что это такое? Назначение автоматического ввода резерва

Источники электроснабжения не обладают абсолютной надежностью и иногда отключаются, что приводит к негативному влиянию на объекты потребления. Для ответственных устройств это недопустимо, поэтому они обеспечиваются питанием от двух и более дополнительных источников. При их подключении применяются устройства АВР. Что это такое, поясняет расшифровка аббревиатуры — «автоматический ввод резерва». Он является способом создания бесперебойного электроснабжения потребителя с двумя или более питающими вводами. Это обеспечивается автоматическим подключением резервного ввода при потере основного.

Оба источника питания могут быть подключены одновременно. Недостатками способа являются большие токи КЗ, высокие потери и сложность защиты сетей. Ввод резерва обычно производится с помощью коммутирующего устройства, отключающего основной источник питания. Мощность резерва должна соответствовать нагрузкам. Если ее недостаточно, производится подключение только самых важных потребителей.

Требования к АВР

• Быстрый ввод резерва после срабатывания реле напряжения.
• Включение в любых случаях при исчезновении питания, за исключением коротких замыканий.
• Отсутствие реагирования на посадку напряжения при запуске мощных нагрузок у потребителя.
• Однократность срабатывания.

Классификация

Устройства разделяются по принципу действия.

• Односторонние. Схема содержит две секции: сети питания и резервную. Последняя подключается при потере основного напряжения.
• Двухсторонние. Любая из линий может быть как рабочей, так и резервной.
• Восстанавливающиеся АВР. При возобновлении основного питания автоматически вводится в работу прежняя схема, а резервная отключается.
• Без автоматического восстановления. Настройка режима работы с основным источником питания производится вручную.

Принцип действия АВР

В низковольтных сетях удобно применять контролирующие напряжение в схемах защиты специальные реле (схемах АВР и др.). АВР здесь предпочтительней, поскольку не вся техника способна выдерживать частые переключения электроснабжения. Как выглядит АВР? Что это такое и как работает? Данное устройство хорошо видно по любой простой схеме.

• Реле ЕЛ-11 контролирует трехфазное напряжение, следит за перекосом фаз, их обрывом и чередованием.
• Электромагнитные реле с мощными контактами применяются для подключения нагрузок. В нормальном режиме катушка магнитного пускателя главного ввода питается от него и своими контактами КМ 1 подключает подачу питания на нагрузку.
• Когда исчезает напряжение в основной цепи, реле КМ 1 отключается, и питание поступает на катушку реле КМ 2, которое подключает резервный ввод.

Данная схема АВР может применяться в частных домах, производственных и административных зданиях, где коммутируемая нагрузка достигает десятков киловатт. Недостатком схемы является сложность выбора реле для больших токов. Для коммутации маломощных потребителей она еще подходит, но при больших нагрузках лучше взять пускатель АВР или симистор.

Незаменимыми источниками дополнительного питания являются бензиновые или дизельные генераторы. Последние нашли широкое применение благодаря экономичности и большей мощности. Рынок предлагает широкий ассортимент дизель-генераторных установок (ДГУ), содержащих системы защиты от больших перегрузок.

Работа АВР

Как функционирует АВР? Что это такое по степени надежности в снабжении электроэнергией потребителей? Устройства делятся на 3 категории. Электроснабжение жилья относится к самой низкой. При частых сбоях в сети питания резерв в доме лучше установить, поскольку от этого зависит долговечность бытовых приборов, а также комфортные условия проживания. В квартиры устанавливают бесперебойники на аккумуляторах, которые преимущественно применяются для электронной техники. Генераторы наиболее распространены как резервные источники питания частных домов.

Бензиновый генератор в самом простом варианте подключается к электроснабжению дома через перекидной рубильник. Это предупреждает короткое замыкание при ошибочном вводе резерва, когда не выключены автоматы подачи электроэнергии в дом. Рубильник выбирается с тремя положениями, где среднее из них полностью отсекает электричество.

АВР своими руками можно установить в автоматическом режиме, если снабдить генератор автоматическим пусковым устройством и управлять им из шкафа с помощью контакторов, которые также переключают вводы. Автоматика работает на микропроцессорном управлении, например, на реле-контроллерах Easy. Для ввода резерва АВР применяют датчики напряжения. Как только отключается питание, сразу происходит запуск двигателя генератора. На достижение рабочего режима уходит некоторое время, после чего АВР производит переключение нагрузки на резерв. Подобные задержки допустимы для бытовых потребностей.

Блок автоматического запуска генератора (БАЗГ)

АВР — система частного дома, которая обеспечивает запуск и управление резервным генератором при нарушении электроснабжения. Последний комплектуется специальным блоком БАЗГ, который является недорогим решением при сбоях в подаче электроэнергии в главной сети. Он производит пять попыток запуска в течение 5 секунд в каждом интервале после того, как исчезнет напряжение на основном вводе. Кроме того, он управляет воздушной заслонкой, закрывая ее в момент запуска.

