10 Автоматический ввод резерва
Приёмники электроэнергии первой категории надёжности, для которых перерыв в электроснабжении недопустим, оборудуются устройствами автоматики позволяющей восстановить питание потребителей путём автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего. Устройства АВР рекомендуется устанавливать на трансформаторах, линиях электропередачи, секционных и шиносоединительных выключателях, электродвигателях и т. п.
При двухстороннем, а ряде случаев и многостороннем электропитании, выполненном путём кольцевания электрических сетей и параллельной работы силовых трансформаторов, релейная защита становится более сложной, осложняются условия работы аппаратуры из-за увеличения токов короткого замыкания, утяжеляется эксплуатация параллельно работающих звеньев энергосистемы.
Выполнение секционирования схемы питания потребителей значительно упрощает релейную защиту, повышает чёткость её работы, увеличивает остаточное напряжение на шинах питающих подстанций при КЗ в распределительной сети и значительно уменьшает токи КЗ, позволяет во многих случаях создать необходимые режимы по условию напряжения и перетоков мощности. Основной недостаток секционированной схемы заключается в перерыве электропитания при повреждении питающих элементов. Этот недостаток в значительной степени устраняется автоматическим включением резервирующих элементов при отключении основных элементов, по которым происходит питание потребителей в нормальных условиях.
Дополнительным недостатком, является то, что усложняется первичная схема подстанции с появлением секционных и шиносоединительных выключателей. Резервирующие элементы нормально могут быть отключены, или находиться под напряжением, не неся нагрузки.
В других случаях резервирующие элементы могут быть нормально частично загружены, т. е. вся нагрузка потребителя распределена между двумя или более, питающими источниками и эти источники взаимно резервируют один другого.
Осуществление ввода резерва при помощи ручных переключений, производимых персоналом, приводит к длительному перерыву электропитания и, как правило, сопряжено с нарушением технологического процесса производства.
Так прекращение электроснабжения собственных нужд тепловой станции, на 20-30 секунд приводит к остановке котельных агрегатов и в конечном итоге к остановке станции. Перерыв электроснабжения некоторых химических производств более чем на три секунды вызывает нарушение их технологических процессов. Для выхода на нормальные параметры после такого нарушения необходимо около суток или более. При радиальной схеме электроснабжения существенное повышение надёжности работы потребителей даёт применение устройств АВР, ограничивается время перерывов электропитания менее чем 1-2 секунды.
10.1 Требования, предъявляемые к АВР
•АВР должно происходить во всех случаях при исчезновении напряжения на рабочем источнике питания, даже в случае ошибочного действия персонала;
•должно обеспечиваться однократность действия АВР, для исключения многократного включения на не устранившееся КЗ;
•срабатывание АВР происходит только при наличии напряжения на резервном источнике питания;
•включение выключателя резервного питания осуществляется только после отключения выключателя рабочего источника;
•выдержка времени АВР (t АВР) согласовывается с выдержками времени АПВ головных участков питающей сети;
где Δ t =0,5-0,2 с.
•запрет АВР должен происходить при отключении потребителей от АЧР и дифференциальной защиты шин;
•устройство АВР должно выполняться так, чтобы исключить возможность его ложной работы при перегорании предохранителей с первичной или вторичной стороны трансформаторов напряжения;
•при действии устройств АВР, когда возможно включение выключателя на КЗ, как правило, должно предусматриваться ускорение действия защит этого выключателя;
•в случаях, если в результате действия АВР возможно несинхронное включение синхронных компенсаторов или синхронных электродвигателей, если оно для них недопустимо, а также исключения подпитки от этих машин места повреждения следует при исчезновения питания автоматически отключать синхронные машины или переводить их в асинхронный режим отключением АГП.
Схема АВР секционного выключателя показана на рисунке 38.
