книги / Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий

s

Рис. 8.1. Схемы питания с АВР: а — АВР ввода; б —АВР на секционном выключателе; в — АВР перемычки; г — АВР на подстанции с тремя линиями; ТН— трансформатор напряжения;

H U - — выключатели, включенные при нормальном режиме;

" И — выключатели, отключенные при нормальном режиме

1.Срабатывание при исчезновении питания от рабо­ чего источника по любым причинам, включая короткое замыкание. Для обеспечения первого, требования устрой­ ство АВР должно содержать пусковой орган напряжения (ПОН). Обычно в ПОН используют реле максимального напряжения и реле времени.

2.Однократность действия, что предотвращает мно­ горазовое включение выключателя на устойчивое к. з.

3.Включение резервного источника только после от­ ключения рабочего и при наличии напряжения на резерв­ ном источнике. Это предотвращает угрозу развития по­ вреждения в рабочем источнике питания. При отсутствии напряжения на резервном источнике включение его вы­ ключателя бесполезно.

Кроме перечисленных выше требований устройства АВР должны обеспечивать исключение ложного срабатыва­ ния ПОН; наибольшее быстродействие; автоматическую раз­ грузку в случае недостаточной мощности резервного источ­ ника; ускорение действия защиты резервного источника по­ сле АВР при его включении на неустранившееся к. з. и др.

8.3. Пус ко в ы е о р га н ы у с т р о й с т в АВР

Пуск устройства АВР можно осуществлять от блокконтактов выключателя основного источника питания или от специального пускового органа. Часто используют оба метода пуска.

Широко применяющийся простой пусковой орган реа­ гирует на исчезновение напряжения в результате отключения

рабочего источника. Схема такого ПОН содержит два реле минимального напряжения, включенные на линейные на­ пряжения разных фаз. Контакты этих реле для повышения надежности соединяют последовательно. Применение двух реле исключает ложное действие ПОН при обрыве одной из фаз измерительного ТН. Однако ложное срабатывание этого ПОН может все же произойти, если, например, перегорят предохранители в двух фазах ТН.

Более надежна в этом отношении схема ПОН, при­ веденная на рис. 8.2, а Здесь два реле минимального на­ пряжения включены на разные ТН. Схема обеспечивает подачу пускового импульса с выдержкой времени.

Рис. 8.2. Пусковые органы минимального напряжения (а, б\ в) и минимального тока и напряжения (г)

ПОН можно выполнить также по схеме рис. 8.2, б, применив два реле времени переменного напряжения, на­ пример, типа ЭВ-235. Эти реле выполняют одновременно функции реле минимального напряжения и реле времени. Эта схема повышает надежность ПОН, обеспечивает сиг­ нализацию при нарушении цепей напряжения.

Надежный ПОН можно получить с одним реле мини­ мального напряжения в виде реле времени, если его вклю­ чить через вспомогательное устройство ВУ в виде трехфаз­ ного выпрямительного моста. В этой схеме реле времени начинает работать лишь при исчезновении напряжений двух или трех фаз. При перегорании предохранителя водной фазе ТН напряжение на выходе ВУ значительно больше напряжения возврата реле В и ложного срабатыва­ ния ПОН не происходит.

В схеме (рис. 8.2, г) блокировка от исчезновения на­ пряжения фазы ТН осуществляется с помощью реле мини­ мального тока Т. В нормальном режиме рабочий источник питает нагрузку, по обмотке реле Т протекает ток, его контакты разомкнуты. При исчезновении напряжения на шинах рабочего источника исчезнет и ток нагрузки. Реле Т замкнет контакты и совместно с реле Н подаст коман­ ду на отключение рабочего источника.

При исчезновении напряжения источника питания мощные синхронные и асинхронные двигатели могут под­ держивать напряжение на шинах 1-1,5 с и более, превы­ шающее уставку реле минимального напряжения. Вслед­ ствие этого ПОН будет срабатывать с запаздыванием, что задержит работу АВР. Для ускорения действия АВР в этих условиях схему пускового органа дополняют реле пониже­ ния частоты, которое выявляет прекращение питания раньше, чем реле напряжения. Например, реле понижения частоты при уставке на 48 Гц сработает при снижении ско­ рости синхронных двигателей всего на 4% , что обычно происходит уже через 0,1- 0,2 с [15].

8 .4 . П р и н ц и п ы п о с т р о е н и я т и п о в ы х

у с т р о й с т в АВР ОБЪЕКТОВ

СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Устройства АВР для различных объектов и устано­ вок, выполняя аналогичные функции, имеют специфиче­ ские особенности и некоторые отличия. Схемы устройств АВР зависят от типа привода выключателя и вида источ­ ника оперативного тока.

АВР линий. Схема устройства одностороннего АВР для линий, оборудованных выключателями с пружинным (грузовым) приводом, на оперативном переменном токе приведена на рис. 8.3. В нормальном режиме питание на шины подстанции подается через выключатель 1В. При аварии или отключении рабочей линии устройство АВР должно отключить выключатель 1В и включить 2В.

Работа схемы. При исчезновении напряжения на шинах подстанции срабатывают реле минимального на­ пряжения 1Н и 2Н и замыкают свои контакты в цепи реле времени В, которое с заданной выдержкой замыкает свой контакт в цепи 1ЭО. Выключатель 1В отключается. Его контакт замыкает цепь электромагнита включения 2ЭВ, последовательно с которым включены контакт готовности привода 2КПГ (замыкается при взведенной пружине), контакт промежуточного реле П и нормально-замкнутый контакт 2В.

Cl в С

W

<н гн

ч - о

Рис. 8.3. Принципиальная схема АВР для линий, оборудованных выключателями с пружинным или грузовым приводами

При включении выключателя 2В замыкается контакт 2КПГ и подготавливает к включению цепь катушки реле П. Если АВР успешно, то схема АВР возвращается в ис­ ходное положение.

При неуспешном АВР выключатель 2В отключается от своей защиты. Повторного включения выключателя 2В на к. з. не происходит, так как пружина не взводится при отключенном выключателе 1В (замыкающий контакт 1В в цепи двигателя редукторного привода пружин разомкнут). Для предупреждения повторного включения выключателя 2В на к. з. в случае повреждения замыкающего контакта 1В предусмотрена блокировка с помощью реле П, которое срабатывает только при отключенных выключателях 1В

и 2В и незаведенной пружине выключателя 2В. Реле П при этом самоблокируется и разрывает своим контактом цепь 2ЭВ. Пружина привода выключателя 2В может быть заве­ дена только после включения выключателя 1В. В схеме также обеспечивается АВР без выдержки времени при не­ правильном или самопроизвольном отключении выключа­ теля 1В. Рассмотренная схема АВР применяется в сетях напряжением 6-10 кВ.

На рис. 8.4 приведена схема АВР резервной линии (перемычки) между двумя подстанциями. Линия ЛЗ может использоваться или при исчезновении питания на подстан­ ции А, или при исчезновении питания на любой из под­ станций А или Б. В первом случае имеет место односто­ роннее АВР, а во втором — двухстороннее. В обоих случа­ ях выключатель ЗВ включен, а выключатель 2В в нор­ мальном режиме отключен. При одностороннем АВР ПОН подключается к 1ТН, связанному с шинами резервируемой подстанции А, а в качестве источника оперативного пита­ ния используется 2ТН, подключенный к резервной линии ЛЗ. На схеме рис. 8.4 цепи оперативного тока для односто­ роннего АВР показаны сплошными линиями.

Работа схемы. При исчезновении напряжения на ши­ нах подстанции А реле 1РВ с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи КО в и отключает 1В. При этом замы­ кается его блок-контакт КО в и, если пружины привода вы­ ключателя 2В взведены (КГП, в замкнут), происходит включение 2В, Если причиной исчезновения питания яви­ лось устойчивое к. з. на шинах, то включившийся действи­ ем АВР выключатель 2В отключается релейной защитой и вновь не включается, поскольку запас энергии пружин привода 2В исчерпан (КГП разомкнут). Пружины двигате­ лем Д взведены быть не могут, так как цепь двигателя

разомкнута контактом 1Вз. При исчезновении рабочего пи­ тания из-за отключения 1В включение резервной линии происходит без выдержки времени. Если отсутствует на­ пряжение на резервной линии, то АВР не произойдет, так как отсутствует оперативное питание схемы АВР.

Для двухстороннего АВР дополнительно устанавли­ вают еще два ПОН. Один из них 2РВ подключается к 2ТН, другой ЗРВ — к ЗТН, подключенному к шинам подстан­ ции Б. Схема устройства АВР дополняется цепями (пунк­ тирные линии на рис. 8.4) включения 2В от 2РВ и реле РП. Последнее обеспечивает однократность действия АВР в слу­ чае устойчивого к. з. на шинах подстанции Б или на ЛЗ.

При исчезновении напряжения на подстанции Б, а сле­ довательно, и на линии ЛЗ реле ЗРВ и 2РВ срабатывают друг за другом так,

^с.2РВ = ^с.ЗРВ + ^ •

Реле ЗРВ отключает выключатель 4В линии Л2, а PB включает выключатель 2В. В результате питание потреби­ телей подстанции Б восстанавливается по линии ЛЗ от подстанции А.

В качестве источника оперативного тока для питания КО4В, служащего для отключения 4В, на подстанции Б ис­ пользуется предварительно заряженная конденсаторная ба­ тарея С, поскольку при отключении Л2 подстанция Б оста­ ется без напряжения, пока не сработает АВР.

АВР секционного выключателя. На рис. 8.5 приведена схема АВР секционного выключателя (СВ), оборудованного пружинным приводом для подстанции с двумя секциями шин. Нормально каждая секция получает питание через вы­ ключатели 1В и 2В. Выключатель ЗВ нормально отключен. Цепи управления питаются переменным оперативным током от трансформаторов собственных нужд, установленных

Рис. 8.4. Схемарезервной линии (перемычки) между двумя подстанциями

на каждой секции. Магистраль цепей управления автомати­ чески переключается на ту секцию, где не нарушено питание.

Работа схемы. При исчезновении напряжения, на­ пример на первой секции шин, срабатывают реле напряже­ ния 1РН и 2РН и своими контактами включают реле вре­ мени 1ВР. Это реле с выдержкой времени через промежу­ точное реле 1РП отключает выключатель 1В с помощью

электромагнита отключения 1ЭО. При отключении вы­ ключателя 1В его блок-контакт замыкает цепь электромаг­ нита включения ЗЭВ выключателя ЗВ. В исходном состоя­ нии схемы пружины привода взведены и контакт готовно­ сти привода КГП замкнут. Поэтому ЗЭВ срабатывает и обес­ печивает включение СВ. Питание на первой секции авто­ матически восстанавливается.

Однократность действия АВР обеспечивается блоки­ ровочным реле PB, которое при отключении выключателя 1В (или 2В) с выдержкой времени размыкает цепь ЗЭВ. Выдержка времени выбирается достаточной только для од­ ного включения выключателя ЗВ (порядка 4 с). Цепи управ­ ления схемы АВР питаются от этой же секции, поэтому при отсутствии на ней напряжения переключение осуществить невозможно.

Если СВ включится на неустранившееся к. з., то сразу же произойдет его отключение под действием собственной защиты. Защита на выключателе 2В при этом не должна сра­ батывать за счет большей выдержки времени, поэтому вто­ рая секция остается в работе. При исчезновении напряжения на второй секции шин схема АВР работает аналогично.

Рассмотренная схема АВР СВ широко применяется в сетях напряжением 6-10 кВ. В данной схеме возврат в ис­ ходное положение осуществляется вручную. Для автома­ тического способа требуется, чтобы выключатели на вво­ дах 1В и 2В были оснащены пружинным (грузовым) или электромагнитным приводом.

Устройства АВР СВ с автоматическим восстановле­ нием схемы применяются на ответственных подстанциях [6]. Эти устройства более сложные и дорогие.