Если на основном вводе снова появляется напряжение, устройство переключает нагрузку обратно и останавливает двигатель генератора. При простое генератора подача топлива перекрывается электромагнитным клапаном.

Особенности работы АВР частного дома

Наиболее распространен способ с двумя вводами, где первый из них имеет приоритет. При подключении к сети бытовые нагрузки большей частью работают на одной фазе. При ее пропадании не всегда удобно подключать генератор. Достаточно подключить другую линию в качестве резервной. При трехфазном вводе питание контролируется с помощью реле на каждой из фаз. При выходе напряжения за пределы нормы контактор фазы отключается, и дом питается от двух оставшихся фаз. Если из строя выходит еще одна линия, вся нагрузка перераспределяется на одну фазу.

Для небольшого коттеджа или дачи применяют ДГУ мощностью не более 10 кВт для щита, работающего на 25 кВт. Такого генератора вполне достаточно, чтобы обеспечить дом необходимым минимумом электричества на короткое время. При возникновении аварийной ситуации реле контроля напряжения переключает шину потребителя на резервное питание и подает сигнал на запуск ДГУ. При возобновлении основного питания реле переключается на него, после чего генератор останавливается.

Расширение функций АВР

Для управления автоматическими выключателями по выбранным алгоритмам применяются программируемые логические контроллеры (ПЛК). В них уже заложена программа АВР, которую только требуется настроить для реализации того или иного режима работы. Использование ПЛК, например, контроллера АС500, дает возможность упростить электрические схемы, хотя на первый взгляд устройство кажется сложным. Управление АВР можно расположить на дверце щита в виде набора переключателей, кнопок и индикации.

В типовом решении уже предусмотрено программное обеспечение. Оно устанавливается в ПЛК.

Заключение

Сбои в электроснабжении могут приводить к различным негативным явлениям у потребителей. Большинство пользователей имеют только смутное представления об АВР. Что это такое, многие вообще не знают и принимают за устройство продукцию, которая предназначена совершенно для других целей. В связи с большими затратами на электрооборудование важно правильно выбрать автомат ввода резерва. Здесь потребуется консультация специалиста. АВР позволяет повысить работоспособность бытовых приборов и объектов, для которых важна постоянная подача питания.

АВР в электрике: применение и характеристики

Автоматический ввод резерва представляет собой устройство, ответственное за бесперебойную работу электросети. Оно позволяет автономно восстанавливать электропитание объекта путем присоединения запасного источника питания. Таким образом, он помогает предотвратить скачки электричества при аварийных ситуациях.

Перебои в подаче электрической энергии доставляют людям массу неудобств. Если говорить в промышленных масштабах, то длительная остановка электроснабжения может угрожать жизни и безопасности человека, повлечь за собой материальный урон, стать причиной серьезных исходов. Во избежание подобных случаев сети снабжают АВР.

Рассмотрим принцип работы изделия. Аппарат отслеживает наличие напряжения на каждой из фаз (при трехфазном питании), правильность их переключения, контролирует частоту переменного тока. При выходе этих параметров из установленных пределов главной цепи посредством регулировки реле происходит размыкание контактов контактора на основном входе и их замыкание на резервном.   

При использовании дизельных генераторов или аккумуляторных батарей одна из линий определяется, как приоритетная. Это означает, что при вводе резерва выключатель продолжает отслеживать наличие напряжения на главной линии, на которую он переключается при восстановлении исходных значений.

Из чего состоит АВР

Основными структурными элементами устройства являются:

• контакторы ‒ исполнительные механизмы, осуществляющие перевод нагрузки с базисного электроснабжения на аварийное;
• реле контроля фаз ‒ фиксирует значения электротока в сети;
• контроллеры ‒ контролируют параметры при запуске генератора.

Как выглядит АВР

Приборы также оснащают микропроцессорным блоком управления и панелью индикации. Преимущественно схемы ввода резерва располагают на щитах или в шкафах (для крупных производственных объектов).

Аппараты, исходя от способа установки, изготавливают в двух видах: напольном и навесном. На лицевой части изделия расположены индикаторы напряжения, фазировки. Модель выбирают по значениям номинального тока.

Производители электроустановок предлагают покупателю готовые решения, но чаще всего собирают механизм по конкретным техническим заданиям заказчиков. Такой подход обеспечивает возможность каждому покупателю решать свои задачи.

Технические характеристики

Электроустановки используют в сетях однофазного и трехфазного переменного тока с напряжением 220, 380 В и частотой 50‒60 Гц. Время переключения составляет от 0,3 до 0,8 секунды. Эксплуатация возможна при температурных значениях наружного воздуха от -40 до +40⁰C в помещениях, не содержащих газы и пыль в предельных концентрациях.  

