Автоматический ввод резерва — Википедия

Оборудование управления электродвигателями пожаротушения (основным и резервным)

Автоматическое включение резерва — включение автоматическим устройством резервного оборудования взамен отключившегося основного. Широко применяется в энергетике, служит для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей.^[1][2]

В энергетике: автомат включения резерва (АВР) — автоматическое устройство, осуществляющее автоматический ввод резервных источников питания или включение выключателя, на котором осуществляется деление сети.^[3]:78

Потребители: коммутационный аппарат переключения (переключатель питания) (англ. Transfer switch) — аппарат для переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника к другому.^{[4]:п. 2.1.1}

Отдельные установки: автоматическое включение электродвигателей резервных механизмов — включение резервного оборудования при выявлении нарушения технологического режима с помощью реле, реагирующих на неэлектрические величины.

[3]^:109

На 2018 год в России отсутствует единая терминология для сетей электроснабжения и электроэнергетики в области надежности электроснабжения.^[5]

Схема секционированной системы сборных шин. Секции имеют связь посредством секционного выключателя QS

Автоматическое восстановление питания должно обеспечиваться для:

• электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания;
• особая группа электроприемников первой категории — обеспечиваются электроэнергией от трех независимых взаимно резервирующих источников питания.^[6]

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

• Токи короткого замыкания при параллельной работе источников питания гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей.
• В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
• Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании.
• Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определённого режима работы системы.
• В некоторых случаях не получается реализовать схему из-за того, что нет возможности осуществить параллельную работу источников питания из-за ранее установленной релейной защиты и оборудования.

В связи с этим возникает необходимость в раздельном электроснабжении и быстром восстановлении электропитания потребителей. Решение этой задачи и выполняет АВР. АВР может подключить отдельный источник электроэнергии (генератор, аккумуляторную батарею) или включить выключатель, разделяющий сеть, при этом перерыв питания может составлять всего 0.3 — 0.8 секунд.

При проектировании схемы АВР, допускающей включение секционного выключателя, важно учитывать пропускную способность питающего трансформатора и мощность источника энергии, питающих параллельную систему. В противном случае может получиться так, что переключение на питание от параллельной системы выведет из строя и её, так как источник питания не сможет справиться с суммарной нагрузкой обеих систем. В случае если невозможно подобрать такой источник питания, обычно предусматривают такую логику защиты, которая отключит наименее важных потребителей тока обеих систем.

АВР разделяют на:

• АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию.
• АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной.
• АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени он включается, а секционный выключатель отключается. Если кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, то сначала отключается секционный выключатель, а затем включается вводной. Схема вернулась в исходное состояние.
• АВР без восстановления.

АВР должен срабатывать однократно. Это требование обусловлено недопустимостью многократного включения резервных источников в систему с неустранённым коротким замыканием.

АВР должен срабатывать всегда, в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей, независимо от причины. В случае работы схемы дуговой защиты АВР может быть блокирован, чтобы уменьшить повреждения от короткого замыкания. В некоторых случаях требуется задержка переключения АВР. К примеру, при запуске мощных двигателей на стороне потребителя, схема АВР должна игнорировать просадку напряжения.

Принцип действия[править | править код]

Реализацию схем АВР осуществляют с помощью средств РЗиА: реле различного назначения, цифровых блоков защит (контроллер АВР), переключателей — изделий, включающих в себя механическую коммутационную часть, микропроцессорный блок управления, а также панель индикации и управления.

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

• На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так как понижение напряжения может быть связано с коротким замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь нецелесообразно и недопустимо.
• Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной выключатель был отключён 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 даёт сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной части электрической сети и на включение межлинейного (или секционного) выключателя. Причём, межлинейный выключатель включается только после того, как вводной выключатель отключился. АВР подразделяется также на системы с восстановлением и без восстановления: при работе с восстановлением при возникновении напряжения на вводе с установленной выдержкой схема восстанавливает исходную конфигурацию. Обычно данный режим выбирается установкой накладок вторичных цепей в соответствующее положение. При восстановлении АВР допускается кратковременная работа питающих трансформаторов «в параллель» для бесперебойности электроснабжения.

В низковольтных сетях одновременно в качестве измерительного и пускового органа могут служить магнитные пускатели или модуль АВР-3/3. Либо предназначенный для управления схемами АВР микропроцессорный контроллер АВР.

Коммутационный аппарат переключения (переключатель питания)[править | править код]

Автоматический[править | править код]

Автоматический переключатель питания дата-центра

Коммутационная аппаратура автоматического переключения — аппаратура автономного действия, состоящая из коммутационного аппарата (аппаратов) переключения и других устройств, необходимых для контроля цепей питания и переключения одной или нескольких цепей нагрузки от одного источника питания к другому.^{[4]:п. 2.1.2}

Автоматические переключатели питания делятся на оборудование:

• постоянного тока;
• переменного тока

При автоматическом переключении обеспечивается гарантированное электропитание, когда допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. Бесперебойное электропитание с «мгновенным» вводом в действие резервного источника обеспечивает источник бесперебойного электропитания.^[8]

Возможно использование автоматической коммутационной аппаратуры не только во время длительных отключений рабочего источника питания, но и при кратковременных провалах напряжения. Если допустимое время перерыва питания меньше 0,2 с возможно только использование источников бесперебойного питания, защита автоматическими выключателями цепи с коротким замыканием для уменьшения времени перерыва питания в таком случае невозможна или неэффективна. Если допустимое время более 0,2 с возможно использование защит электросети или использование источников бесперебойного питания. При допустимом времени 5…20 с возможно отказаться от источников бесперебойного питания и использовать автоматическую коммутационную аппаратуру.

[9]^{:с. 61}

• «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5-283-010031-7 (ошибоч.)
• «Автоматическое включение резерва» М. Т. Левченко, М. Н. Хомяков «Энергия» 1971

1. ↑ Автоматическое включение резерва//Бензарь В.К. Словарь-справочник по электротехнике, промышленной электронике и автоматике —Мн.: Выш. шк., 1985
2. ↑ Автоматическое включение резерва//Энциклопедия современной техники. Автоматизация производства и промышленная электроника. Том 1 (А – И) —М.: Советская энциклопедия, 1962
3. ↑ ^{1 2} M. A. БЕРКОВИЧ, A. H. КОМАРОВ, В. A. СЕМЕНОВ Основы автоматики энергосистем. —М.: Энергоиздат, 1981. —432 с.
4. ↑ ^{1 2} ГОСТ 30011.6.1-2012 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 6. Аппаратура многофункциональная. Раздел 1. Аппаратура коммутационная автоматического переключения
5. ↑ Кадыков Ю. Системы электроснабжения ЦОДов с использованием дизельных динамических ИБП//НОВОСТИ ЭлектроТехники N 4(112), 2018
6. ↑ Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 1.2 Электроснабжение и электрические сети (Издание седьмое) п.1.2.19
7. ↑ ГОСТ IEC 62310-1-2018 Статические системы переключения (STS). Часть 1. Общие требования и требования безопасности
8. ↑ Бушуев В.М. Электропитание устройств связи —М.: Радио и связь, 1986. С. 122
9. ↑ Гуревич Ю.Е., Кабиков К.В. Особенности электроснабжения, ориентированного на бесперебойную работу промышленного потребителя —М.: Элекс-КМ, 2005.

