Vitasvet-energo.ru

Витасвет Энерго
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема включения секционного выключателя

АВР — Автоматический ввод резерва (Автоматическое включение резерва).

Предназначен для обеспечения резервным электроснабжением нагрузок, подключенных к системе электроснабжения, имеющей не менее двух питающих вводов и направленный на повышение надежности системы электроснабжения. Заключается в автоматическом подключении к нагрузкам резервных источников питания в случае потери основного. Щиты автоматического ввода резерва (АВР, ЩАВР, ШАВР) предназначены для автоматического переключения между основным и дополнительным источниками питания в случае пропадания напряжения на основном вводе.


Основным источником зачастую является стационарная сеть, а в качестве дополнительных источников могут быть, к примеру, дизельные или газовые электростанции.

  • Основные функции щитов автоматического ввода резерва (АВР):
  • Защита от коротких замыканий и перегрузок;
  • Автоматический переход на резервный источник при пропадании напряжения;
  • Передача сигнала на включение и остановку электроагрегата.

Согласно ПУЭ, все потребители электрической энергии делятся на три категории:

  • I категория — к потребителям этой группы относятся те, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, угрозу для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр.
  • II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта.
  • III категория — все остальные потребители электроэнергии.

Таким образом, кроме неудобства в повседневной жизни человека, длительный перерыв в электропитании может привести к угрозе жизни и безопасности людей, материальному ущербу и другим, не менее серьёзным последствиям. Бесперебойное питание можно реализовать, осуществив электропитание каждого потребителя от двух источников одновременно (для потребителей I категории так и делают).

Основные технические характеристики щитов АВР

  • Щиты АВР комплектуется оборудованием концерна (Германия)
  • Номинальная рабочий ток АС-1 – 16…800А.
  • Номинальное рабочее напряжение Ue – 220/380В.
  • Номинальное рабочее напряжение Ue цепей управления – 220В.
  • Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение Uimp – 6 кВ
  • Уровень защиты от пыли и влаги в зависимости от вариантов – IP31 и IP65.
  • Рабочая температура от –5°С до +40°С.

Требования к устройствам АВР, принципы их выполнения и расчет параметров

В системах электроснабжения при наличии двух (и более) источников питания часто целесообразно работать по разомкнутой схеме. При этом все источники включены, но не связаны между собой, каждый из них обеспечивает питание выделенных потребителей. Такой режим работы сети объясняется необходимостью уменьшить ток к. з., упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению, уменьшить потери электроэнергии и т. п. Однако при этом надежность электроснабжения в разомкнутых сетях оказывается более низкой, чем в замкнутых, так как отключение единственного источника приводит к прекращению питания всех его потребителей. Электроснабжения потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением к другому источнику питания с помощью устройства автоматического включения резервного источника.

Применяют различные схемы АВР, однако все они должны удовлетворять изложенным ниже основным требованиям.

Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервное для данных потребителей источнике питания. Чтобы не допустить включения резервного источника на короткое замыкание, линия рабочего источника к моменту действия должна быть отключена выключателем со стороны шин потребителей. Отключенное состояние этого выключателя контролируется его вспомогательными контактами или реле положения, и эти контакты должны быть использованы в схеме включения выключателя резервного источника. Признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной устройства обычно является напряжение. При снижении напряжения до определенного значения АВР приходит в действие.

Иметь минимально возможное время срабатывания tАВР1. Это необходимо для сокращения продолжительности перерыва питания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигателей. Минимальное время tАВР1 определяется необходимостью исключить срабатывания при коротких замыканиях на элементах сети, связанных с рабочим источником питания, если при этом напряжение на резервируемых шинах станет ниже напряжения срабатывания устройства. Эти повреждения отключаются быстродействующими защитами поврежденных элементов. При выборе выдержки времени необходимо также согласовывать действие АВР с действием других устройств, расположенных ближе к рабочему источнику питания.

Обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое короткое замыкание.

Обеспечивать вместе с защитой быстрое отключение резервного источника питания и его потребителей от поврежденной резервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормальную работу. Для

Не допускать опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и перегрузок оборудования.

В зависимости от конструкции коммутационного аппарата, схемы электроснабжения и ее номинального напряжения основные требования к устройствам выполняются по-разному (например, устройства АВР в сетях напряжением до 1 кВ).

Пусковые органы и выбор параметров. В качестве примера рассмотрим АВР на секционном выключателе схемы сети

Читать еще:  Как правильно расставить выключатели

(рис.10.11,а). В этой схеме шины секционированы; секционный выключатель Q5 отключен. Каждая секция питается от отдельного источника. Схему можно выполнить так, что устройство будет действовать на включение секционного выключателя Q5 при отключении любого из источников питания и исчезновения напряжения на любой секции шин. В том случае осуществляется взаимное резервирование с помощью АВР двухстороннего действия.

