книги / Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий

Кроме устройства РПВ-58, комплект аппаратуры АПВ содержит указательное реле РУ, отключающее уст­ ройство ОУ для вывода АПВ из работы, роль которого на стенде выполняет переключатель на вертикальной па­ нели, обозначенный буквами АПВ.

Дистанционное управление масляным выключателем линии производится ключом КУ типа КВФ, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. Например, после операции включения контакты ключа ос­ таются в положении «включено».

Пуск устройства АПВ в данной лабораторной уста­ новке происходит при несоответствии положений ключа управления КУ и масляного выключателя ВМ. Положения выключателя в схеме определяются по состоянию его блок-контактов: когда выключатель включен, контакты ВМ-1, ВМ-2 и ВМ-3 размыкаются, а ВМ-4 замыкается.

Выключатель ВМ отключается с помощью контактора отключения КО. Это можно осуществить вручную ключом КУ или обеспечить в результате срабатывания релейной защиты замыканием контакта РТЗ.

Включение выключателя ВМ осуществляется с помо­ щью контактора включения КВ, который воздействует сво­ им контактом на цепь катушки соленоидного привода ПС. Включить выключатель ВМ можно вручную ключом КУ или аппаратурой АПВ с помощью контакта РП-1 промежу­ точного реле.

Устойчивые или неустойчивые к. з. на линии на стен­ де имитируются тумблером, имеющим два положения: «нормальный режим», «короткое замыкание».

Работа устройства АПВ

Принцип работы устройства АПВ с реле типа РПВ-58 такой же, как и с реле типа РПВ-358, имеются лишь схемные отличия (см. рис. 7.2).

В нормальном режиме ключ КУ находится в поло­ жении «включено», выключатель ВМ включен, его блокконтакты ВМ -1, ВМ-2 и ВМ-3 разомкнуты, а ВМ-4 замк­ нут, переключатель режима АПВ переведен в положение «включено». При этом конденсатор С заряжен до напря­ жения источника питания, вся схема АПВ находится в состоянии готовности.

При возникновении к. з. на линии выключатель ВМ отключится под действием РТЗ, линия обесточится. По­ скольку состояние ключа КУ не изменялось, возникнет не­ соответствие между положениями КУ и ВМ. Это несоответ­ ствие приведет к тому, что в схеме АПВ через контакт ВМ-3 на обмотку реле времени PB поступит питание. После от­ счета установленной выдержки времени PB замкнет контакт РВ-2, через который параллельно конденсатору С вклю­ чится обмотка напряжения реле РП. Это реле сработает и, в свою очередь, через контакт РП-1 подаст питание на кон­ тактор включения КВ. Далее с помощью ПС произойдет по­ вторное включение выключателя ВМ. Одновременно замк­ нется контакт РП-2, через который поступит питание на указательное реле РУ и на токовую обмотку реле РП.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то линия останется в работе. Включение выключателя ВМ вы­ зовет размыкание контактов ВМ-1 — ВМ-3 и замыкание контакта ВМ-4. От этого переключатся сигнальные лампы, отключится реле PB. После размыкания контакта РВ-2 кон­ денсатор С начнет заряжаться через сопротивление R2. Время

его заряда до напряжения срабатывания составляет 20-25 с. После этого схема АПВ будет автоматически подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то выключатель ВМ, включившись, вновь отключится защитой. Второго включения ВМ не произойдет, так как конденсатор С, раз­ рядившись при первом действии АПВ, повторно не успеет зарядиться. Тем самым эта схема обеспечивает однократное действие АПВ при устойчивом к. з. на линии.

В схеме предусмотрена блокировка от многократного включения и отключения выключателя ВМ при неуспеш­ ном АПВ, когда ключ КУ остается в положении «включе­ но». Это обеспечивается с помощью специального реле РШ с последовательной и параллельной обмотками. При отключении ВМ одновременно обтекаются током контак­ тор КО и последовательная обмотка реле РБМ. Контакт РБМ при этом разрывает цепь контактора включения КВ, а контакт РБМ замыкает цепь параллельной обмотки это­ го реле и переводит его на самоудерживание до вывода ключа КУ из положения «включено».