Автоматический ввод резерва. Типы и характеристики

Автоматический ввод резерва — 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.

В наше время перебои с электроснабжением не редкость. И хотя в нашей стране достаточно электроэнергии, но проблема бесперебойного электроснабжения остается. Решить ее поможет установка дополнительных источников электроэнергии, таких как генератор, аккумулятор, а так же иные альтернативные источники электропитания.

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, опасность для безопасности государства, нарушение сложных технологических процессов и пр.

II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта.

III категория — все остальные потребители электроэнергии.

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

• Токи короткого замыкания при такой схеме гораздо выше, чем при раздельном питании потребителей
• В питающих трансформаторах выше потери электроэнергии
• Релейная защита сложнее, чем при раздельном питании
• Необходимость учета перетоков мощности вызывает трудности, связанные с выработкой определенного режима работы системы
• В некоторых случаях не получается реализовать схему из-за того, что нет возможности осуществить параллельную работу источников питания из-за ранее установленной релейной защиты и оборудования

В связи с этим возникает необходимость в раздельном электроснабжении и быстром восстановлении электропитания потребителей. Решение этой задачи и выполняет Автоматический ввод резерва.

Автоматический ввод резерва может подключить отдельный источник электроэнергии (генератор, аккумуляторная батарею) или включить выключатель, разделяющий сеть, при этом перерыв питания может составлять всего 0.3 — 0.8 секунд.

При проектировании систем гарантированного электроснабжения, предназначенных для обеспечения работы электроприемников I категории и особой группы первой категории надежности, возникает задача выбора типа устройства автоматического ввода резерва (АВР).

   Автоматический ввод резерва

Автоматический ввод резерва (АВР) — метод защиты, предназначенный для бесперебойной работы сети электроснабжения. Реализован с помощью автоматического подключения к сети других источников электропитания в случае аварии основного источника электроснабжения.

Основные требования, предъявляемые к устройствам при построении системы гарантированного электроснабжения

1. Как известно (см. ПУЭ), электроприемники первой категории надежности должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, а для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника.
2. В обоих случаях в качестве одного из резервирующих источников питания может использоваться автоматизированная дизель-электрическая электростанция, что требуется учитывать при выборе конкретной схемы АВР.
3. При использовании АВР должны быть приняты меры, исключающие возможность замыкания между собой двух независимых источников питания друг на друга, причем в дополнение к требованиям ПУЭ службы энергонадзора, как правило, требуют наличия не только электрической, но и механической блокировки коммутирующих элементов.
4. Максимальное время переключения резерва зависит от характеристик потребителей электроэнергии, но при наличии в системе источников бесперебойного питания (ИБП) не имеет определяющего значения. Для исключения ложных срабатываний при переключениях АВР на стороне высокого напряжения должна быть предусмотрена возможность регулировки задержки переключения при неисправностях одной из сетей.
5. Важное значение имеет наличие регулировки порогов срабатывания АВР в диапазоне контролируемого напряжения для каждого ввода. Так, например, в случае подключения к выходу АВР ИБП согласование между собой диапазонов входных напряжений обоих устройств позволяет обеспечить своевременное переключение на резервную сеть при отклонении напряжений основной питающей сети за заданные значения и тем самым исключить длительную работу ИБП на батареях при исправной резервной сети.
6. Желательно наличие индикации состояния и возможности ручного управления АВР.

Преимущества и недостатки различных типов АВР с позиций перечисленных требований

Тиристорные (электронные) АВР

Статический переключатель нагрузки — (англ.: LTM — Load Transfer module (модуль переключения нагрузки)). В этом типе АВР в качестве силового коммутирующего элемента используются мощные тиристоры, обеспечивающие практически нулевое время переключения между двумя независимыми вводами.

Преимущества:

Основное и очень значимое преимущество: практически нулевое время переключения между вводами (возможно применения для переключения между ИБП (источник бесперебойного питания) разной мощности, разных производителей). Переключение между вводами никак не сказывается на электроснабжении ответственных потребителей электроэнергии (серверы, компьютерное оборудование, устройства автоматики, телекоммуникационное оборудование и т.д.). При использовании LTM в схемах электроснабжения критически важных объектов или ответственных потребителей можно существенно сэкономить на применении ИБП, ДГА и других устройств независимого электроснабжения.

Недостатки:

Основной недостаток это очень высокая стоимость по сравнению с механическими АВР (на контакторах и рубильниках).

Электромеханические АВР на контакторах

АВР на контакторах получили наиболее широкое применение, в основном, благодаря низкой стоимости комплектующих. В основе щита АВР на контакторах обычно применяются два контактора с взаимной электрической или электромеханической блокировкой и реле контроля фаз.

В самых дешевых вариантах АВР на контакторах используется обычное реле, контролирующее наличие напряжения только на одной фазе, без контроля качества электроэнергии (частота, напряжение). При пропадании напряжения на одной фазе, АВР на контакторах переключает нагрузку на другой (резервный) ввод электроэнергии.

При использовании качественных полнофункциональных реле контроля фаз (контроль 3-х фаз: напряжение, частота, временные задержки на перевод нагрузки, возможность программирования диапазонов и задержек) и применении механической блокировки (предотвращает одновременную подачу электропитания с двух вводов) АВР на контакторах становится довольно качественным и законченным изделием.

Преимущества:

Дешевая стоимость, выполняет защитные функции (высокий ток, короткое замыкание).

Недостатки:

Отсутствие возможности ручного переключения при неисправности АВР, низкая ремонтопригодность (при отказе одного из элементов АВР, требуется демонтаж и ремонт всего изделия), длительное время переключения (от 16 до 120 мс). Небольшое количество циклов срабатывания. Вероятность залипания контактов контактора.

Электромеханические АВР на автоматических выключателях с электроприводом

Такие АВР несколько уступают предыдущим по быстродействию и также позволяют осуществить механическую и электрическую блокировки при двухвходовой схеме.

Недостатки:

Более сложная схема и более высокую стоимость этих устройств.

Электромеханические АВР на управляемых переключателях с электроприводом

В основе лежит рубильник (переключатель с нулевым средним положением, приводимый в действие моторным приводом. Привод управляется контроллером, который является частью автоматического рубильника или может устанавливаться отдельно).

Преимущества:

Высокая ремонтопригодность: автоматический рубильник состоит из трех основных элементов: рубильник (переключатель), моторный привод, контроллер. Выход из строя рубильника практически невозможен. При выходе из строя моторного привода или контроллера (реле контроля фаз), возможна их замена без демонтажа щита АВР и без демонтажа самого рубильника. При снятом моторном приводе и контроллере возможно переключение нагрузки в ручном режиме. Легкая сборка щита АВР. Для сборки щита требуется установить рубильник на монтажную плату, никакие дополнительные силовые или контрольные соединения не используются. Высокая надежность: за счет применения малого количества элементов и за счет использования в качестве силового коммутирующего устройства рубильника.

Недостатки:

Относительно высокая стоимость (на токи до 125 А). Отсутствие защитных функций

Автоматический ввод резерва и дополнительные функции

У всех рассмотренных типов АВР при необходимости могут быть реализованы функции контроля верхнего и нижнего уровня напряжений, введены элементы регулировки задержек и схемы управления работой ДЭС.

На основании выше сказанного, можно сделать следующие выводы:

Для системы гарантированного электроснабжения, имеющей два независимых ввода электроснабжения:

• Целесообразно использовать автоматический ввод резерва электромеханического типа, которые могут быть выполнены на контакторах, управляемых автоматических выключателях или управляемых переключателях с электроприводом
• Схема АВР должна предусматривать регулировки задержек переключения, порогов срабатывания во всем диапазоне входных напряжений
• Желательно наличие механической блокировки, исключающей возможность замыкания двух входов друг на друга
• При использовании в качестве резервного источника дизель-электрической станции схема АВР должна содержать необходимые элементы для управления ее работой (автоматический пуск и останов ДЭС, возможность регулировки различных временных параметров, в том числе задержки обратного переключения на сеть, времени работы ДЭС на холостом ходу для охлаждения и т.п.)

Для системы гарантированного электроснабжения, имеющей три независимых ввода электроснабжения:

• Трехвходовая схема может быть реализована путем последовательного соединения двух двухвходовых АВР, при этом каждый из этих аппаратов должен быть выполнен с учетом требований, указанных выше
• Автоматический ввод резерва на контакторах и управляемых автоматических выключателях может быть реализован как трехвходовый (что уменьшит суммарную стоимость оборудования на 20-30% за счет меньшего числа коммутирующих элементов), однако при этом невозможно обеспечить полноценную механическую блокировку между тремя входами

Практические рекомендации, которые подтверждены в различных проектах

Система гарантированного электроснабжения мощностью до 100 кВА, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов.

В этом случае могут быть предложены автоматические коммутаторы серии АК фирмы «ППФ БИП-сервис», представляющие собой АВР контакторного типа. Эти аппараты имеют:

• механическую и электронную блокировку контакторов
• автоматические выключатели на каждом входе, обеспечивающие защиту сетей от перегрузок и коротких замыканий нагрузки
• регулировку диапазона контролируемых напряжений
• контроль правильности чередования фаз; возможность установки приоритета любого из входов
• индикацию режима работы и состояния входов
• регулировку задержки времени переключения

Такой перечень функциональных возможностей позволяет успешно применять коммутаторы серии АК в системах, содержащих ИБП.

Система гарантированного электроснабжения мощностью более 100 кВА, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов.

Для таких систем более целесообразно использовать автоматические коммутаторы серии АКП, которые представляют собой АВР на управляемых переключателях с электроприводом.

Эти аппараты имеют все перечисленные выше особенности, но кроме того, позволяют управлять переключением входов вручную при любом напряжении или его отсутствии. Переключатели оснащены механическими замками, позволяющими заблокировать их в любом из возможных состояний, что может быть в некоторых случаях важно для потребителя.

Система гарантированного электроснабжения, работающая от одного сетевого ввода и имеющая в качестве резервного питания ДЭС.

Для такой конфигурации может быть применена панель переключения нагрузки типа TI. Также представляющая собой АВР контакторного типа, но имеющая в своем составе все необходимые элементы для управления автоматизированной ДЭС. Изделия этого типа, как правило, рекомендуются фирмами — изготовителями дизель-генераторов, в частности, фирмой F.G.Wilson.

Система гарантированного электроснабжения, имеющая в своем составе ИБП и работающая от двух сетевых входов и резервной ДЭС.

Здесь могут быть предложены следующие варианты построения АВР:

1. каскадное соединение АВР серии АК или АКП и панели переключения TI
2. трехвходовой коммутатор серии АК с функцией управления ДЭС
3. трехвходовой коммутатор серии АКП с функцией управления ДЭС

   Система гарантированного электроснабжения

Схемы трехвходовых АВР могут быть экономически более привлекательны. В то же время следует повторно отметить то обстоятельство, что для трехвходовой контакторной схемы невозможна полноценная механическая блокировка всех входов между собой, что определяется конструктивными особенностями контакторов.

В связи с этим в трехвходовых контакторных АВР целесообразно установить электрическую и механическую блокировку между ДГ и каждым из сетевых вводов. А между сетевыми вводами предусмотреть только электрическую блокировку. Именно по такому принципу выполнены трехвходовые коммутаторы серии АК.

Схема трехвходового коммутатора серии АКП, как отмечалось ранее, исключает возможность замыкания входов между собой за счет конструкции переключателей и одновременно дешевле, чем два отдельных каскадно соединенных АВР.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Автоматический ввод резерва (АВР): назначение, виды, схема

Даже современная система электроснабжения не всегда отличается абсолютной надёжностью. В случаях возникновения аварийных ситуаций без энергии могут остаться потребители, у которых длительный перерыв в электроснабжении может привести к большим материальным потерям, и даже к угрозе жизни людей. Поэтому как в быту, так и на производстве имеет смысл организовать питание от двух источников электроэнергии, с переводом питания от одного. Такая система называется автоматический ввод резерва, сокращённо АВР. Её работа заключается в полностью автоматическом подключении цепей электрооборудования потребителей от резервного источника питания в случае отключения основного. В этой статье мы подробно рассмотрим назначение и принцип работы АВР различных видов.

Назначение АВР

Назначение данной системы в электрике схоже с организацией бесперебойного питания. Главная задача автоматического ввода резервного питания — это быстрое восстановление электроснабжения без участия в этом процессе человека. На больших подстанциях всегда имеется два ввода на две, разделённые секционным выключателем, секции распределительного устройства, работающие автономно друг от друга. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) автоматическое подключение резервного питания и снабжение на 2 ввода является обязательной мерой обеспечения электричеством потребителей первой категории.

Простой пример необходимости данной системы можно привести относительно освещения какого-то важного охраняемого участка. То есть при отключении основного ввода система сама включит питание от резервного источника, при этом данный важный участок останется осветлен. Максимум что может возникнуть — это непродолжительное прекращение питания, которое визуально даже отследить тяжело. Это зависит от скорости срабатывания АВР, время включения резерва должно составлять порядка 0,3–0,8 секунд.

Как работает автоматический ввод резервного питания

Принцип действия АВР основан на контроле напряжения в цепи. Это может осуществляться с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты. Однако принцип работы всё рано остаётся неизменным. Рассмотрим его на самом простом примере.

Это однолинейная схема, на которой видно, что контроль наличия напряжения осуществляется контактором КМ. Оба автомата QS1 и QS2 должны быть включены, при этом катушка КМ получит питание и будет втянута, а соответственно её замыкающий контакт в цепи основного ввода тоже замкнут и размыкающий контакт в цепи резервного ввода разомкнут. Тем самым электроснабжение потребителя осуществляется от основной сети и светятся соответствующие лампы. В случае неисправности питания по линии L12 и снижения напряжения до величины, когда контактор КМ отключится, произойдёт размыкание замыкающего контакта в основной линии и одновременно с этим контакт в цепи резервного питания линии L22 перейдёт в замкнутое состояние, тем самым подав напряжение к потребителю от резервного источника. Обратная ситуация произойдёт при возобновлении основного электроснабжения по линии L12.

На видео ниже наглядно рассмотрен принцип работы АВР в сетях 6 кВ:

Требования к системе

Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:

• Быстродействие.
• Надёжность включения.
• Подача напряжения только если на участке нет короткого замыкания, то есть обязательно должна быть блокировка при КЗ.
• Однократность срабатывания.
• Возможность настройки порога включения резервного электроснабжения, чтобы она не срабатывала, например, при просадках напряжения во время запуска мощных электродвигателей.
• Срабатывание только при условии, если на резервном вводе есть электроэнергия.

Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.

Классификация АВР и варианты реализации

Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.

В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:

1. Односторонние. Одна секция или же ввод является рабочим (основным), а второй резервный. В случае исчезновения рабочего напряжения включается резерв.
2. Двухсторонние. Когда существуют две раздельно питающиеся секции и соответственно две линии являются рабочими, и при отключении одной любой из них, другая является резервной.

Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:

Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.

На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.

Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.

Применение логического контроллера

Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.

Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.

Организация АВР в высоковольтных цепях

Для того чтобы выполнить организацию автоматического резервирования в цепях с напряжением больше 1000 Вольт, в качестве элемента, измеряющего и контролирующего сетевую энергию, служит специальный трансформатор напряжения, на вторичной обмотке которого в нормальном режиме работы 100 Вольт. Для связи его с системой АВР используется реле минимального напряжения или же реле контроля фаз. Оно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но и на исчезновение хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии ВЛ. Здесь уже обязательно выполнение всех требований, касающихся правильному вводу АВР, а иногда даже при системе с восстановлением устанавливается выдержка времени на возврат в исходную первоначальную конфигурацию.

Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализуется на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, которые выполняют несколько функций, в том числе и АВР.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Теперь вы знаете, что такое автоматический ввод резерва, какие бывают схемы АВР и какой принцип работы у данной системы электроснабжения. Надеемся, предоставленная информация и видео уроки были для вас полезными!

Наверняка вы не знаете:

устройство и принцип действия системы ввода резерва, применение автоматического переключения питания

АВР — автоматическое включение резервного питания, предназначенное для восстановления электроснабжения потребителей. Происходит это за счет подключения запасного источника питания при отключении основного электрооборудования. Таким образом, если происходит перерыв в этом процессе, то АВР обеспечивает цепь электропитанием. Для моментального ввода существует источник бесперебойного электроснабжения.

Назначение оборудования

Расшифровка системы АВР — автоматический ввод резерв — наилучшим образом объясняет назначение оборудования. Иногда его называют устройством автоматического включения резерва. Это определение относится к переключению основного электрооборудования на запасной генератор, что происходит при аварийном отключении главной сети.

По своему назначению ввод резерва схож с обеспечением бесперебойного электроснабжения. Вся работа системы осуществляется полностью в автоматическом режиме без участия человека. В крупных подстанциях всегда существует два ввода на две автономные секции распределительного устройства.

Согласно требованию правил устройства электроустановок, в этом случае обязательно присутствие АВР для снабжения резервным питанием на 2 ввода. Например, при нарушении работы основного электроснабжения дополнительное оборудование включится автоматически. Визуально такой момент очень трудно заметить, так как высока скорость переключения.

Устройство и принцип работы

Независимо от устройства автоматического включения резерва, принципиальной его задачей считается наблюдение за параметрами электрической сети. Для этого могут использоваться реле контроля напряжения или блоки, оборудованные микропроцессорами. Существуют два основных вида устройства:

1. Одностороннее (ОАВР) — один ввод работает в качестве основного и применяется, пока в электрической магистрали не возникнут проблемы. Другой выполняет роль запасного и включается в аварийных ситуациях.
2. Двухстороннее (ДАВР) — оба ввода выполняют основную работу и используются, как резерв.

Сама конструкция представляет собой шкаф или щит АВР с контакторами или автоматами. Часто на практике используются конструкции с восстановлением, то есть как только в основной сети возвращается подача электроэнергии, то резервное питание отключается.

В случае падения напряжения на контролируемом участке цепи, реле подает сигнал на схему АВР. Отсутствие в сети одного напряжения недостаточно, чтобы сработало устройство переключения. Для этого необходимо присутствие еще ряда условий:

1. На проверяемом участке не должно быть короткого замыкания, так как включение резервного питания будет невозможно и недопустимо.
2. Выключатель ввода обязательно должен быть включен, чтобы при отсутствии напряжения не произошло случайного запуска АВР.
3. На участке, от которого будет происходить питание резерва, обязательно наличие напряжения.

Когда все условия будут соблюдены, включатель резерва подает сигнал на отключение вводного выключателя обесточенной сети и на включение АВР. Алгоритм действий происходит строго в этом порядке, то есть без отключения ввода резервное питание никогда не включится.

Комплектация шкафа и щита

Комплектация и правила эксплуатации шкафов ввода резервного питания типа АВР-РН, АВРПА, АВРР практически ничем не отличается друг от друга. Устройство представляет собой сварное изделие прямоугольной формы с двумя дверями.

Внутри вмонтированы две панели, на которых установлены силовые и управляющие устройства. При эксплуатации в сетях с током до 100 А применяются шкафы, изготовленные на базе пускателей ПМ 12 с серебряными контактами.

При силе тока свыше 100 А монтируются вакуумные контакторы. Все соединения входных и выходных цепей осуществляются инструментом, обеспечивающим стойкий контакт. В шкаф устанавливаются зажимы, рассчитанные на подсоединение многожильных медных и бронированных с наконечниками проводов.

Устанавливаемые пускатели должны быть рассчитаны на 300 тыс. срабатываний, а время отключения автоматов при коротком замыкания не превышает 0,05 сек. На всех приборах должны быть соответствующие обозначения, а дополнительно под ними устанавливаются бирки с пояснением.

Шкафы обычно имеют два кабельных ввода: для питающего и резервного провода, которые подключаются к штыревым колодкам. В силовую часть входят:

• силовая колодка ввода;
• выводные колодки, соединенные с соответствующими автоматами;
• два контактора ввода;
• два трансформатора напряжения.

Питание световых индикаторов осуществляется напряжением 36 В. Установленные реле времени АВР обеспечивают трансформаторы бесперебойным снабжением электроэнергией. В систему управления оборудованием входят автоматические выключатели, сигнальные лампы и реле контроля фаз. Собранный шкаф может эксплуатироваться в условиях, исключающих атмосферные осадки и при температуре от — 45 °C до + 45 °C.

Применение резервного питания

Длительное отсутствие электроэнергии доставляет много неудобств для человека, кроме того, может привести к угрозе жизни и безопасности людей. Обеспечить бесперебойное электроснабжение можно от двух независимых источников питания, что применяется для потребителей первой категории. Особая группа первой категории снабжается электроэнергией от трех взаимно резервирующих источников питания. Такие схемы имеют ряд недостатков:

1. Значение токов короткого замыкания гораздо выше, чем при раздельном электроснабжении потребителей.
2. Происходят большие потери электроэнергии в питающих трансформаторах.
3. Сложная защитная схема.
4. Очень трудно вести учет перетоков мощности.
5. Иногда тяжело осуществить параллельную работу источников питания из-за наличия ранее установленной релейной защиты.

Поэтому существует необходимость в раздельных источниках питания с наличием быстрого восстановления электроэнергии. Именно эту задачу выполняет АВР, который подключает отдельную сеть или другой источник питания (генератор, аккумуляторную батарею). Щиты резервного включения широко применяются на предприятиях транспорта, связи, при строительстве жилищных комплексов и в других областях промышленности.

Обычно на входе в здание устанавливается шкаф ВРУ с АВР, то есть электрики комплектуют вводно-распределительное устройство блоком резервного питания. Можно такое оборудование устанавливать и отдельными блоками, которые собраны в заводских условиях.

Организация АВР в загородном доме

Для организации АВР загородного дома или беспрерывной работы насосов в качестве запасного источника питания можно использовать генератор. Он позволит на длительный период обеспечить электроэнергией потребителей, пока не восстановят основное электроснабжение.

В зависимости от типа генератора, такое устройство используется как в однофазных, так и трехфазных сетях. Чтобы срабатывание АВР происходило в автоматическом режиме, генератор должен быть снабжен стартером.

При монтаже системы необходимо подключить специальный блок автоматики, который производит запуск генератора во время отключения электроэнергии и его остановку при восстановлении электроснабжения. Блок совместим с любым видом двигателей и имеет три положения: «Запуск», «Включен», «Стоп».

Устройство снабжено подробным описанием, которое позволяет собрать АВР полностью своими руками. Правда, в зимний период двигатель внутреннего сгорания предварительно следует прогреть. Блок автоматики в своей программе подразумевает и такую функцию.

Для обустройства АВР загородного дома можно воспользоваться автомобильным аккумулятором. Помимо него, следует приобрести инвертор для преобразования 12 В постоянного напряжения в 220 В переменного.

Следует учитывать, что мощности такого устройства хватит только для освещения. Для увеличения емкости можно подключить параллельно несколько батарей. Запуск системы осуществляется с помощью специального переключателя, который устанавливается в основную сеть.

49. Автоматическое включение резерва (авр). Назначение, виды, требования к авр. Схемы, принцип действия

Назначение АВР

Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей.

Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания и более, работает 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 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 решением, 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.

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, 10.9, а, б). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис.10.9, в, г).

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется автоматическое включение резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 сек. Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рисунке.

1. Питание подстанции А (рис. 10.9, а) осуществляется по рабочей линии Л1 от подстанции Б. Вторая линия Л2, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель ВЗ нормально отключен). При отключении линии Л1 автоматически от АВР включается выключатель ВЗ линии Л2, и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А.

Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия Л1 всегда должна быть рабочей, а линия Л2 – 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. 10.11, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от АВР включаются выключатель В5 и один из выключателей В6 (при отключении Т1) или В7 (при отключении Т2) резервного трансформатора ТЗ.

3. Трансформаторы Т1 и Т2 являются рабочими, но параллельно работать не могут и поэтому со стороны низшего напряжения включены на разные системы шин (рис. 10.11, в). Шиносоединительный выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от АВР включается выключатель В5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Каждый трансформатор в рассматриваемом случае должен иметь мощность, достаточную для питания всей нагрузки подстанции. В случае, если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственной нагрузки.

4. Подстанции В и Г (рис. 10.11, г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия ЛЗ находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель В5 нормально отключен. При аварийном отключении линии Л2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель В5, таким образом питание подстанции Г переводится на подстанцию В по линии ЛЗ. При отключении линии Л1 подстанция В и вместе с ней линия ЛЗ остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения ТН также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя В5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Принципы осуществления АВР при разных схемах питания потребителей

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

Основные требования к схемам АВР

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей 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 питания иногда допускается также при КЗ на шинах потребителя. Однако очень часто схема АВР блокируется, например, при работе дуговой защиты в комплектных распредустройствах. При отключении от максимальной защиты трансформаторов питающих шины НН, работе АВР, предпочтительна работа АПВ. Поэтому на стороне НН (СН) понижающих трансформаторов подстанций принимается комбинация АПВ-АВР. При отключении трансформатора его защитой от внутренних повреждений, работает АВР, а при отключении ввода его защитой – АПВ. Такое распределение предотвращает посадку напряжения, а иногда и повреждение секции, от которой осуществляется резервирование.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться возможно быстрее, сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным для того, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника для того, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также возможное 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 питания при его включении на неустранившееся КЗ должно предусматриваться ускорение действия защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Быстрое отключение КЗ при этом необходимо, чтобы предотвратить нарушение нормальной работы потребителей, подключенных к резервному источнику питания. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое количество электродвигателей, ускорение осуществляется до 0.3-0,5 сек. 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°.

Принципы действия АВР

Рассмотрим принцип действия АВР на примере двухтрансформаторной подстанции, приведенной на рис. 10.12. Питание потребителей нормально осуществляется от рабочего трансформатора Т1, Резервный трансформатор Т2 отключен и находится в автоматическом резерве.

При отключении по любой причине выключателя В1 трансформатора Т1 его вспомогательный контакт БК1-2 разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП1. В результате якорь реле РП1, подтянутый при включенном положении выключателя, при снятии напряжения отпадает с некоторой выдержкой времени и размыкает контакты.

Второй вспомогательный контакт БК1.3 выключателя В1 замкнувшись, подает плюс через еще замкнутый контакт РП1.1 на обмотку промежуточного реле РП2, которое своими контактами производит включение выключателей ВЗ и В4 резервного трансформатора, воздействуя на контакторы включения КВЗ и КВ4. По истечении установленной выдержки времени реле РП1 размыкает контакты и разрывает цепь обмотки промежуточного реле РП2. Если резервный трансформатор будет включен действием АВР на неустранившееся КЗ, и отключится релейной защитой, то его повторного включения не произойдет. Таким образом, реле РП1 обеспечивает однократность действия АВР и поэтому называется реле однократности включения. Реле РП1 вновь замкнет свои контакты и подготовит схему АВР к новому действию лишь после того, как будет восстановлена нормальная схема питания подстанции и включен выключатель В1. Выдержка времени на размыкание контакта реле РП1 должна быть больше времени включения выключателей ВЗ и В4, для того чтобы они успели надежно включиться.

С целью обеспечения действия АВР при отключении выключателя В2 от его вспомогательного контакта БК2.2 подается импульс на катушку отключения К01 выключателя В1. После отключения выключателя В1 АВР запускается и действует, как рассмотрено выше. Кроме рассмотренных случаев отключения рабочего трансформатора потребители также потеряют питание, если по какой-либо причине остаются без напряжения шины высшего напряжения подстанции Б. Схема АВР при этом не подействует, так как оба выключателя рабочего трансформатора остались включенными.

Для того чтобы обеспечить действие АВР и в этом случае, предусмотрен специальный пусковой орган минимального напряжения, включающий в себя реле PHI, РН2, РВ1 и РПЗ. При исчезновении напряжения на шинах 5, а, следовательно, и на шинах В подстанции реле минимального напряжения, подключенные к трансформатору напряжения ТН1, замкнут свои контакты и подадут плюс оперативного тока на обмотку реле времени РВ1 через контакт реле РНЗ. Реле РВ1 при этом запустится и по истечении установленной выдержки времени подаст плюс на обмотку выходного промежуточного реле РПЗ, которое производит отключение выключателей В1 и В2 рабочего трансформатора. После отключения выключателя В1, АВР действует, как рассмотрено выше.

Реле напряжения РНЗ предусмотрено для того, чтобы предотвратить отключение трансформатора Т1 от пускового органа минимального напряжения в случае отсутствия на шинах высшего напряжения А резервного трансформатора Т2, когда действие АВР будет заведомо бесполезным. Реле напряжения РНЗ, подключенное к трансформатору напряжения ТН2 шин А, при отсутствии напряжения размыкает свой контакт и разрывает цепь от контактов реле РН1 и РН2 к обмотке реле времени РВ1.

В схеме АВР предусмотрены две накладки: h2 – для отключения пускового органа минимального напряжения и Н2 — для вывода из работы всей схемы АВР. Действие АВР и пускового органа минимального напряжения сигнализируется указательными реле РУ.

Пусковые органы минимального напряжения

Пусковые органы минимального напряжения должны выполняться таким образом, чтобы они действовали только при исчезновении напряжения и не действовали при неисправностях в цепях напряжения. Так, в рассмотренной схеме на рис. 10.12 и в схеме на рис. 10.13 контакты двух реле минимального напряжения РН1 и РН2 включены последовательно, что предотвращает отключение рабочего трансформатора Т1 при отключении одного из автоматических выключателей (предохранителей) в цепях напряжения. Однако ложное отключение трансформатора все же может произойти, если повредится трансформатор напряжения ТН1 или отключатся оба автоматических выключателя в цепях напряжения. Для повышения надежности используются два реле минимального напряжения, включенные на разные трансформаторы напряжения.

Рассмотренные схемы пусковых органов минимального напряжения могут быть выполнены также с помощью двух реле времени (типа РВ-235) переменного напряжения, как показано на рис, 10.13, б. Эти реле, подключаемые непосредственно к трансформаторам напряжения, выполняют одновременно функции двух реле: реле минимального напряжения и реле времени. При исчезновении напряжения реле начинают работать и с установленной выдержкой времени замыкают цепь отключения выключателей рабочего источника питания.

Пусковой орган минимального напряжения может быть выполнен с одним реле времени РВ типа РВ-235К, которое включается через вспомогательное устройство типа ВУ-200, представляющее собой трехфазный выпрямительный мост (рис. 10.13, в). Это реле времени начинает работать лишь в том случае, если напряжение исчезнет одновременно на трех фазах. При отключении одного из автоматических выключателей в цепях напряжения реле не работает, так как на его обмотке остается напряжение от двух других фаз.

В схеме, приведенной на рис. 10.13, г, блокировка от нарушения цепей напряжения осуществляется с помощью реле минимального тока РТ, включенного в цепь трансформаторов тока рабочего источника питания. В нормальных условиях, когда рабочий источник питает нагрузку, по обмотке реле РТ проходит ток, и оно держит свои контакты разомкнутыми. В случае отключения рабочего источника или при исчезновении напряжения на питающих шинах, когда исчезает ток нагрузки, реле РТ замыкает свои контакты и совместно с реле минимального напряжения РН производит отключение рабочего источника питания.

При отключении источника, питающего шины высшего напряжения рабочего трансформатора или линии (например, шины Б на рис. 10.12), пусковой орган минимального напряжения может npийти в действие не сразу, так как в течение примерно 0,5—1,5 сек синхронные и асинхронные, электродвигатели будут поддерживать на шинах остаточное напряжение, превышающее напряжение срабатывания реле минимального напряжения. Это обстоятельство задерживает работу АВР, поскольку вначале должно затухнуть остаточное напряжение до напряжения срабатывания пускового органа, а затем должен сработать пусковой орган, который всегда имеет выдержку времени, затем должен отключиться рабочий источник, и только после этого произойдет включение резервного источника.

Для ускорения действия АВР в указанных условиях пусковой орган целесообразно дополнять реле понижения частоты, который выявляет прекращение питания раньше, чем реле минимального напряжения. В самом деле, после отключения источника питания электродвигатели начинают резко снижать частоту вращения, благодаря чему частота остаточного напряжения также быстро снижается. При уставке срабатывания реле понижения частоты 48 Гц оно сработает при снижении частоты вращения электродвигателя и синхронных компенсаторов всего на 4%, что происходит уже через 0,1–0,2 сек. Схема пускового органа АВР с двумя реле понижения частоты приведена на рис. 10.14, а.

Пусковой орган включает в себя два реле понижения частоты РЧ1 и РЧ2 и одно промежуточное реле Р (рис. 10.14, б). Реле РЧ1 подключено к трансформатору напряжения ТН1 шин низшего напряжения, к которому подключены также реле напряжения РН1 и реле времени РВ1 и РВ2. Реле РЧ2 подключено к трансформатору напряжения TН2 шин резервного источника питания, к которому подключено также реле РН2.

Пусковым органом минимального тока и напряжения.

Рассматриваемый пусковой орган работает следующим образом. При отключении источника, питающего шины высшего напряжения Б (см. рис, 10.12, а), электродвигатели, питающиеся от шин В, поддерживают на этих шинах остаточное напряжение, частота которого быстро снижается. При снижении частоты до уставки реле РЧ1 оно сработает и через контакт реле РН1, замкнутый вследствие наличия остаточного напряжения, и размыкающий контакт промежуточного реле РП1 воздействует на отключение выключателей рабочего источника питания. Благодаря наличию контакта реле напряжения РН1 предотвращается ложное срабатывание пускового органа при кратковременном снятии напряжения с обмотки реле частоты РЧ1, когда могут замкнуться его контакты. В рассмотренном случае, когда срабатывание (замыкание контакта) реле РЧ1 происходит вследствие отключения рабочего источника питания, реле РЧ2 не замыкает контакт, так как на шинах подстанции А сохраняется нормальное напряжение. Реле РЧ2 предназначено для того, чтобы предотвратить отключение рабочего источника питания при общесистемном понижении частоты. В этом случае частота напряжения будет снижаться одинаково на всех шинах (А, Б, В), но первым сработает реле РЧ2, которое настраивается на более высокую уставку, чем реле РЧ1. Сработав, реле РЧ2 воздействует на промежуточное реле РП1, которое своим контактом размыкает цепь от контакта реле РЧ1, предотвращая отключение рабочего источника питания при срабатывании реле РЧ1.

На рис. 10.14, в изображена более простая схема пускового органа с одним реле понижения частоты в сочетании с пусковым органом минимального тока. В случае отключения источника, питающего шины высшего напряжения Б, исчезнет ток в рабочем трансформаторе и понизится частота остаточного напряжения на шинах В. При этом сработают и замкнут контакты реле минимального токи РТ1 и реле частоты РЧ1, что приведет к созданию цепи на отключение рабочего трансформатора. Реле частоты РЧ1 может сработать, и при общесистемном снижении частоты, но цепи на отключение рабочего источника при этом не создастся, так как по рабочему трансформатору будет проходить ток нагрузки, и поэтому контакт реле РТ1 останется разомкнутым.

С помощью реле напряжения РН1, РН2 и реле времени РВ1 в рассматриваемой схеме осуществляется пусковой орган минимального напряжения.

Автоматическое включение резерва — полное описание

АВР (автоматическое включение резерва) релейная защита, призванная предотвратить перебои в питании электроэнергией объектов электроснабжения.

Автоматическое включение резерва необходимо во всех случаях, когда в наличии имеется резервный или дополнительный источник питания. Это может быть второй трансформатор или дополнительная резервная линия, вторая секция шин. При аварийном отключении основного источника питания вся нагрузка подстанции, секции шин и т. д. переходит на дополнительный источник напряжения.

АВР используют в обязательном порядке для предотвращения ущерба от кратковременных перебоев электроснабжения и для обеспечения безаварийной подачи электроэнергии, а также для создания надежной схемы электроснабжения и достаточной производительности ТСН (трансформаторов собственных нужд) разработаны схемы АВР (автоматическое включение резерва)

АВР обязательны к установке на выключателях резервных ТСН, в стойках управления резервными маслонасосами и водяными насосами питающими парогенераторы. АВР необходимо в щитах управления 0,4 кВ питающих важные объекты и оборудование, обеспечивающее безаварийную работу потребителей и электрических станций. АВР обязательно устанавливается в ячейках секционных выключателя 2-х трансформаторных подстанций.

Основные требования, предъявляемые к АВР на оперативном постоянном токе в электроустановках высокого напряжения

1. Быстродействие, обязательное условие при подключении к секциям шин синхронных электродвигателей. При несоблюдении этого требования произойдет выпадение агрегата из режима синхронизма после потери питания в бестоковую паузу, что недопустимо по технологии.
2. Однократность действия, включение в работу только после отключения выключателя.
3. Включение АВР недопустимо после отключения нагрузки при КЗ (коротком замыкании).
4. АВР должна быть завязана и с основной МТЗ (максимальной токовой защитой), которая присутствует на действующем источнике питания, и с защитой от минимального напряжения, это действие предназначено для того чтобы АВР сработала при исчезновении напряжения питающей сети.
5. В случае присутствия на действующем источнике питания устройства АПВ, то в случае если параллельная работа действующего и дополнительного источника питания не разрешена, из-за отсутствия синхронизма существует вариант неправильной срабатывании защиты при работе в параллель, необходимо установить блокировку от параллельной работы. Для этого нужно отделить рабочий источник от нагрузки независимо от работы устройства АПВ (все последующие переключения при успешном АПВ выполняют в ручном режиме) или необходимо выдержку времени устройства АВР выбрать больше времени полного цикла АВР.

Схема устройства автоматического включения резервной линии

Использование на промышленных объектах I, II категорий. Основные требования к схеме.

1. Обязательно должно быть в наличии два комплекта реле, они должны предупредить ложное срабатывание, по причине неисправности сети или обрыва проводника в питающей сети, неисправности фазы на трансформаторе и прочие неполадки.
2. Для АВР объектов категории III и прочих не ответственных групп, допускается использовать однорелейные АВР на каждом вводе .
3. Трансформаторы напряжения устанавливают для конкретного резервного ввода, на основном вводе производится установка шинных трансформаторов.

Рис. №1. АВР резервной линии.

Назначение цепей схемы АВР (автоматического включения резерва) линии электропередач

1. 1 – 2 – запуск АВР при срабатывании защиты минимального напряжения.
2. 1 – 4 – блокировка АВР при потере напряжения на резервном вводе, ограничение времени импульса включения выключателя 2В
3. 3 – 6 – питание реле отключения действующего ввода от защиты по минимальному напряжению (минималка).
4. 5 – 6 – аналогичное питание, но при МТЗ.
5. 6 – 7 – самоподхват реле 1П.
6. 8 – 9 – ручное отключение выключателя 1В.
7. 8 – 11 – отключение выключателя 1В при помощи минималки или от релейной защиты.
8. 10 – 13 – включение контактора 2К.
9. 12 – 15 – отключение выключателя 2В релейной защитой.
10. 14 – 17 – включение контактора 1К.
11. 16 – 19 – включение выключателя 1В.
12. 18 – 21 – включение выключателя 2В.

Недостатком схемы считается возможность параллельной работы двух вводов, то есть включение основного ввода при работающем резервном вводе. Для того чтобы предотвратить параллельную работу в цепь 14 – 17 включают размыкающий контакт не допускающий включение выключателя 2В.

Характеристика аналогичных схем АВР

Схема устройства автоматического включения резервного трансформатора работает аналогично схеме включения резервной линии. Нюанс ее в том, что в ней нет блокировки АВР от отсутствия  напряжения на вводе включения резерва. АВР действует без выдержки времени, это из-за того, что при наличии второго трансформатора, для рабочего трансформатора не предусмотрено АПВ. Рабочий трансформатор может работать в параллель с резервным тр-ром. Оба трансформатора подбираются согласно условиям, действующим для двух параллельно работающих трансформаторов.

Назначение цепей

1. 1 – 2 подача питания на реле отключения действующего тр-ра от защиты.
2. 3 – 4 и 5 – 6 – отключение обоих выключателей от защиты.
3. 7 – 8 – цепь, питающая реле времени, обеспечивающая выдержку времени при включении выключателей 3В и 4В.
4. 9 – 10 – питание включающего реле трансформатора резерва.
5. 11 – 12 и 13 – 14 – включение контакторов, включающих катушки, привода выключателей трансформатора резерва.
6. 17 – 18 и 19 – 20 – отключение выключателей 3В и 4В от релейной защиты.
7. 21 – 22 и 23 – 24 – включение выключателей резервного трансформатора 3В и 4В.

Работа схемы осуществляется при низком напряжении вторичных цепей до 1кВ. Для этого на стороне НН установлен автоматический выключатель с отключающей катушкой.

Рис. №2. АВР включения резервного трансформатора.

Схема устройства автоматического включения секционного выключателя. В этом случае питание секции шин осуществляется от двух действующих силовых трансформаторов. Нормальная схема, секционный выключатель отключен, ключ устройства АВР стоит в положении «вкл». При аварийном отключении одного трансформатора, должен сработать АВР, секционный выключатель включится в работу. При этом необходимо учитывать, что общая нагрузка обоих секций не должна превышать максимально допустимую нагрузку, разрешенную на одном трансформаторе.

Рис. №3. АВР секционного выключателя.

Пояснение схемы.

Выключатели 1В и 3В включены в обмотки промежуточных реле 1ПВ и 2ПВ и обтекаются током, при этом замыкающие контуры замкнуты. После отключения одного тр-ра, при срабатывании защиты или в случае неисправности, соответствующий выключатель отключается, происходит размыкание контакта в цепи электромагнита отключения 1ЭО и происходит замыкание размыкающего контакта в цепи 1ЭВ, этих цепей на схеме нет.

Реле 1ПВ обесточивается, но контакты остаются замкнутыми в течение выдержки времени. По плюсовой цепи размыкающий контакт 1В – замыкающий контакт, 1ПВ – У –контакт, работающий на размыкание. 5В – 5КВ – минус осуществляет включение выключателя 5В. В случае если КЗ не устранилось, предусмотрено ускорение защиты на СМВ. Оно выполняется контактной группой реле 1ПВ и 2ПВ, с их помощью осуществляется подача плюса на мгновенный контакт реле времени В, осуществляющий защиту секционного выключателя. Промежуточное реле П отключает выключатель 5В. Оба тр-ра подключены от одного питающего источника напряжения, то при выходе его из строя, действие АПВ нецелесообразно. Как следствие отсутствие этой схеме пускового органа защиты от минимального напряжения.

Современные устройства АВР

С развитием инновационных технологий и совершенствованием электрооборудования элекстроустановок, постепенно производство уходит от применения простых и надежных, полностью оправдавших себя релейных схем защиты. Новейшие системы АВР отличаются сверх быстродействием , называются БАВР. Устройства объединяют в себе ряд пусковых органов, которые взаимодействуют между собой благодаря специфическим алгоритмам, они могут идентифицировать аварийные режимы.

Пусковые устройства БАВР дают возможность выполнить все задачи  за минимальное время, без задания времени с устройствами РЗиА, сопутствующих  элементов сети.

Рис. №4. Блок БАВР.

Главные преимущества БАВР

1. Минимальное время срабатывания при аварийном режиме от 5 до 12 сек.
2. Переключение с основного на резервный ввод осуществляется с сохранением синфазности питающих источников.
3. Блок действует при несимметричных КЗ в энергосистеме с напряжением 110 (220) кВ, они составляют 80% от общего числа неисправностей, осуществляется контроль направления мощности и специальное реле, следящее и осуществляющее направление тока.
4. БАВР надежно функционирует как при наличии синхронных и асинхронных двигателей 6 (10) кВ так и при отсутствии. Функции блока как реле направления мощности позволяет за время не более 10мс определить потери питания со стороны основного источника.
5. Работает без привязки к определенным системам РЗиА. В блоке БАВР можно осуществить защиту МТЗ, ТО, ЗМН.
6. С его помощью определяется величина активной и реактивной мощности, производится подсчет полной мощности, осуществляется контроль напряжения в сети и током нагрузок. Производит контроль состояния дискретных сигналов.
7. Осуществляет восстановление режима ВПР в нормальное состояние без участия обслуживающего персонала.
8. Сохраняет происходящие события до 1000 срабатываний БАВР.

Внедрение комплекса БАВР позволяет получить определенные преимущества:

• Обеспечения надежности и беспрерывного электроснабжения, обеспечив суточные графики за счёт достигнутого полного времени перехода на резервный за время 0,034 с.
• Значительное повышение ресурса электродвигателей и насосов ввиду ненужности производства повторных пусков электрических машин и агрегатов.
• Снижение электропотребления за счёт снижения потерь при повторном пуске и восстановлении нормальной скорости прокачки.
• Снижение потерь на разогрев печей после продувки.
• Предотвратить перерывы работы технологического оборудования, которые очень дорого обходятся предприятию.
• Снижение рисков экологических загрязнений впоследствии аварий электроснабжения.
• Повышение степени автоматизации производства.
• Повышение производительности труда работников и предприятия.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Промышленные системы АВР на контакторах и автоматических выключателях: какой тип выбрать?

Промышленная сфера применения автоматического ввода резерва подразумевает огромное количество вариантов конструктивного исполнения. В зависимости от поставленных задач, количества вводов и секций нагрузки каждая реализация системы АВР будет сугубо индивидуальной. В этой ситуации самое главное — изначально выбрать правильную модель реализации АВР. И здесь придется остановить свой выбор на одном из двух типовых решений — либо АВР на основе контакторов, либо АВР на основе автоматических выключателей. В чем состоят преимущества и недостатки каждого из них?

Контакторы дают возможность быстрых и частых коммутаций в электрической цепи. Кроме того, они максимально надежны и имеют длительный ресурс срабатывания. За счет простоты конструкции такого контактора созданный на его основе АВР будет отличаться компактными размерами. Простота реализации такого решения также положительно сказывается на доступности по стоимости.

С технической точки зрения работа АВР на контакторах будет выглядеть следующим образом. Один контактор контролирует параметры основного ввода, а второй — резервного. При переключении происходит обесточивание контактора основного ввода. На контактор резервного ввода подается напряжение, и он замыкает цепь. При этом между контакторами существует блокировка, которая исключает их одновременное включение.

Конструкция такого АВР очень простая, а скорость переключения намного быстрее в сравнении с автоматическими выключателями. Иногда именно скорость включения резерва является определяющей. Например, для поддержания работы беспрерывных технологических процессов, включения аварийного освещения и сигнализации и др. Вместе с тем, простота контакторов порождает ряд существенных недостатков. Они никак не защищены от токов перегрузки и коротких замыканий. Более того, любая просадка напряжения может привести к случайному срабатыванию. К недостаткам можно отнести и необходимость обязательного использования механической блокировки.

Для устранения недостатков контакторы дополняют защитными реле, автоматами, предохранителями и др. Но это приводит к усложнению схемы и росту габаритов самого АВР. Тут уже логичнее отдать предпочтение схемам АВР на основе автоматических выключателей. По этой причине АВР на контакторах используют обычно там, где схемы подключения требуют самых простых решений (два ввода и одна секция нагрузки). А также в ситуациях, когда скорость переключения находится в приоритете над другими задачами.

Более сложные системы ввода резерва лучше реализовывать с помощью АВР на основе автоматических выключателей. В отличие от контакторов они обладают встроенными функциями защиты. Автомат сработает не только при отключении подачи электроэнергии в основной сети, но и при любых отклонениях токовых характеристик от заданных параметров. К тому же исключается возможность случайных и повторных срабатываний в случае кратковременных колебаний тока и напряжения.

Еще одним преимуществом создания АВР на автоматических выключателях являются расширенные возможности управления. Во-первых, комфортное переключение возможно как в автоматическом, так и в ручном режиме. Во-вторых, автоматические выключатели прекрасно подходят для дистанционного управления, мониторинга и сигнализации. АВР на автоматах можно удаленно подключить к внешним системам ПЛК. Тогда появится возможность создания ввода резерва с использованием группы автоматов. Это дает беспрецедентные возможности использования АВР на основе автоматов в схемах с несколькими вводами и практически неограниченным количеством секций нагрузки.

Что касается недостатков автоматических выключателей, то нужно отметить не такое быстрое переключение по сравнению с контактной группой. И контакты в отличие от автоматов срабатывают более бесшумно. Но в целом эти недостатки относительны и не столь существенны для большинства ситуаций.

В итоге можно сделать вывод, что автоматический ввод резерва и на контакторах, и на автоматах обладает своими достоинствами и своими изъянами. Обычно контакторы используют в простых схемах АВР, для более продвинутых вариантов подходят автоматические выключатели. Но конечное решение по выбору схемы всегда остается за специалистами, которые будут заниматься ее реализацией. А в идеале лучше переложить решение на плечи производителя, который предложит готовое решение под конкретные задачи.