Схемы АВР срабатывают по всем причинам исчезновения электропитания. Они характеризуются быстродействием. Это означает, что включение в работу происходит за минимально короткое время (практически мгновенно) после отключения питания.

Для чего используют

Приспособления позволяют регулировать работу электросети, обеспечивая мгновенные переключения между двумя источниками питания. Вы спросите: зачем между ними переключаться?

• Решение запитаться от обоих источников может привести к повышенным потерям электроэнергии в питающем трансформаторе.
• При таком подключении токи коротких замыканий значительно выше.
• Появляются проблемы с разработкой определенного рабочего режима.
• В некоторых случаях нет возможности осуществления параллельного электропитания.

Перечисленные факторы являются своего рода основанием для применения автоматического ввода резерва в сетях.

Типы АВР и требования к ним

По приоритету ввода различают следующие установки:

• односторонние ‒ здесь присутствует резервная и рабочая секция питающей сети;
• двухсторонние ‒ отсутствует разделение, обе линии приоритетны.

Также изделия могут быть с возобновлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае подразумевается полное погашение нерабочей электросети.

В первую очередь, аппараты используют для снабжения электрической энергией электропотребителей двух категорий. К первой относят объекты, нарушение снабжения которых может привести к человеческим жертвам и ущербу государственной безопасности. Ко второй относят электроприемники, отсутствие электричества у которых вызовет недоотпуск продукции, простои рабочих, нарушение жизнедеятельности большого количества граждан.

К основным требованиям системы относят: возможность мгновенного реагирования на отсутствие напряжения (за десятые доли секунды), однократность действия, наличие блокировки при коротком замыкании, надежность включения.

Что такое авр в электрике

Обеспечение бесперебойного энергоснабжения объектов, предполагает разную степень резервирования электропитания, в зависимости от их важности. От ответственности выполняемых на объекте задач, зависит отнесение его к одной из категорий потребителей электроэнергии:

1. К первой категории относят потребителей, перебои в электроснабжении которых, могут привести к человеческим жертвам, нанести ущерб государственной безопасности, повлечь значительный материальный ущерб. Сюда входят больницы, военные объекты, опасные производства. В особую группу выделяются объекты, технологические процессы которых требуют некоторое время для безаварийной остановки. К ним относятся, в первую очередь, предприятия металлургии.
2. Вторая категория энергопотребителей включает в себя предприятия, организации и службы, чье отключение от электроснабжения повлечет массовые перебои в снабжении и отпуске продукции, простоям крупных предприятий, нарушению нормальной деятельности большого количества граждан.
3. Приемники электроэнергии, не вошедшие в первые две категории, относятся к третьей.

В качестве резерва выступают независимые друг от друга источники питания. Ими могут быть линии электропередачи, подключенные к разным подстанциям, дизельные электростанции, аккумуляторные батареи. Для автоматического подключения к резервной линии питания используются щиты АВР, расшифровка – Автоматический Ввод Резерва.

Принцип работы АВР

Для определения необходимости включения резервной линии, используются реле контроля фаз. Общая функция этих приборов – отслеживание наличия напряжения на каждой из фаз (при трехфазном питании). Кроме того, в качестве дополнительных функций, контролируется напряжение, частота переменного тока, правильность чередования фаз. При выходе сети за пределы установленные регулировками реле, подается команда на отключение аварийной лини и включение резервной.

Как правило (а при использовании дизельных электростанций и аккумуляторных батарей – обязательно) одна из линий назначается приоритетной. Это означает, что после включения резерва, реле продолжают отслеживать наличие напряжения на основной (приоритетной) линии. Когда энергоснабжение по приоритетному вводу восстанавливается, АВР отключает резервное питание, и переключается обратно, на питание по основной схеме.

Типы АВР

Имея сходство в части управляющей автоматики, щиты автоматического ввода резерва делятся на три основных типа, в зависимости от вида переключателей, применяемых в силовой части.

Щиты ввода резерва на электромагнитных контакторах.

Наиболее часто применяемый тип АВР, обязанный своей популярностью дешевизне и простоте конструкции. Применение электромеханической блокировки контакторов от одновременного включения, и использование контрольных реле с дополнительными функциями, обеспечивают достаточную надежность этому устройству.

АВР с электроприводом рубильника.

Рубильник (переключатель с промежуточным, нулевым приводом), приводится в действие электромотором. Управляющий электродвигателем контроллер входит в состав переключателя или устанавливается отдельно, на монтажной панели. Этот тип ввода резерва надежнее, но дороже, чем щит на контакторах.

Электронные АВР.

Тиристоры, используемые для коммутации нагрузок в электронных устройствах, подключают линию резервного электропитания за время, меньшее, чем частота одного колебания переменного тока. Таким образом, на работе питаемых приборов переключение не сказывается, и для них оно будет нулевым. Благодаря этому, отпадает необходимость в использовании источников бесперебойного питания, которые применяются для заполнения времени переключения, при использовании электромеханических АВР.

Применение автоматического ввода резерва, обеспечивает бесперебойное электроснабжение объектов повышенной важности. Учитывая, насколько мы зависимы от электричества, устройства АВР выполняют весьма важную задачу по поддержанию нормального функционирования общества.

Виды и классификация АВР

Автоматический ввод резерва – это система, обеспечивающая бесперебойную подачу электроэнергии потребителям.

Конструкция представляет собой блок с устройствами автоматики, работающими по определенной логической схеме. Ее функция – автоматическое переключение напряжения с основного источника на резервные. 

В составе любого АВР есть три основных блока: 

• силовая часть;

• контроллер или логический блок;

• реле управления генератором и силовым узлом.

 Логический блок контролирует напряжение в основном и резервном источниках питания, подает сигнал контакторам на замыкание или размыкание. 

Виды АВР 

Существуют аппараты односторонней и двухсторонней работы. В первом случае в схеме реализована рабочая и запасная секции электропитания. В качестве резерва может использоваться генератор. Каждая секция может выполнять только свои функции. В двухсторонних АВР любой источник питания может быть основным и резервным. 

Другие типы устройств: 

• без возврата. Переключение на резервный источник происходит автоматически, а обратное – вручную;

• с независимыми источниками питания. При отключении одного из них происходит автоматическое переключение его потребителей на нормально работающие. 

Критерии классификации АВР 

Согласно правилам устройства электроустановок, потребители электрической энергии разделяются на три типа: 

• первая категория: отсутствие электричества оборачивается угрозой жизни людей, причинением материального ущерба, крупными финансовыми потерями;

• вторая категория: при прекращении подачи напряжения происходят производственные простои, остановка транспортных средств

• третья категория – все остальные.

 Согласно ПУЭ, потребителям I и II категорий необходима установка АВР. 

Другие виды классификации: 

• количество резервных секций. Более всего распространены устройства на два питающих ввода, но иногда используется больше;

• тип сети. Есть однофазные и трехфазные блоки;

• уровень напряжения. Существует оборудование для работы в сетях до 1000 В и высоковольтных линий электропередач;

• мощность подключаемой нагрузки;

• время переключения на резерв. 

Качественные и надежные АВР с реализацией необходимых для конкретного потребителя схем предлагает компания РКМ Электро. Изготовление блоков предполагает полный комплекс работ, от составления технического задания до сборки, тестирования, монтажа и пуска. В качестве комплектующих используется продукция проверенных производителей, гарантирующая мгновенное срабатывание автоматики. Оборудование реализуется с фирменной гарантией.

АВР – просто о сложном. Часть I

Доктор Вольт, для Ua.Automation.com

В работе часто приходится сталкиваться с запросами на расчет и заказ АВР-ов. По нашим наблюдениям, заказчики, произнося эту аббревиатуру «АВР», не всегда понимают, что это такое на самом деле… Этим материалом мы бы хотели добавить ясности в этот вопрос – возможно и для специалистов, в том числе. В общем, в некотором роде, наша цель это «Просвещение + Электрификация всей страны» :).

Что же такое АВР

Под АВР подразумевается, как правило, устройство Автоматического Ввода Резерва.

Более подробное определение может звучать таким образом: «Щит АВР – это устройство, предназначенное для приема, контроля трехфазного переменного напряжения и автоматического переключения резервного электропитания на нагрузку…». Можно, также, добавить такое окончание фразы, как «…автоматического запуска генераторной установки, а также защиты отходящих линий от токов перегрузки и токов короткого замыкания».

Это определение АВР, на самом деле, довольно короткое, но уже из него видно 2 принципиальных момента: 1) АВР – это сложное устройство; и 2) АВР – это часть щитового устройства.

В Википедии дано такое определение АВР: «способ 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».

Обычно, АВР — это электрощитовое вводно-коммутационное распределительное устройство, минимум, на два питающих ввода. Один ввод основной (от которого постоянно работает нагрузка) и другой ввод – резервный. От резервного ввода происходит питание нагрузки в случае «пропадания» напряжения на основном вводе.

Устройство АВР переключает питание между вводами, обеспечивая питание нагрузки с минимальным временем переключения. Количество питающих вводов может быть больше двух. Например, три ввода, четыре ввода. Все зависит от степени обеспечения надежности питания нагрузки.

Из всего сказанного об АВР-ах можно вывести следующее:

АВР-ы классифицируются по:

• количеству питающих вводов
• напряжению питания 
• времени переключения (в зависимости от типа переключающего устройства, но об этом мы расскажем позднее)
• по номинальному току.

«А на чем АВР?»

Самый «животрепещущий» вопрос, касающийся Автоматического Ввода Резерва, звучит так: «На чем АВР?». АВР может быть на контакторах, рубильниках с мотор-приводом, на автоматических выключателях с мотор-приводами, на рубильниках соленоидного типа, на полупроводниковых контакторах (дорого, зато быстро) и т.д.

Самый распространенный тип коммутирующего устройства – контакторы (они же – магнитные пускатели).

Устройство на контакторах состоит из двух контакторов – один контактор подключает питание от основного ввода на нагрузку, другой контактор – от резервного ввода.

Важная особенность – контакторы взаимосблокированы друг с другом. Это означает, что когда один контактор замкнут, то другой разомкнут и наоборот. Причем, включить оба контактора нельзя, т.к. между ними есть механическая и электрическая взаимоблокировки. Тут есть смысл остановиться и расписать все подробнее…

Чего не любят энергопоставляющие организации

Если два питающих ввода включить встречно, то произойдет встречное включение (обычно, как вариант, это может привести к полному короткому замыканию). Этого необходимо избегать. За этим бдительно следят энергопоставляющие организации. Стоит им узнать, что где-то есть АВР, они обязательно поинтересуются и потребуют, чтобы контакторы или другие коммутирующие устройства были сблокированы и защищены от одновременного включения. Особенно когда это АВР для ДГУ (дизель-генераторной установки).

Механическая взаимоблокировка – это такая «штучка», которая при монтаже контакторов устанавливается между ними и объединяет их таким образом, чтобы они не смогли включиться одновременно, причем блокирует их движущиеся части с силовыми контактами, позволяя включиться только одному контактору.

Электрическая взаимоблокировка – это система вспомогательных контактов, включенных определенным образом в цепи питания катушек контакторов, для исключения одновременной подачи на них напряжения управления. 

Время переключения АВР-а на контакторах минимально короткое и может составлять до 200-250 мс. Но, на самом деле, оно может отличаться в зависимости от номинального тока контактора. Чем меньше ток, а значит физический габарит, то тем быстрее замыкаются и размыкаются контакты. Чем больше ток, тем больше габариты и больше расстояния между контактами и, соответственно, время включения увеличивается.

2+1=3

Как я уже говорил, чтобы реализовать самый «простой» АВР необходимо два ввода – один основной и другой, резервный.

Усложним задачу и примем в качестве основных два ввода, а третий ввод пусть будет резервным. Данный тип схемного построения АВР позволяет увеличить степень надежности электропитания нагрузок, т.к. в случае «пропадания» 1 основного ввода, АВР переключит питание нагрузки на 2-ой основной ввод. Ну, а в случае «пропадания» и 2-го основного ввода, АВР переключит питание нагрузки на 3-й резервный ввод. Причем, при восстановлении напряжения питания любого из основных вводов, АВР вернет питание нагрузки от основных вводов.

Слова «пропадание» питания, «пропадание» напряжения мы написали в кавычках неспроста и совершенно осознанно. Сейчас все объясним :). 

Понятие «пропадание» напряжения питания описывает только один из вариантов выхода параметров напряжения за установленные пределы. У нас, согласно установленным и принятым правилам, напряжение считается нормальным, если оно находиться в пределах +/- 10% от номинального значения.  Т.е.: 380 В + 10% = 418 В – максимальное превышение и 380 В – 10% = 342 В – минимальное понижение. Другие аномалии «пропадания» это: пропадание одной, двух или сразу трех фаз ввода, а также неправильное чередование фаз.

Можно еще, конечно, упомянуть такое явление как выход частоты за установленные пределы, но это, действительно аномалия. Хотя решить эту проблему несложно – достаточно применить в качестве дополнительного устройства контроля напряжения устройство «частотомер».

Итак, принимаем за «пропадание» выход за установленные пределы напряжения ввода, основного или резервного. В дальнейшем мы будем применять словосчетание «пропадание напряжения», смысл которого понятен.

Как это работает?

Вернемся к нашим трем вводам…

Логика в данном случае весьма простая. Будем считать 1-й ввод главным или «основным-основным», 2-й ввод основным (просто основным, или первым резервным) и 3-й ввод — резервным или аварийным (аварийным, в смысле, «самым надежным» и который применяется, когда вокруг все отказало, а электропитание все-таки нужно)…

Рассмотрим гипотетический сценарий: 1-й ввод работает, 2-й ввод есть, 3-й ввод, например, тоже работает (или это ДГУ, которая должна заработать автоматически).

И вот Горэнерго отключило 1 ввод! — контакторы переключают питание на 2-й ввод. Все прекрасно! Но, энергетики упорствуют и идут дальше (профилактика у них, что непонятного?), отключая и 2-й ввод! А что делать в таком случае банку, если у него в этот период закрытие отчетного периода или переводы денег, а значит, серверы должны работать «при любой погоде»! Конечно, тут нас должен выручить АВР, подключив нагрузку к 3-му вводу! В случае с ДГУ – при пропадании 1 и 2 вводов поступает сигнал на запуск ДГУ, который автоматически запускается и подает питание на АВР, который, конечно, срабатывает.

И если даже энергетики вновь включат 2-й ввод, то АВР произведет обратное переключение, и нагрузка будет питаться от 2-го ввода (3-й ввод при этом отключается, а если на 3-м вводе был ДГУ, то он останавливается. Солярка ныне не дешева). Если подключается и 1 ввод, то происходит переключение нагрузки на питание от 1 ввода.

Процесс, по сути простой, а вот слов для его описания потребовалось немало 🙂 

Продолжение следует…

 Связаться с автором можно по адресу: [email protected]

Автоматическое повторное включение (АПВ): назначение, принцип работы, требования

В виду большой протяженности электрических сетей их обслуживание и ремонт, в случае повреждения, усложняются необходимостью доставления бригады к месту выполнения работ. Из-за чего большинство внештатных ситуаций, которые приводят к отсутствию напряжения, решает автоматическое повторное включение (АПВ) без необходимости вмешательства работников.

Назначение АПВ

Рис. 1: Назначение АПВ

Автоматическое повторное включение предназначено для включения выключателей после того, как аварийное отключение обесточило линию. При этом АПВ позволяет уменьшить перерывы в электроснабжении на количество кратковременных аварий. Посмотрите на рисунок 1, в случае замыкания в точке К1 с последующим отключением высоковольтного выключателя Q1 происходит срабатывание АПВ1. Допустим, что замыкание самоустранилось и снабжение линии от подстанции ПС1 до ПС2 восстановилось.

В то же время, при замыкании в точках К2 и К3 выключатель Q2 отсекает линию до подстанции ПС3. Допустим, что это устоявшиеся замыкания, при срабатывании АПВ2 напряжение снова будет подано в сеть, но так как в точках К2 и К3 происходит замыкание, Q2 снова отключит линию.

Поэтому все аварийные ситуации по их продолжительности можно условно поделить на:

• Кратковременные – те, которые обуславливаются относительно непродолжительным фактором (перемещением животных, падением веток и прочих элементов), которые создали протекание токов короткого замыкания на доли или несколько секунд, после чего и причина, и замыкание  самоустранились.
• Устоявшиеся – обусловленные постоянным фактором, который не может самоустраниться без вмешательства персонала (обрыв провода, разрушение изоляции и прочие). В таких ситуациях возникают устойчивые кз, которые устраняются только отключением выключателей и последующим ремонтом.

На практике автоматическое повторное включение срабатывает во всех ситуациях, но успешное включение происходит только в случае, когда причина устранилась, то есть при кратковременных повреждениях. Если же после первой повторной подачи автоматическое восстановление не произошло, в зависимости от типа, могут применяться следующие ступени повторного включения. В соответствии с местными условиями системы АПВ могут иметь различные особенности работы.

Так как 50% всех отключений удается повторно запитать от однократного АПВ, то первая ступень считается наиболее эффективной. Вторая отстраивается с временным промежутком в несколько секунд или десятков секунд, и, как показывает статистика, позволяет запитать потребителя еще в 15% случаев.

Классификация

В зависимости от количества фаз, задействованных для повторного включения все АПВ подразделяют на:

• Однофазные – предназначены для автоматического ввода только одной фазы, на которой произошло замыкание, как правило, применяются для линий 500кВ и выше;
• Трехфазные – характеризуются воздействием на привод выключателя, который сразу повторно включает все три фазы;
• Комбинированные — осуществляют автоматическое включение электрических аппаратов посредством логического выбора одной или всех трех, в зависимости от типа замыкания.

В свою очередь, трехфазные АПВ подразделяются на такие классы:

• С односторонним питанием – когда линия запитывается только от одного источника, соответственно, оперативный ток запускает цепь повторного включения только для одного высоковольтного выключателя.
• С двухсторонним питанием – когда участок сети получает электроснабжение сразу от двух источников и система АПВ вынуждена повторно включать сразу два коммутационных аппарата.

 Также двухстороннее АПВ подразделяется на:

• Несинхронное повторное включение, когда система выполняет одновременный ввод выключателей с двух сторон. При этом синхронность включения и процессов в линии не соблюдается.
• С ожиданием синхронизма – подает питание сначала с одной стороны, а затем с другой.
• С улавливанием синхронизма – подбирает время включения в соответствии с удаленностью точки замыкания для предотвращения возникновения несимметричных режимов, ударов тока и прочих эффектов.
• Быстродействующие АПВ – позволяют осуществить повторное включение в максимально короткий промежуток времени.

Помимо вышеизложенных способов классификации, АПВ могут различаться по способу включения – от механического воздействия или посредством электрического сигнала. Также существует разделение по количеству ступеней включения – одна или несколько, в зависимости от того, сколько раз АПВ пытается повторно включить питание. Принцип действия повторного включения может отстраиваться как от наличия напряжения в линии, так и от его отсутствия.

Принцип работы

Рассмотрите принцип работы автоматического повторного включения на примере такой схемы.

Рис. 2: Принципиальная схема АПВ

Как видите на рисунке 2, напряжение подается на шину управления ШУ, на схеме показан пример питания от источника постоянного тока + ШУ и – ШУ. В данном примере устройство АПВ управляется механизмами:

• контроля синхронизации;
• положения контактов выключателя;
• запрета АПВ;
• разрешения подготовки.

Релейная защита реализуется посредством реле времени РВ и промежуточного РП. Последнее имеет две обмотки: по току РП I и по напряжению РП U. В нормальном режиме к ШУ приложено напряжение, которое заряжает конденсатор С при наличии соответствующего сигнала от цепей разрешения подготовки. Но повторное включение блокируется сигналом цепи запрета АПВ, который отстраивается на основе резисторов R1 и R2, находящихся в последовательном соединении с управленческими цепями.

В случае отключения трансформатора, линии или других участков, сигнал контроля синхронизации замыкает цепь для РВ.  Которое при отсчете установленного промежутка времени выполняет замыкание собственных контактов, они, в свою очередь, шунтируют резистор R. После чего происходит разряд конденсатора на обмотку напряжения РП. При этом возбуждается и токовая катушка, которая притягивает контакты реле и замыкает цепь на включение выключателя.

Если трехфазное кз прекратилось и электроснабжение возобновится, то контроль синхронизации подает сигнал на размыкание обмотки РВ.  После чего в цепь снова вводится сопротивление R и происходит возврат реле в обесточенное состояние. После возврата устройства в режим ожидания сразу происходит заряд конденсатора С для готовности к последующему повторному включению.

Узел Н позволяет вывести повторное включение на время проведения каких-либо плановых манипуляций оперативным персоналом.

Предъявляемые требования

Для обеспечения заявленных режимов и безопасных условий работы оборудования, к устройствам автоматического повторного включения предъявляется ряд требований:

• Быстродействие – должна обеспечивать скорость перехода, определяемая типом питаемых устройств и категорией потребителя. Но, при этом, скорость не должна выполнять повторное включение до полного рассеивания электрической дуги. Так как в противном случае, даже при кратковременных повреждениях возможна повторная ионизация изолирующего промежутка.
• Устойчивость к аварийному режиму – устройства ТАПВ и резервных защит не должны снижать качество и скорость реагирования из-за перепадов электрических величин.
• Селективность АПВ – система должна отстраивать свою работу в соответствии с другими устройствами аварийной автоматики, не прерывая действия защит. Рисунок 3: Согласование АПВ с другими защитами
• В случае оперативных отключений с целью проведения плановых работ, АПВ должно выводиться из цепи, чтобы ошибочно не подать напряжение на шины подстанции и не подвергнуть угрозе персонал.
• После срабатывания повторного включения коммутационное устройство должно возвращаться во включенное положение. При неуспешном АПВ должен происходить автоматический возврат в отключенное положение.
• Для некоторых видов защит (газовой, дифференциальной и прочих, реагирующих на повреждение трансформатора) должен устанавливаться запрет на повторное включение. Также отключенное положение должно сохранятся при возникновении аварийного режима в силовых электрических машинах.
• При повторных включениях должны блокироваться неконтролируемые многократные АПВ во избежание разрушающих воздействий устойчивых токов кз на устройства. Рисунок 4: Увеличение тока при кз

Особенности эксплуатации АПВ

Следует отметить, что работа повторного включения должна контролироваться исключительно теми работниками,  на балансе которых находятся соответствующие распределительные сети. При этом допуск постороннего персонала может производиться только под надзором ответственного работника.

Помимо того, что все случаи срабатывания АПВ для обратного включения тех же шин, линий или трансформаторов фиксируют приборы учета, они должны регистрироваться оперативными работниками в соответствующем журнале. После чего специалисты, обслуживающие устройства защиты шин, линий и силового оборудования подстанции должны провести анализ работы повторного включения с составлением соответствующих документов.

Периодически, для проверки работоспособности устройств АПВ, персонал обязан вывести его из работы. После чего производится комплекс испытательных мер, как совместно с остальными защитами, так и отдельно. По результатам проверки должен выдаваться протокол об исправности или неисправности АПВ. В последнем случае применяются меры для восстановления или отладки нормальной работы повторного включения, и производится внеочередная проверка.

Если для линии предусмотрено включение резерва, то повторное включение может не использоваться. Чтобы работа АПВ не нарушала переход системы на резервное питание.

Видео по теме

АВР (автоматический ввод резерва) линий, схемы, принцип работы

Схемы автоматики содержат большое чисто замкнутых и разомкнутых контактов. При срабатывании элементов разомкнутые контакты становятся замкнутыми и наоборот. Во избежание неправильного чтения схем, необходимо принять изображение контактов для вполне определенного состояния элементов. Как правило, на схемах контакты изображаются для обесточенного состояния элемента.

Рассмотрим АВР линии на простом примере. На рис. 1.6 показан выключатель В1 с четырьмя вспомогательными контактами В1.1. В 1.2. В 1.3 и В 1.4. В отключенном положении выключателя вспомогательные контакты В 1.1 и В 1.3 нормально открыты, а два других контакта В 1.2 и В 1.4 — замкнуты.

Принципиальная схема автоматического ввода резерва линии показана на рисунке:

Линия Л1 является рабочей. Линия Л2 в нормальном режиме не работает и находится в резерве. Соответственно выключатели Bl. В2 и В включены, а выключатель В4 отключен. Для повышения надежности резервная линия питается от другого источника.

Выключатель имеет электромагнитный привод. Катушка включения УАС включена последовательно с контактами В 1.2. В цепь катушки отключения УАТ включены контакты В 1.1. Это сделано для того, чтобы разрыв цепи включения или отключения осуществлялся вспомогательными контактами выключателя, а не контактами пускового элемента, которые имеют сравнительно небольшую разрывную мощность.

Рассмотрим процесс включения выключателя В1. Для этого ключом управления должно быть подано питание в цепь катушки включения УАС. Как только выключатель включится, его вспомогательные контакты в этой иепи В1.2 разомкнутся и разорвут пепь питания.

Аналогичное замечание относится к изображению контактов реле. На схемах они изображаются для состояния, когда их обмотки обесточены.

Пуск схемы АВР (рис. 1.5, б) осуществляется с помощью реле минимального напряжения KV1 и KV2. контакты которых включены последовательно. напряжение срабатывания этих реле выбирается равным 0,3 — 0,4UNOM. Использование двух реле напряжения, включенных на разные фазы, исключает возможность ложного пуска схемы из-за перегорания одного предохраннтетя в цепи трансформатора напряжения. Одновременное перегорание двух предохранителей маловероятно.

При снижении напряжения на сборных шинах подстанции ниже 0,3 — 0,4U реле срабатывают и запускают схему. Выдержка времени осуществляется с помощью рете времени К Т. Если на рабочей линии установлено АПВ, то уставка реле времени должна быть больше времени, необходимого для отключения рабочей линии с последующим ее включением действием АПВ.

Реле времени подает сигнал на отключение выключателя В2. Через вспомогательные контакты этого выключателя В2.3 снимается напряжение с реле KLT. имеющего выдержку при отпускании якоря. Вспомогательные контакты В2.4 подают сигнал на включение выключателя В4. В случае успешного цикла АВР резервная линия Л2 остается в работе. Если запуск схемы АВР произошел при устойчивом коротком замыкании на шинах подстанции, то действием релейной зашиты линия Л2 отключается. Повторного включения линии не произойдет, поскольку к этому времени якорь реле KLT отпускается и его контакты в цепи электромагнита УАС4 размыкаются.

Даже однократное включение резервной линии на устойчивое к.з. на сборных шинах достаточно опасно. Для того чтобы сократить время включения на устойчивое к.з.. применяется ускорение действия ретейной защиты. Если на линии установлена максимальная токовая защита, то селективность ее действия создается за счет выдержки времени, которая выбирается больше выдержки времени защиты на отходящих к потребителям линиях.

На время действия схемы АВР выдержку времени защиты резервной линии сокращают практически до нуля. При включении на устойчивое к.з. на сборных шинах резервная линия мгновенно будет отключена. Более подробно ускорение релейной зашиты для согласования ее действия с устройствами автоматики рассмотрено в параграфе 2.7.

Проверка напряжения на резервной линии осуществляется с помощью реле KV3- При нормальном напряжении на резервной линии контакты реле замкнуты. Если напряжение на резервной линии отсутствует, то контакты размыкаются, и питание с реле времени снимается. В этом случае схема АВР блокируется.

На многих подстанциях распределительных сетей отсутствуют аккумуляторные батареи. На таких подстанциях релейная зашита и автоматика выполняются на переменном оперативном токе, источником которого является трансформатор напряжения. Из-за ограниченной мощности источника оперативного тока не могут быть использованы выключатели с соленоидным приводом. На легких выключателях широкое распространение получили грузовые или пружинные приводы. В грузовых приводах для включения выключателя используется энергия падающего груза, в пружинном — энергия предварительно натянутой пружины. Подъем груза или натяжение пружины может осуществляться вручную или с помощью электродвигателя мощностью 50-100 Вт. Для питания такого двигателя мощности трансформатора напряжения вполне достаточно. В своей основе схема АВР с действием на выключатель с грузовым или пружинным приводом аналогична схеме АВР на постоянном оперативном токе.