При оперативном ручном отключении выключателя ВМ ключом КУ несоответствия их положений не возника­ ет и АПВ не действует. Одновременно с переводом КУ в положение «отключено» и подачей питания на контактор отключения КО размыкается цепь контактора КВ, что пре­ дотвращает включение выключателя.

ЗАДАН И Е!

Исследование принципа действия

ирежимов работы устройства АПВ

Режим 1. Общее ознакомление с комплексом аппара­ туры, ручное неавтоматическое управление масляным вы­ ключателем:

а) с разрешения преподавателя или лаборанта вклю­ чить стенд и схему лабораторной установки под напряжение;

чение и затем отключение ВМ. По состоянию сигнальных ламп сделать заключение о работе выключателя;

г) имитируя с помощью тумблера неустойчивое и устойчивое к. з. на линии, осуществить успешное ручное повторное включение и неуспешное повторное включение.

Режим 2. Исследование принципа успешного дейст­ вия АПВ:

а) при отключенном ВМ установить переключатель режимов АПВ в положение «включено»;

б) ключом КУ включить масляный выключатель ВМ. Через 20-25 с схема АПВ будет готова к работе. Далее сымитировать кратковременное к. з. на линии с помощью тумблера.

После этой операции процессы и переключения в схе­ ме будут протекать автоматически. Через непродолжитель­ ное время произойдет успешное повторное включение ВМ.

Наблюдая работу схемы, проанализируйте происхо­ дящие процессы, проследите последовательность пере­ ключений. Результаты наблюдений и анализа запишите

в рабочую тетрадь. При необходимости режим можно по­ вторить.

Режим 3. Исследование принципа неуспешного дей­ ствия АПВ. В этом режиме поступают так же, как и в ре­ жиме 2, но тумблер, имитирующий к. з. на линии, остав­ ляют в положении «к. з.» на длительное время, т. е. созда­ ют устойчивое повреждение.

В начале схема будет работать, как и в предыдущем режиме. Однако после повторного включения БМ токовая защита посредством контакта РТЗ быстро отключит ВМ. Последующего включения выключателя не произойдет, так как конденсатор С в схеме реле РПВ-58 не успеет за­ рядиться. Таким образом, повторное включение ВМ ока­ залось неуспешным, что подтверждает также однократ­ ность действия АПВ с реле РПВ-58.

Режим 4. Исследование принципа сочетания ручного управления выключателем и АПВ. Сочетание ручного и ав­ томатического управления объектами в практике встречает­ ся часто. Чаще всего это выполняется по принципу блоки­ рования действия автоматических устройств при использо­ вании ручного управления и наоборот. В рассматриваемой схеме (рис. 7.4) управления масляным выключателем тоже применен этот принцип. Убедиться в этом можно, если в нормальном автоматическом режиме работы схемы и ли­ нии ключ КУ перевести в положение «отключено». По со­ стоянию сигнальных ламп будет видно, что выключатель ВМ отключился. АПВ выключателя не происходит, хотя конденсатор С был заряжен и после замыкания блок-кон­ такта ВМ-3 реле времени PB будет работать.

ЗАДАНИЕ 2

Расчет и выбор параметров срабатывания АПВ

Выбрать выдержку времени на срабатывание АПВ и проверить, достаточно ли время заряда конденсатора для обеспечения однократности действия АПВ при следующих условиях:

-время отключения выключателя t0в= 0,08 с;

-время готовности привода ггп= 0,3 с;

-максимальная выдержка времени релейной защи­

ты tçpз 3 с;

-напряжение источника питания U„=230 В;

-напряжение срабатывания реле РП Ucp= 132 В;

-емкость конденсатора С= 8 Мкф;

-зарядное сопротивление R= 3,4 МОм.

При расчете учитывается, что запуск устройства АПВ производится от несоответствия положений ключа управ­ ления и выключателя.

Содержание отчета

1)Название и цель работы.

2)Принципиальная схема устройства АПВ.

3)Краткий анализ всех исследованных режимов ра­

боты.

4)Результаты расчета и выбора параметров сраба­

тывания.

5)Выводы по работе.

8. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ (АВР)

8 .1. К р а тки е с в е д е н и я

О ПРИНЦИПАХ И УСТРОЙСТВАХ А В Р

Автоматическое включение резервного питания яв­ ляется наиболее эффективным мероприятием, повышаю­ щим надежность электроснабжения. В сетях напряжением выше 1000 В АВР обычно предусматривается для потреби­ телей первой и второй категорий по степени бесперебой­ ности электроснабжения.

АВР широко применяется на ЛЭП всех видов (воз­ душных, кабельных и смешанных), силовых трансформато­ рах, секционных и шиносоединительных выключателях. Устройства АВР осуществляют включение резервного ис­ точника питания, если по каким-либо причинам отключится рабочий источник питания (линия, трансформатор ит. п.). При наличии устройств АВР время перерыва питания по­ требителей в большинстве случаев определяется лишь про­ должительностью включения выключателей резервного ис­ точника и составляет 0,3-0,8 с.

По имеющимся статистическим данным [1, 3] на под­ станциях промышленных предприятий, оснащенных устрой­ ствами АВР, около 95% включений оказываются успеш­ ными. Это означает, что благодаря применению АВР воз­ никающие нарушения электроснабжения автоматически и достаточно быстро ликвидируются, повышается надеж­ ность электроснабжения.

Бесперебойность электроснабжения потребителей можно обеспечить при наличии не менее двух источников питания. При этом возможны два случая:

1) источники нормально работают раздельно каж­ дый на часть потребителей;

2) один рабочий источник питает все потребители, а другой источник находится в резерве.

Недостатками второго варианта являются повышен­ ные капитальные затраты и более тяжелые условия для самозапуска электродвигателей после переключения ис­ точников, так как на резервный источник оказываются включенными сразу все электродвигатели. В настоящее время такое резервирование питания применяется лишь для небольших подстанций.

При раздельной работе источников (линий, транс­ форматоров) нарушенное электроснабжение на одной части потребителей восстанавливается действием устройства АВР, включающим нормально отключенный секционный выключатель на шинах подстанции. Питание всех потреби­ телей при этом переводится на одну линию или на один трансформатор. В нормальном режиме при таком варианте резервирования оборудование тоже используется не на пол­ ную мощность, но с достаточно высоким КПД. Кроме того, раздельная работа линий и трансформаторов способствует уменьшению величины токов короткого замыкания и уп­ рощению релейной защиты.

Примеры схем питания с устройством АВР приведены на рис. 8.1. В схеме (рис. 8.1, а) осуществляется АВР одно­ стороннего действия питающих линий. На схеме (рис. 8.1, б) показано питание подстанции по двум раздельно рабо­ тающим линиям. Здесь АВР осуществляется специальным выключателем и может быть как одностороннего, так и двух-

стороннего действия. Этот случай находит наиболее широ­ кое применение в практике.

Схема (рис. 8.1, в) соответствует АВР двухсторон­ него действия на перемычке между двумя подстанциями, которые взаимно резервируют одна другую. В этом слу­ чае выключатель на перемычке со стороны подстанции № 2 постоянно включен. АВР осуществляется на выклю­ чателе подстанции № 1.

Распределительные подстанции большой мощности в ряде случаев целесообразно питать по трем линиям, как по­ казано (рис. 8.1, г). Нормально работают все три линии. АВР в этом случае осуществляется на секционных выключателях 2 и 5. При выходе из строя, например, линии 1 отключаются выключатели 1 и 4, включаются выключатели 2 и 5.

Резервирование трансформаторов, в принципе, может осуществляться так же, как резервирование линий. Но по­ скольку в условиях промпредприятий ненагруженных ре­ зервных трансформаторов обычно не бывает, АВР для транс­ форматоров в большинстве случаев выполняется на секци­ онном выключателе.

На горных предприятиях, например, устройства АВР применяются:

1) на ЛЭП, соединяющих ГПП предприятий с под­ станциями энергосистемы;

2) на линиях, питающих вентиляторы главного про­ ветривания, подъемные установки, компрессорные стан­ ции и ЦПП;

3)на секционных выключателях сборных шин под­ станций;

4)на трансформаторах, питающих ответственные электроприемники.