Но прежде чем включить выключатель Q5, устройство АВР должно отключить выключатель Q2 или Q4, если он остался включенным при исчезновении напряжения на соответствующей секции шин. Для этой цели в схему вводят пусковой орган, в котором обычно применяют минимальные реле напряжения. В общем случае АВР содержит также орган выдержки времени. Если резервируемой является одна из секций, например секция 1, то АВР включает выключатель Q5 только при исчезновении напряжения на этой секции, предварительно отключив выключатель Q2, т. е. осуществляет одностороннее действие. Для удовлетворения основных требований, предъявляемых к АВР, параметры пускового органа и органа выдержки времени выбирают следующим образом.

Минимальный пусковой орган напряжения должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах, например секции 1, до Uост.к, вызванных короткими замыканиями в точках Ki—Кз (за элементами с сосредоточенными параметрами). Эти повреждения обычно отключаются защитой с выдержкой времени третьей ступени tIIIс.з. Характер изменения напряжения на шинах секции 1 и напряжение срабатывания показаны на рис. 10.11, в.

В некоторых схемах пусковой орган (минимальное реле напряжения) и орган выдержки времени объединены в одном реле. Если на резервируемом элементе системы электроснабжения (например, на линии Л1) имеется устройство Автоматического Повторного Включения (АПВ), то время tАВР1. должно согласовываться с временем действия АПВ tАПВ1чтобы АВР действовало только после неуспешного действия АПВ. Для этого время tАВР1, полученное из выражения (10.9), Необходимо увеличить при однократном АПВ на значение tАПВ1. Если в системе электроснабжения (рис. 10.11, а) наряду с рассматриваемым устройством устройство, расположенное ближе к рабочему источнику питания, то его время действия tАВР1. выбирается с учетом сказанного, а для рассматриваемого АВР должно выполняться дополнительное условие. Время tзап в зависимости от типов выключателей и реле времени в схемах принимается 2-3 с.

В условиях эксплуатации случаются перегорания предохранителей или другие неисправности в цепях трансформаторов напряжения. При этом возможны срабатывания минимальных реле напряжения пускового органа. Для предотвращения ложных действий устройства имеется ряд способов, например в пусковом органе используют два минимальных реле напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения. Для этих же целей в пусковом органе вместе с минимальным реле напряжения используют минимальное реле тока, включенное на ток питающей линии Л1 (рис. 10.11, а). Такой комбинированный пусковой орган срабатывает лишь тогда, когда вместе с исчезновением напряжения на шинах исчезает ток в линии. Ток срабатывания реле отстраивается от минимального рабочего тока Iраб.min питающей линии по условию

В этом случае выдержка времени tАВР1, определяемая из условия (10.9), согласуется только с защитой, действующей при к.з. в точке К6. Если к резервируемым шинам подключены синхронные электродвигатели и компенсаторы, то при отключении рабочего источника питания на шинах в течение некоторого времени поддерживается остаточное напряжение благодаря разряду электромагнитной энергии, запасенной этими электродвигателями и компенсаторами. Значение этого напряжения снижается постепенно, поэтому минимальное реле напряжения может подействовать с замедлением, достигающим tс.р=1 с и более. Такое замедление нежелательно. Избежать его можно, если вместо минимального реле напряжения использовать реле понижения частоты. Это возможно, так как снижается не только значение, но и частота остаточного напряжения, причем время снижения частоты до значения уставки срабатывания, равной 46—47 Гц, обычно не превышает 0,2—0,3с, т. е. всегда значительно меньше, чем время снижения остаточного напряжения от первоначального значения до уставки срабатывания минимального реле напряжения. Действие устройства имеет смысл при наличии напряжения на резервном источнике питания. Поэтому в пусковой орган включают максимальное реле напряжения, контролирующее наличие напряжения на резервном источнике питания, на шинах секции II. При минимальном рабочем напряжении Uраб.min реле должно находиться в состоянии после срабатывания, разрешая действие пускового органа. Это обеспечивается выбором его напряжения срабатывания по условию

где Котс = 1,5. 1,7 — коэффициент отстройки; Кв = 0,8 — коэффициент возврата.

В расчетах обычно принимают Uc.p.2 = (0,65. 0,7) (Uном/Ки). Требование однократности действия удовлетворяется, если принять продолжительность воздействия на включение выключателя Q5 (рис. 10.11, а)

где tв.в — время включения выключателя Q5; tзап = 0,3. 0,5 с.

