срабатывания не выше предусмотренного по (3.4). Напряжение срабатывания реле времени типов ЭВ-215К — ЭВ-245К также не регулируется, но по дан­ным завода не превышает 0,35Uном,р, поэтому в схемах пусковых органов можно применять любые реле этих типов.

Выдержка времени пуско­вого органа минимального напряже­ния должна быть на ступень селек­тивности больше выдержек времени защит, в зоне действия которых ос­таточное напряжение при КЗ оказы­вается ниже напряжения срабаты­вания реле минимального напряже­ния или реле времени. Такой зоной являются участки до реакторов (точки 5, 6) и до трансформаторов (точка 4) на рис. 3.9.

Рис. 3.9. К выбору уставок пусковых орга­нов АВР

Таким образом, выдержка времени пускового органа минимального напряжения должна быть равна:

где 1_Х — наибольшая выдержка времени защиты присо­единений, отходящих от шин высшего напряжения под­станции; ?₂ — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин низшего напряжения подстанции; А*—ступень селективности, равная 0,4—0,5 с.

Пусковой орган минимального тока и напряжения

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения пускового органа минимального тока и напряжения (см. рис. 3.3,г) выбирается, как рассмот­рено выше, по формулам (3.2) — (3.4). При этом отст­раиваться следует только от КЗ в точке 3 (рис. 3.9), так как при КЗ в точках 4 и 5 через трансформатор проходит большой ток КЗ и реле КА держит контакт ра­зомкнутым.

Ток срабатывания минимального реле тока должен быть меньше минимального тока нагрузки и оп­ределяется по формуле:

где Ораб.тт — минимальное рабочее напряжение; боте г— коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2; к_в — коэффициент возврата реле.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Каковы основные требования к выполнению схем АВР?

2. Как обеспечивается однократность действия схемы АВР?

3. Каково назначение пускового органа минимального напря­жения?

4. Зачем в схемах пускового органа схемы АВР применяется реле частоты?

5. Как предотвращается ложное действие пускового органа ми­нимального напряжения при неисправностях в цепях напряжения?

6. Какие виды схем АВР применяются на подстанциях?

7. Каково назначение АВР?

8. Почему при наличии нескольких источников питания на под­станциях применяются схемы одностороннего питания?

Глава четвертая

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ

ПУЭ. Правила устройства электроустановок. Издание 7

Автоматическое включение резервного питания и оборудования (АВР)

3.3.30. Устройства АВР должны предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящем к обесточению электроустановок потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при их применении возможно упрощение релейной защиты, снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.

Устройства АВР могут устанавливаться на трансформаторах, линиях, секционных и шиносоединительных выключателях, электродвигателях и т. п.

3.3.31. Устройство АВР, как правило, должно обеспечивать возможность его действия при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента, вызванном любой причиной, в том числе КЗ на этих шинах (последнее — при отсутствии АПВ шин, см. также 3.3.42).

3.3.32. Устройство АВР при отключении выключателя рабочего источника питания должно включать, как правило, без дополнительной выдержки времени, выключатель резервного источника питания (см. также 3.3.41). При этом должна быть обеспечена однократность действия устройства.

3.3.33. Для обеспечения действия АВР при обесточении питаемого элемента в связи с исчезновением напряжения со стороны питания рабочего источника, а также при отключении выключателя с приемной стороны (например, для случаев, когда релейная защита рабочего элемента действует только на отключение выключателей со стороны питания) в схеме АВР в дополнение к указанному в 3.3.32 должен предусматриваться пусковой орган напряжения. Указанный пусковой орган при исчезновении напряжения на питаемом элементе и при наличии напряжения со стороны питания резервного источника должен действовать с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего источника питания с приемной стороны. Пусковой орган напряжения АВР не должен предусматриваться, если рабочий и резервный элементы имеют один источник питания.

3.3.34. Для трансформаторов и линий малой протяженности с целью ускорения действия АВР целесообразно выполнять релейную защиту с действием на отключение не только выключателя со стороны питания, но и выключателя с приемной стороны. С этой же целью в наиболее ответственных случаях (например, на собственных нуждах электростанций) при отключении по каким-либо причинам выключателя только со стороны питания должно быть обеспечено немедленное отключение выключателя с приемной стороны по цепи блокировки.

3.3.35. Минимальный элемент напряжения пускового органа АВР, реагирующий на исчезновение напряжения рабочего источника, должен быть отстроен от режима самозапуска электродвигателей и от снижения напряжения при удаленных КЗ. Напряжение срабатывания элемента контроля напряжения на шинах резервного источника пускового органа АВР должно выбираться по возможности, исходя из условия самозапуска электродвигателей. Время действия пускового органа АВР должно быть больше времени отключения внешних КЗ, при которых снижение напряжения вызывает срабатывание элемента минимального напряжения пускового органа, и, как правило, больше времени действия АПВ со стороны питания.

Минимальный элемент напряжения пускового органа АВР, как правило, должен быть выполнен так, чтобы исключалась его ложная работа при перегорании одного из предохранителей трансформатора напряжения со стороны обмотки высшего или низшего напряжения; при защите обмотки низшего напряжения автоматическим выключателем при его отключении действие пускового органа должно блокироваться. Допускается не учитывать данное требование при выполнении устройств АВР в распределительных сетях 6-10 кВ, если для этого требуется специальная установка трансформатора напряжения.

3.3.36. Если при использовании пуска АВР по напряжению время его действия может оказаться недопустимо большим (например, при наличии в составе нагрузки значительной доли синхронных электродвигателей), рекомендуется применять в дополнение к пусковому органу напряжения пусковые органы других типов (например, реагирующие на исчезновение тока, снижение частоты, изменение направления мощности и т. п.).

В случае применения пускового органа частоты последний при снижении частоты со стороны рабочего источника питания до заданного значения и при нормальной частоте со стороны резервного питания должен действовать с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего источника питания.

При технологической необходимости может выполняться пуск устройства автоматического включения резервного оборудования от различных специальных датчиков (давления, уровня и т. п.).

3.3.37. Схема устройства АВР источников питания собственных нужд электростанций после включения резервного источника питания взамен одного из отключающихся рабочих источников должна сохранять возможность действия при отключении других рабочих источников питания.

3.3.38. При выполнении устройств АВР следует проверять условия перегрузки резервного источника питания и самозапуска электродвигателей и, если имеет место чрезмерная перегрузка или не обеспечивается самозапуск, выполнять разгрузку при действии АВР (например, отключение неответственных, а в некоторых случаях и части ответственных электродвигателей; для последних рекомендуется применение АПВ).

3.3.39. При выполнении АВР должна учитываться недопустимость его действия на включение потребителей, отключенных устройствами АЧР. С этой целью должны применяться специальные мероприятия (например, блокировка по частоте); в отдельных случаях при специальном обосновании невозможности выполнения указанных мероприятий допускается не предусматривать АВР.

3.3.40. При действии устройства АВР, когда возможно включение выключателя на КЗ, как правило, должно предусматриваться ускорение действия защиты этого выключателя (см. также 3.3.4). При этом должны быть приняты меры для предотвращения отключений резервного питания по цепи ускорения защиты за счет бросков тока включения.

С этой целью на выключателях источников резервного питания собственных нужд электростанций ускорение защиты должно предусматриваться только в случае, если ее выдержка времени превышает 1-1,2 с; при этом в цепь ускорения должна быть введена выдержка времени около 0,5 с. Для прочих электроустановок значения выдержек времени принимаются, исходя из конкретных условий.

3.3.41. В случаях, если в результате действия АВР возможно несинхронное включение синхронных компенсаторов или синхронных электродвигателей и если оно для них недопустимо, а также для исключения подпитки от этих машин места повреждения следует при исчезновении питания автоматически отключать синхронные машины или переводить их в асинхронный режим отключением АГП с последующим автоматическим включением или ресинхронизацией после восстановления напряжения в результате успешного АВР.

Для предотвращения включения резервного источника от АВР до отключения синхронных машин допускается применять замедление АВР. Если последнее недопустимо для остальной нагрузки, допускается при специальном обосновании отключать от пускового органа АВР линию, связывающую шины рабочего питания с нагрузкой, содержащей синхронные электродвигатели.

Для подстанций с синхронными компенсаторами или синхронными электродвигателями должны применяться меры, предотвращающие неправильную работу АЧР при действии АВР (см. 3.3.79).

3.3.42. С целью предотвращения включения резервного источника питания на КЗ при неявном резерве, предотвращения его перегрузки, облегчения самозапуска, а также восстановления наиболее простыми средствами нормальной схемы электроустановки после аварийного отключения и действия устройства автоматики рекомендуется применять сочетание устройств АВР и АПВ. Устройства АВР должны действовать при внутренних повреждениях рабочего источника, АПВ — при прочих повреждениях.

После успешного действия устройств АПВ или АВР должно, как правило, обеспечиваться возможно более полное автоматическое восстановление схемы доаварийного режима (например, для подстанций с упрощенными схемами электрических соединений со стороны высшего напряжения — отключение включенного при действии АВР секционного выключателя на стороне низшего напряжения после успешного АПВ питающей линии).

Автоматический ввод резерва

Автоматическое включение резерва представляет собой решение, которое реализует логику безаварийной работы схемы электроснабжения при исчезновении рабочего питания путем включения резервного источника питания взамен отключенного.

Черт, наверно не совсем понятно написал. В общем, если происходит авария, например ток на вводе становится больше уставки токовой защиты или пропадает напряжение вследствие аварии => ввод отключается => с выдержкой времени включается другой ввод и потребители секции вновь становятся запитаны.

АВР предназначено для бесперебойности электроснабжения. Если бы его не было, то происходило отключение и оперативному персоналу приходилось производить переключения вручную. Однако, длительные перерывы питания вредны для производства и могут приводить к авариям и незапланированным остановам. Никто не хочет заново растапливать котёл. Ну и естественно экономические потери от недоотпуска электро и тепловой энергии. Но экономика не мой конёк, поэтому углубимся в электрическую часть.

Расшифровка значения данного понятия в области электрики лежит в словах выше — это автоматическое включение резерва, в отдельных источниках эта аббревиатура может расшифровываться как аварийный ввод резерва, но сути это не меняет.

Разобравшись с определением, двинемся дальше, и рассмотрим какими бывают вводы резерва. В зависимости от времени действия — могут быть стандартные с выдержкой времени от 0,3 до 1-2 секунд и быстродействующие — с временем действия до пары десятых секунд. БАВРы в основном применяют на опасных и ответственных производствах, где нарушение электроснабжения приведет к ужасающим последствиям (нефтяные, химические заводы).

Варианты схем снабжения:

• с явным резервом (на одной секции два питания, одно рабочее, а второе резервное)
• с неявным резервом (две секции, у каждой свой рабочий ввод, а между секциями секционный выключатель. Тут следует учитывать возможность запуска механизмов и нагрузки двух секций от одного, оставшегося в работе трансформатора. Его мощность должна быть рассчитана на требуемую нагрузку. Такие схемы являются двусторонними)
• групповое резервирование (одна резервная секция, от которой ничего не запитано, и к этой секции идут шины или кабельные линии от каждой рабочей секции)

Кроме секций распредустройств, вводов домов существует ввод резерва различных ответственных механизмов. В данном случае уже гасится не секция, а при отказе (аварийном останове или срабатывании РЗА) механизма отключается и включается аналогичный резервный для поддержания режима работы системы. Например, есть воображаемая тэц или котельная и там есть четыре сетевых насоса => два всегда в работе => и у каждого есть по насосу с резервным другим.

Требования по ПУЭ

Несмотря на разницу в областях применения, принципы работы должны быть аналогичными. Вот некоторые требования, предъявляемые ПУЭ к устройствам включения резерва (полный список требований можно прочитать в разделах 3.3.30-3.3.42 правил устройства электроустановок):

• следует использовать АВР, если это приведет к уменьшению токов короткого замыкания, упрощению схемы и удешевлению аппаратуры
• может применяться на линиях, трансформаторах, ответственных механизмах, секционных выключателях
• действие ввода резерва должно быть однократного действия
• данная автоматика должна срабатывать и при исчезновении напряжения на защищаемом присоединении
• Если есть несколько рабочих вводов и один резервный. Например, каждая секция от своего рабочего трансформатора, а резервный трансформатор общий. Так вот при срабатывании АВР при такой схеме должна быть обеспечена возможность срабатывания автоматики при каждом отключении рабочего ввода любой секции. Даже, если отключения идут подряд. Хотя тут спорно.
• Кроме того, дополняя прошлый пункт, стоит отметить необходимость достаточной мощности резервного трансформатора. Если же мощности не хватает, то необходимо производить перед включением АВР отключение неответственных механизмов.
• Схема должна быть отстроена от режима самозапуска и от снижения напряжения при удаленном коротком замыкании
• Устройства должны быть обеспечены устройством пуска по снижению напряжения. А в отдельных случаях пускаться по частоте и даже действию датчиков (давления, расхода).

Это вероятно не все пункты из ПУЭ. Более подробно и возможно доходчиво можно почитать в первоисточнике.

Обозначение на схеме

В зависимости от чертившего, варианты обозначения на схеме электроснабжения могут разниться. Я часто работаю со схемами различных ТЭЦ, котельных и там встречаются следующие обозначения:

• рядом с выключателем, который должен включаться при нарушении питания пишется АВР (иногда это слово внутри прямоугольника)
• иногда на схеме не обозначено наличие, хотя в реальности присутствует (или сверху справа, где описание схемы, текстом прописано как происходит резервирование)
• рядом с выключателем рисуют кружок, который и обозначает данную возможность
• на выключателе, на котором реализована схема, сбоку или сверху нарисован примыкающий треугольник и рядом написано название автоматики

Пусковой орган может быть исполнен с пуском от реле напряжения, реле напряжения и реле тока, реле тока и реле частоты

Примеры расчета уставок АВР

Уставка пускового органа реле минимального напряжения (РМН) принимается из двух условий:

где Uc.р. — напряжение срабатывания реле;

Uотс.к. — наименьшее напряжение при расчете трехфазного КЗ;

Ucам — наименьшее напряжение при самозапуске ЭД;

kотс — коэффициент отстройки равный 1,25;

ku — коэффициент трансформации ТН.

Или же по выражению Uc.р. = (0,25-0,4)*Uном

Уставка срабатывания пускового органа РМН по времени определяется также из двух условий:

tс.р.=t1+dt

tс.р.=t2+dt

где t1 — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин высокой стороны подстанции

t1 — наибольшая выдержка времени защиты присоединений, отходящих от шин низшей стороны подстанции

dt — ступень селективности. Для микропроцессорных 0,3с, а для простых реле в зависимости от шкалы.

Уставка срабатывания пускового органа минимального реле тока:

где Iнагр.мин. — минимальный ток нагрузки;

ki — коэффициент трансформации ТТ.

Уставка срабатывания реле контроля наличия напряжения на резервном источнике:

где kв — коэффициент возврата реле.

Или же по выражению Uc.р. = (0,6-0,65)*Uном

Если пуск происходит от органа минимальной частоты, то его уставка 48Гц. Подробнее можно почитать в книге — Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.

Далее рассмотрим какие бывают схемы не на производстве.От простых до заводских схем исполнения.

Начнем рассмотрение схем с одного пункта, который лучше сразу обозначить. Разница между схемами АВР “автомат+пускатель” и “автомат с электроприводом” в экономичности последнего варианта на токи начиная от 200 ампер, меньшем месте в шкафу и большей устойчивости к перегрузкам, возникающим при включениях. Но в зависимости от схем, это решение должно приниматься индивидуально. А так в любой схеме вместо автомата с пускателем можно установить автомат с электроприводом.

Схема АВР для двух вводов на контакторе

Значит, тут у нас два ввода. У каждого ввода есть вводной автомат или рубильник. Также присутствует третий автомат, который отвечает за нагрузку потребителя. И главную роль в этом театре играет контактор, который я обозначил К1. У него есть обмотка и два контакта — нормально закрытый и нормально открытый. Принцип работы схемы в следующем: при пропадании напряжения пропадает питание с обмотки К1 и контакты перекидываются.

Недостатки данной схемы в том, что при моржках света питание будет кидать туда-обратно. Это конечно не даст Вам остаться без света, но сам контактор, а именно его контакты, потреплет знатно, вплоть до замены. Так как через них будет проходить весь ток. Поэтому токи при такой схеме должны быть небольшими. Да и для нагрузки такие режимы не есть хорошо.

Схема АВР с магнитными пускателями

Пускай в этой схеме пускатели будут обозначены К1 и К2. Хотя обычно пускатели обозначают КМ, даже называю их “каэм’ы”. Данная схема может быть однофазная или трехфазная. Я нарисовал её однофазной, так проще и быстрее. Значит, принцип работы в следующем: включаем “ввод №1” и тут же размыкается контакт К1 в со стороны нуля обмотки К2. Затем включаем “Ввод №2”, обмотка К2 уже разомкнута и следовательно контакт К2 в схеме нуля К1 не разомкнется и не вызовет отключение К1. Далее, если пропадает питание на вводе №1, то контакт К1 в схеме нуля К2 обратно становится замкнутым, питание доходит до обмотки с двух сторон и пускатель К2 срабатывает. Пускатель К1 у нас отключен и следовательно питание происходит от второго ввода. Если вновь появится напряжение на вводе №1, то для возврата надо будет вручную отключать второй ввод и включать первый. Это не очень то удобно.

В данной схеме получается, что рабочим вводом будет тот, который включить в первую очередь. Тоже не вызывает сильного доверия, но на первое время сойдет. Чтобы питание переключалось обратно на первый ввод можно установить реле напряжения. Значит, его обмотка будет подключена параллельно цепочке “катушкаК1 — контактК2”, а его контакт замкнутый последовательно в цепочку “катушкаК2 — контактК1”. Не забываем следить за рабочим током нагрузки и контактов пускателей.

Схема АВР на три ввода

В большинстве своем схема на три ввода представляет из себя два ввода плюс дизельгенератор. Суть её работы: при исчезновении питания на первом вводе, включается второй, а при исчезновении двух вводов сразу — включается ДГ. При повторном появлении электроэнергии на одном из двух вводов питание переходит от дизельгенератора на вновь включенный ввод. Данные схемы самому реализовать себе во вред, так как есть готовые решения — законфигурированные мозги, куда надо просто подключить провода и задать уставки. Нечто подобное рассматривалось в статье про БАВРы.