Принципиальные схемы электрического АПВ

Для выключателей с электромагнитными приводами промышленностью выпускается комплектное устройство РПВ-58.

Принципиальная схема однократного АПВ для линии с масляным выключателем, оснащенным электромагнитным приводом, приведена на рис. 4. В комплектное устройство РПВ-58 входят: реле времени KT1 типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости реле; промежуточное реле KL1 с двумя обмотками, параллельной и последовательной; конденсатор С, обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 и разрядный резистор R3.

Рис. 4. Схема АПВ однократного действия на базе комплекта РПВ-58 для присоединений с масляным выключателем

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции, и таким образом после операции включения ключ остается в положении ВКЛЮЧЕНО (B2), а после операции отключения — в положении ОТКЛЮЧЕНО (O2). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении ВКЛЮЧЕНО, к конденсатору С подводится «плюс» оперативного тока через контакты ключа, а «минус» — через зарядный резистор R2. При этом конденсатор заряжен и схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При включенном выключателе реле положения «Отключено» KQT, осуществляющее контроль исправности цепи включения, током не обтекается, и контакт его в цепи пуска АПВ разомкнут. Пуск АПВ происходит при отключении выключателя самопроизвольном, под действием релейной защиты или автоматики в результате возникновения несо­ответствия между положением ключа, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа управления и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1—3 на схему АПВ по-прежнему подается «плюс» оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя SQC переключается и замыкает цепь обмотки реле KQT, которое, срабатывая, подает «минус» на обмотку реле времени KT1

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт KT1.1, вводя в цепь обмотки реле дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке реле, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длительном прохождении тока.

По истечении установленной выдержки времени реле KT1 замыкает замыкающий контакт KT1.2 и подключает параллельную обмотку реле KL1 к конденсатору С. Реле KL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора YAC, подает импульс на включение выключателя. Благодаря использованию у реле KL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQC и возвращаются в исходное положение реле KQT, KL1 и KT1.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то линия остается в работе. После размыкания контакта реле времени KT1.2 конденсатор С начнет заряжаться через зарядный резистор R2. Сопротивление этого резистора выбирается таким, чтобы время заряда составляло 20—25 с. Та­ким образом, спустя указанное время схема АПВ будет автоматически подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то выключатель, включившись, вновь отключится защитой и вновь сработают реле KQT и KT1. Реле KL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С был разряжен при первом действии АПВ и зарядиться еще не успел. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает однократное действие при устойчивом КЗ на линии.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия между положением ключа управления и выключателя не возникает и АПВ не действует, так как одновременно с подачей импульса на отключение выключателя контактами ключа 6—8 размыкаются контакты 1—3, чем снимается «плюс» оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому срабатывает только реле KQT, а реле KT1 и KL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1—3 ключа SA замыкаются контакты 2—4, конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность АПВ к действию наступает через 20— 25 с после заряда конденсатора С. Поэтому при оперативном включении выключателя отключать АПВ не тре­буется.

При отключении присоединения защитой в случаях, когда действие АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора С.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контакторов реле KL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле KBS типа РП-232 с двумя обмотками: рабочей последовательной 1 и удерживающей параллельной 2. Реле KBS срабатывает при прохождении тока по катушке электромагнита отключения YAT и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. При этом цепь обмотки контактора включения YAC разомкнута размыкающим контактом KBS.2, чем и предотвращается включение выключателя.

 

Контрольные вопросы

1 Основное назначение АПВ.

2 Принцип работы АПВ

3 Какие устройства используются для работы АПВ

Лекция №9
Автоматическое включение резерва (АВР)

Цель: Изучить назначение, типы и принципиальные схемы АВР

План:

9.1 Назначение и основныетребования к АВР

9.2 Принцип действия АВР.

 

9.1 Назначение и основные требования к АВР

Высокую степень надежности электроснабжения потребителей обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линии, трансформаторы), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к исчезновению напряжения на выводах электроприемников. Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций. Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения значений токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению перетокам мощности и т. п.

При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным, так как ранее установленное оборудование и релейная защита не позволяют осуществить параллельную работу источников питания. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.

Требования к схемам автоматики включения резерва

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Схема АВР приходит 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°.

 

Контрольные вопросы

1 Основное назначение АВР.

2 Принцип работы АВР

3 Перечислите требования к АВР.

4 Для чего применяют ускорение защиты.

 

Принцип действия АВР.

В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй – отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй – резервным (рис. 2.12, а, б).

Во второй схеме все источники нормально включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис. 2.12, в, г).

Рис. 2.12. Принципы осуществления АВР при разных схемах питания потребителей: а – подстанции А; б – электродвигателей агрегата электростанции от трансформаторов Т1 и Т2; в – резервное питание для Т1 и Т2; г – радиальное питание подстанции В, Г от А, Б

 

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток можно устранить быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используются специальные устройства, получившие название устройств автоматического включения резерва (АВР).

Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рис. 2.12.

1. Питание подстанции А (рис. 2.12, а) осуществляется по рабочей линии W1 от подстанции Б. Вторая линия, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 линии W2 нормально отключен). При отключении линии W1 автоматически от устройства АВР включается выключатель Q3 и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия W1 всегда должна быть рабочей, а линия W2 – всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

2. Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис. 2.12, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от схемы АВР включаются выключатель Q5 и один из выключателей – Q8 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) – резервного трансформатора ТЗ.

3. Трансформаторы Т1 и Т2 включены на разные системы шин (рис. 2.12, в). Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от схемы АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственных потребителей.

4. Подстанции В и Г (рис. 2.12, г) обычно питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия W3 находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии W2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель Q5, в результате чего питание с подстанции Г переводится на подстанцию В по линии W3. При отключении линии W1 подстанция В и вместе с ней линия W3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Опыт эксплуатации показывает, что АВР является очень эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность АВР составляет 90–95 %. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.

 

Контрольные вопросы

1 Основное назначение АВР.

2 Принцип использования АВР

3 Какие устройства используются для работы АВР