Включенный от АВР выключатель должен иметь защиту, действующую с ускорением после АВР. В том случае, если при действии АВР резервный источник питания перегружается и не обеспечивает самозапуск электродвигателей, следует отключить часть нагрузки, например, минимальной защитой напряжения.

Читать еще:  Установка панельного выключателя с розеткой

Принцип действия

В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях служат реле минимального напряжения, подключенные к защищаемым участкам через трансформаторы напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке электрической сети реле дает сигнал в схему АВР. Однако условие отсутствия напряжения не является достаточным для того, чтобы устройство АВР начало свою работу. Как правило, должен быть удовлетворен еще ряд условий:

  • На защищаемом участке нет неустраненного короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.
  • Вводной выключатель включен. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключен намеренно.
  • На соседнем участке, от которого предполагается получать питание после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет смысла.

После проверки выполнения всех этих условий логическая часть АВР дает сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причем межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился.

Устройства автоматического включения резерва (АВР)

В сетях промышленных предприятий с раздельным питанием потребителей I категории от двух ИП широко при меняются устройства АВР, которые повышают надежность электроснабжения и сокращают время простоя электрообо рудования.

По назначению устройства АВР разделяются на АВР линий, трансформаторов, электродвигателей, секционных выключателей на подстанциях. Оперативным током может быть постоянный или переменный ток. Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям: время действия должно быть минимально возможным; все выключатели, оборудованные АВР, должны иметь постоян­ ный контроль исправности цепи включения; действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать дополни тельных включений на неустранившиеся КЗ; действие АВР должно быть обязательным при любой причине исчезнове ния напряжения на шинах подстанции, исключая отключе­ ния цепей с целью проведения ремонтов, осмотров и т.п.

Согласно ПУЭ устройство АВР для потребителей I ка тегории является обязательным.

Рассмотрим наиболее распространенную на промыш енных предприятиях схему АВР на секционном выключа теле с пружинным приводом (рисунок 1).

В нормальном режиме выключатели QI и Q 2 первой и второй секций под станции включены, секционный выключатель Q 3 отключен. В схеме имеется электродвигатель М для завода пружины привода, отключаемый конечным выключателем SQ . Реле блокировки К BS , служащее для обеспечения однократно сти действия АВР, получает питание от выпрямительного моста VT . Готовность схемы АВР к работе сигнализирует ся лампой HL . Ключи SA 1 и SA 2 установлены в положе ние АВР. Реле минимального напряжения KV 1— KV 4 и ре ле блокировки включены. Контакт привода SQM зам кнут.

При аварии на первой секции и исчезновении на ней напряжения срабатывают реле KV 1 и KV 2, включая реле времени КТ1, которое своим контактом КТ1:1 с выдерж кой времени включает промежуточное реле KL 1. Контакт KL 1:1, замыкаясь, включает цепь электромагнита отклю чения YAT 1 выключателя Q 1, который отключается. Вспо могательный контакт выключателя Q 1:3 включает элек тромагнит YAC 3 секционного выключателя Q 3, чем осво бождается пружина привода этого выключателя, который, включаясь, восстанавливает питание на первой секции от линии 2, оставшейся в работе. Одновременно срабаты вает двигатель М, заводя пружину и подготовляя схе му к новому циклу срабаты вания. При исчезновении на пряжения на второй секции схема работает аналогично. Однократность АВР обеспе чивается за счет того, что при отключении выключа теля Q 1 или Q 2 реле бло кировки KBS размыкает с выдержкой времени цепь включения электромагнита YAC 3. При включении на КЗ секционный выключатель Q 3 отключается своей релейной защитой.

Принцип работы АВР

В АВР существует элемент, определяющий значение электрического тока и напряжения в общей системе энергопотребления. В качестве такого элемента в высоковольтных сетях используют реле с минимальным напряжением, которое подключают как участкам защиты посредством трансформаторов напряжения. Если в сети падает напряжение, то реле подает сигнал в схему для включения АВР. Но снижение напряжения на защищаемом участке еще не является критерием включения резервного источника. Для этого должны быть выполнены следующие условия:

  • короткое замыкание на защищаемом участке должно быть устранено. Это связано из-за того, что напряжение может упасть в виду появления короткого замыкания. Поэтому включать резервный источник тока недопустимо;
  • должен быть включен вводный выключатель. Данный критерий должен проверяться для того, что АВР не сработало в тот момент, когда исчезает напряжение из-за намеренного отключения выключателя;
  • на ближайшем к АВР участке сети должно отсутствовать напряжение. Если питающая линия будет находиться под напряжением, то будет бессмысленно включать дополнительный источник энергии.
Читать еще:  Силовые контакты для высоковольтных выключателей

Если все критерии выполняются, то секционный выключатель включается, а логическая схема АВР принудительно отключает вводный выключатель на обесточенной части электрической сети. При этом должен быть выполнен приоритет включения/выключения: секционный выключатель включается, только после того как вводный – отключен. Итак, если мы имеем высоковольтную сеть, то в качестве измерительной части служит реле с низким напряжением. Если же в доме присутствует низковольтная сеть, то для измерения напряжения и запуска АВР применяют магнитные пускатели.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

Приведем несколько рабочих примеров, которые можно успешно применить при создании щита автоматического запуска. Начнем с простых схем для бесперебойной системы электроснабжения жилого дома.