Рассмотрим принцип действия схемы АВР на примере двухтрансформаторной подстанции. Нормально оба трансформатора Т1 и Т2 включены и осуществляют питание потребителей секций шин низшего напряжения. при отключении по любой причине выключателя Q 1 трансформатора Т1 его вспомогательный контакт SQ 1.2 размыкает цепь обмотки промежуточного реле К L 1. В результате якорь реле KL 1, подтянутый при включённом положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.
Второй вспомогательный контакт SQ 1.3 выключателя Q 1, замкнувшись, подаёт плюс через ещё замкнутые контакты реле KL 1.1 на обмотку промежуточного реле KL 2, которое своими контактами KL 2.1 через обмотку сигнального реле КН3 и собственный контакт привода секционного выключателя SQ 5.1 производит включение Q 5, воздействуя на контактор включения YAC 5. По истечении установленной выдержки времени реле KL 1 размыкает контакты KL 1.1 и разрывает цепь обмотки промежуточного реле KL 2.
Если секционный выключатель Q 5 включится действием схемы АВР на не устранившееся КЗ и отключится релейной защитой, то его повторное включение не произойдёт, т. к. в цепи его включения контакт реле KL 2.1 будет разомкнут. Таким образом, реле KL 1 обеспечивает однократность АВР и поэтому называется реле однократности включения. Реле KL 1 замкнёт свои контакты и подготовит АВР к новому действию лишь после того, как будет восстановлена нормальная схема питания подстанции и включён выключатель Q 1. Выдержка времени на размыкание контакта KL 1 должна быть больше времени включения выключателя Q 5, для того чтобы он успел надёжно включиться.
С целью обеспечения АВР при отключении выключателя Q 2 от его вспомогательного контакта SQ 2.2 через контакт SQ 1.1 подаётся команда на катушку отключения YAT 1 выключателя Q 1. После отключения Q 1 схема АВР запускается и действует, как показано выше.
Аналогично рассмотренному, АВР секционного выключателя будет действовать и при отключении трансформатора Т2.
Кроме рассмотренных случаев отключения одного из трансформаторов потребители также потеряют питание, если по какай либо причине останутся без напряжения шины высокого напряжения
Б (или А). Схема АВР при этом не подействует, так как оба выключателя Т1 ( Q 1 и Q 2) или Т2 (Q 3 и Q 4 ) останутся включёнными.
Для того чтобы обеспечить действие схемы АВР и в этом случае, предусмотрен специальный пусковой орган минимального напряжения, в состав которого входят реле KV 1, KV 2 и KV 3.
При исчезновении напряжения на шинах подстанции Б, а следовательно и на шинах В минимальные реле напряжения, подключённые к трансформатору напряжения TV 1, замкнут свои контакты и подадут плюс оперативного тока на обмотку реле времени КТ по цепи («+»- KL 1.2– KV 1.1– KV 2.1– KV 3.1– KT –«-») Реле КТ при этом запустится и по истечении установленной выдержки времени подаст плюс на обмотку выходного промежуточного реле KL 3 по цепи («+»- KT 1- SX 1– KL 3–«-»), которое произведёт отключение выключателей Q 1 по цепи («+»- KL 3.2– KH 1– SQ 1.1– YAT 1–«-») и Q 2 по цепи («+»- KL 3.1– KH 2– SQ 2.1– YAT 2–«-») трансформатора Т1. После отключения выключателя Q 1 схема АВР подействует, как показано выше.
Реле напряжения KV 3 предусмотрено для того, чтоб предотвратить отключение трансформатора Т1 от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия напряжения на шинах высокого напряжения А резервного трансформатора, когда действие схемы АВР будет заведомо бесполезным. Реле KV 3 подключенное к трансформатору напряжения К V 2 шин А, при отсутствии напряжения размыкает контакты KV 3.1 и разрывает цепь от контактов KV 1.1 и KV 2.1 к обмотке реле времени КТ.
Аналогичный пусковой орган минимального напряжения предусматривается для отключения трансформатора Т2 в случае исчезновения напряжения на шинах подстанции А (на рисунке 38 не показан).
Рисунок 38–Схема АВР секционного выключателя