Простые

Ниже представлен вариант схемы АВР, переключающей подачу электричества в дом с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь предусмотрена защита от короткого замыкания, а также электрическая и механическая блокировка, исключающая одновременную работу от двух вводов.

Схема АВР для дома

Обозначения:

  • AB1 и AB2 – двухполюсные автоматические выключатели на основном и резервном вводе.
  • К1 и К2 – катушки контакторов.
  • К3 – контактор в роли реле напряжения.
  • K1.1, K2.1 и K3.1 – нормально-замкнутые контакты контакторов.
  • К1.2, К2.2, К3.2 и К2.3 – нормально-разомкнутые контакты.

После переводов автоматов АВ1 и АВ2 алгоритм работы блока АВР будет следующим:

  1. Штатный режим (питание от основной линии). Катушка К3 насыщается и реле напряжения срабатывает, замыкая контакт К3.2 и размыкая К3.1. В результате напряжение поступает на катушку пускателя К2, что приводит к замыканию К2.2 и К2.3 и размыканию К2.1. Последний играет роль электрической блокировки, не допускающей подачи напряжения на катушку К1.
  2. Аварийный режим. Как только напряжение в главной линии исчезает или «падает» ниже допустимого предела, катушка К3 перестает насыщаться и контакты реле принимают исходную позицию (так, как показано на схеме). В результате на катушку К1 начинает поступать напряжение, что приводит к изменению положения контактов К1.1 и К1.2. Первый играет роль электрической защиты, не допуская подачи напряжения на катушку К2, второй снимает блокировку подачи питания на нагрузку.
  3. Чтобы работала механическая блокировка (на схеме отображена в виде перевернутого треугольника) необходимо использовать реверсивный пускатель, где ее наличие предполагается конструкцией электромеханического прибора.

Теперь рассмотрим два варианта простых АВР для трехфазного напряжения. В одном из них энергоснабжение будет организовано по односторонней схеме, во втором применено двухстороннее исполнение.

Рисунок 6. Пример односторонней (В) и двухсторонней (А) реализации простого трехфазного АВР

Обозначения:

  • AB1 и AB2 – трехполюсные автоматы защиты;
  • МП1 и МП2 – магнитные пускатели;
  • РН – реле напряжения;
  • мп1.1 и мп2.1 – групповые нормально-разомкнутые контакты;
  • мп1.2 и мп2.2 – нормально-замкнутые контакты;
  • рн1 и рн2 – контакты РН.

Рассмотрим схему «А», у которой два равноправных ввода. Чтобы не допустить одновременное подключение линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. От какой линии будет питаться нагрузка, определяется очередностью включения автоматов АВ1 и АВ2. Если первым включается АВ1, то срабатывает пускатель МП1, при этом разрывается контакт мп1.2, блокируя поступление напряжение на катушку МП2, а также замыкается контактная группа мп1.1, обеспечивающая подключение источника 1 к нагрузке.

При отключении источника 1 контакты пускателя ПМ1 возвращаются в исходное положение, что приводит в действие контактор ПМ2, блокирующий катушку первого пускателя и включающий подачу питания от источника 2. При этом нагрузка будет оставаться подключенной к этому вводу, даже если работоспособность источника 1 пришла в норму. Переключение источников можно делать в ручном режиме манипулируя выключателями АВ1 и АВ2.

В тех случаях, когда требуется одностороння реализация, применяется схема «В». Ее отличие заключается в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (РН), возвращающее подключение на основной источник 1, при восстановлении его работы. В этом случае размыкается контакт рн2, отключающий пускатель МП2 и замыкается рн1, позволяя включиться МП1.

Комплектация базового блока АВР

Базовый блок АВР оснащен световыми индикаторами режимов работы. Опционально блок можно оснастить:

  • сенсорной панелью оператора для возможности проведения настройки системы непосредственно обслуживающим персоналом заказчика, смены режимов работы и т.п.
  • модулями связи для интеграции блока в диспетчеризацию инженерных систем по стандартным промышленным протоколам.

Система АВР может поставляться совместно с силовыми распределительными шкафами, выполненными по схемам заказчика.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector