Как работает секционный выключатель

Как работает секционный выключатель

Назначение, принцип действия и область применения АВР

Ни одно устройство или система не обладает абсолютной надежностью, в том числе источники питания. Для повышения надежности питания ответственных потребителей применяется питание от двух и более источников, при этом потеря одного источника питания компенсируется питанием от второго источника. Сети напряжением 110 кВ и выше работают, как правило, с замыканием всех транзитов, так как отключение основных связей может быть покрыто запасом по перегрузочной способности резервных связей. В сетях более низкого напряжения параллельная работа двух источников, как правило, недопустима. Рассмотрим процессы, возможные при параллельной работе на стороне низкого напряжения на примере подстанции 110 кВ Новая, подключенной отпайками к ВЛ-110 Центральная – Южная и Южная – Юго-Западная:

— усложняется выбор уставок защит трансформаторов и отходящих фидеров в связи с тем, что токи короткого замыкания изменяются в зависимости от схемы: нормальный режим и отключение одного из трансформаторов по какой-либо причине;

— при коротком замыкании на отходящем фидере ток КЗ оказывается выше, чем при раздельной работе трансформаторов, что приводит к дополнительному износу основного оборудования;

— существенно усложняется схема защит и автоматики трансформаторов для обеспечения защиты при КЗ на питающих линиях или в окружающей сети;

— ухудшаются условия работы АПВ с элементами контроля и АВР на прилегающих подстанциях.

При аварийном отключении одной из питающих ВЛ-110 за счет трансформации напряжения остающейся в работе линии на шины 10 кВ подстанции Новая и обратной трансформации на поврежденной линии остается напряжение. Это напряжение значительно ниже, чем номинальное, поэтому АПВ с контролем отсутствия напряжения на линии не срабатывает, а АПВ с контролем синхронизма в общем случае работает неправильно.

В связи с этим широкое распространение получило питание потребителей от одного (рабочего) источника с возможностью быстрого переключения на резервный. Включение резервного источника может выполняться как оперативным персоналом, так и с помощью автоматических устройств. Второй метод называется автоматическим включением резерва (АВР).

Устройства АВР предусматриваются для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания. Устройства АВР предусматриваются также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

К устройствам АВР предъявляются следующие требования:

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для уменьшения длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

3. Действие АВР должно быть однократным.

4. АВР не должно выполняться до отключения выключателя рабочего источника для того, чтобы исключить параллельную работу двух источников и включение резервного источника на неустранившееся КЗ.

5. Должно предусматриваться ускорение защит резервного источника после работы АВР.

Рассмотрим простейший случай применения АВР на напряжении до 1000 В:

Рис. Схема АВР с двумя равноправными источниками питания

Нагрузка питается от двух источников: источник 1 и источник 2. Как правило, это – трансформаторы, питающиеся от разных секций одной подстанции или от разных подстанций. Включать на параллельную работу такие трансформаторы нельзя, так как при потере питания одного из трансформаторов на стороне высокого напряжения вся нагрузка соответствующей секции или подстанции окажется запитанной через сеть 0,4 кВ. При коротком замыкании в трансформаторе или на питающих его элементах через сеть 0,4 кВ пойдет и ток КЗ. Для исключения параллельной работы двух источников здесь применяется взаимная блокировка магнитных пускателей ПМ1 и ПМ2. В том случае, когда первым включается автомат АВ1, блок-контакт пускателя ПМ1 разрывает цепь катушки ПМ2. При исчезновении напряжения от источника 1 по любой причине ПМ1 отпадает и срабатывает ПМ2. В том случае, когда первым включается автомат АВ2, срабатывает пускатель ПМ2 и блокирует срабатывание ПМ1. Отдельный орган контроля напряжения на рабочем источнике не требуется, так как при исчезновении напряжения теряет питание катушка соответствующего пускателя.

При такой схеме выполнения источники питания равноправны. В тех случаях, когда нужно отдать приоритет одному из источников, применяется более сложная схема:

Схема дополнена реле контроля напряжения РКН. Независимо от порядка включения автоматов при наличии напряжения на первом источнике один контакт РКН готовит цепь для срабатывания ПМ1, второй блокирует срабатывание ПМ2. Независимо от порядка включения автоматов при включении обоих питание будет выполняться от источника 1, который является рабочим. Источник 2 является резервным.

Пример организации системы АВР 10 кВ на секционном выключателе приведен на следующем рисунке:

В нормальном режиме включены вводы 10 кВ Т1 и Т2 (В-10 Т1 и В-10 Т2), секционный выключатель СВ-10 отключен. Устройство АВР контролирует наличие напряжения на 1 и 2 секциях шин. При исчезновении напряжения на 1СШ и наличии напряжения на 2СШ АВР с выдержкой времени дает команду на отключение В-10 Т1. При подтверждении отключенного положения выключателя подается команда на включение СВ-10. При исчезновении напряжения на 2СШ и наличии напряжения на 1СШ отключается В-10 Т1 и включается СВ-10. Выдержка времени АВР выбирается больше, чем время АПВ питающих элементов для того, чтобы при успешном АПВ не выполнялись лишние переключения. Резервирование по этой схеме называется неявным, то есть, каждый трансформатор несет нагрузку одной секции и при отключении второго трансформатора подхватывает нагрузку второй секции.

В тех случаях, когда имеются выключатели на стороне высокого напряжения трансформаторов и один трансформатор может длительно нести нагрузку двух секций, для снижения потерь может применяться явное резервирование. Пример явного резервирования приведен ниже:

В нормальном режиме обе секции получают питание от трансформатора Т1. В том случае, когда исчезает напряжение на шинах 10 кВ 1СШ, при наличии напряжения на стороне 110 кВ трансформатора Т2 отключается ввод 10 кВ Т1 и дается команда на включение Т2 со стороны высокого и низкого напряжения. В этом случае трансформатор Т1 является рабочим, Т2 – резервным.

Оперативное обслуживание

Опробование устройств АВР механизмов собственных нужд электростанций должно производиться оперативным персоналом не реже одного раза в шесть месяцев, а устройств АВР вводов питания собственных нужд – не реже одного раза в год. Допуск этого персонала к таким опробованиям оформляется распоряжением технического руководителя предприятия. Опробование выполняется по специальным инструкциям, методикам и программам.

В нормальном режиме устройства АВР должны быть введены в работу. АВР выводится из работы в следующих случаях:

— вывод устройства из работы для технического обслуживания;

— вывод устройства из работы в связи с неисправностью;

— проведение операций с шинными разъединителями, воздушными выключателями, выкатными тележками КРУ;

— вывод из работы объекта, питание которого резервируется с помощью АВР;

— вывод из работы выключателей или ТН, участвующих в схеме АВР.

Действия персонала при срабатывании АВР

При срабатывании АВР необходимо:

— определить по выпадению флажков указательных реле, по световой или светодиодной сигнализации, по загоранию ламп или табло с соответствующей надписью и внешним осмотром, что произошло: отключение или включение первичного оборудования с успешным или неуспешным АПВ (АВР), работа релейной защиты и какой ступени на отключение или сигнал (например, газовой защиты или защиты от перегрузки), замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью, повреждение различных устройств на данной электростанции или подстанции (например, замыкание на землю в цепях оперативного тока, перегорание предохранителей), затем произвести запись в журнале и сообщить вышестоящему оперативному персоналу;

— квитировать ключи управления изменивших свое положение коммутационных аппаратов, спустя время, достаточное для срабатывания устройства АПВ (АВР);

— осмотреть, при их наличии, счетчики срабатываний АПВ и АВР и записать изменения их показаний в журнале.

Принцип работы автоматического включения резерва (АВР)

Автоматический ввод резерва – один из видов релейной защиты, который позволяет значительно увеличить надежность сетей электроснабжения. Данный метод защиты заключается в автоматическом подключении источников электроэнергии в сеть при сбое работы или аварии на основном вводе, обеспечивает поддержание электрической энергией устройств, которые критичны к кратковременному или длительному исчезновению электропитания.
Система АВР должна срабатывать в автономном режиме за минимально короткий промежуток времени после отключения основного источника питания. Независимо от причины исчезновения напряжения у потребителей АВР обязано всегда срабатывать. При использовании схем дуговой защиты АВР блокируется для снижения повреждении от короткого замыкания. Для того чтобы не допустить включения резервного питания в сеть с не устраненным коротким замыканием система АВР включается только единожды. Для изготовления схем АВР используют: реле различного назначения, Цифровые блоки защит, микропроцессорные блоки управления, а также панели индикации.
Существует несколько схем автоматического включения резерва:
— АВР одностороннего действия. В таких схемах две питающих линии, одна основная и одна резервная. При выходе из строя основной линии в работу вступает резервная.
— АВР двухстороннего действия. При данной схеме обе линии могут работать как резервные и как основные.
— АВР с восстановлением. При появлении напряжения на отключенной линии с выдержкой времени эта линия запускается в работу, а секционный выключатель отключается. Схема возвращается в исходное положение.
— АВР без восстановления.

Перебои в электроснабжении потребителей может привести не только к моральным неудобствам, но нанести ущерб жизни, здоровья не говоря о колоссальных экономических потерях. Обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии можно с помощью питания потребителей от двух источников одновременно. Но при данной схеме существует ряд проблем:
— Высокие токи короткого замыкания.
— Большие потери энергии в питающих трансформаторах.
— Трудности с подбором одного режима работы системы.
— Сложная релейная защита.
— Сложность с осуществлением параллельной работы источников электроэнергии.

В высоковольтных сетях в качестве измерительного прибора используют реле минимального напряжения, подключаемые с помощью трансформатора напряжения к определенным участкам сети. Реле посылает сигал на АВР только в случае снижения напряжения на участке, но этого недостаточно для начала работы АВР. Необходим ряд условий:
— на подключенном участке не должно быть короткого замыкания.
— должен быть включен вводный выключатель.
— на участке, с которого планируется взять питание, присутствует напряжение.

В качестве измерительного и пускового органа в низковольтных сетях используют магнитные пускатели. А также специально созданные микропроцессорные контроллеры. Схемы автоматического включения резерва необходимы в сетях питания потребителей 1 и 2 категории.

Выключатели нагрузки QS1и QS2 включены. Питание получает контактор КМ, нормально разомкнутые контакт КМ замыкается, а нормально замкнутый контакт КМ размыкается.
В свою очередь нормально разомкнутый контакт КМ15 замыкается, и на щите мы видим горящую зеленую лампочку HLG.
Питание подается на автоматический выключатель QF и к потребителю. При сбое в работе основного ввода прекращается подача напряжения на контактор КМ (QS1 выключается) нормально разомкнутые контакты КМ, КМ15 размыкаются, зеленая лампочка гаснет. В этот момент нормально замкнутые контакты контакты контактора КМ размыкаются.

Затем через автоматический выключатель QF, ток поступает к потребителю, при этом загорается зелёная лампочка HLG.
При отсутствии напряжения на основном источнике катушка контактора КМ остается без питания, все контакты контактора КМ возвращаются в свое первоначальное положение, а к потребителю ток поступает уже через резервный источник L21 и загорается красная лампочка HLR.

Как работают устройства автоматики включения резерва (АВР) в электрических сетях

В статье, описывающей работу устройств АПВ, рассмотрены случаи пропадания электроэнергии по различным причинам и методы ее восстановления автоматикой линий электропередач в том случае, когда причины создания аварийных ситуаций самоустранились и перестали действовать.

Птица, пролетающая между проводами воздушной ЛЭП, может создать короткое замыкание через свои крылья. Это повлечет снятие напряжения с ВЛ отключением от защит силового выключателя на питающей подстанции.

Устройства АПВ через несколько секунд восстановят питание потребителей электроэнергией, а защиты в этот момент уже не отключат его потому, что пораженная током птица успеет упасть на землю.

Однако, если на воздушную ЛЭП от порыва ураганного ветра упадет рядом выросшее дерево, сломав опору, то произойдет длительное короткое замыкание, оборвутся провода, которые исключат быстрое автоматическое восстановление электроснабжения подключенных объектов.

Все потребители этой линии не смогут получать питание до полного окончания ремонтных работ, которые могут растянуться на несколько суток…

Представим, что такое повреждение произошло на линии, которая снабжает электроэнергией районный город с большими производственными мощностями, например, использующими электрические печи в автоматическом режиме для плавки стекла.

С отключением электроэнергии плавильные ванны перестанут работать, а все жидкое стекло затвердеет. В итоге предприятие потерпит огромные материальные убытки, будет поставлено перед необходимостью остановки производства, проведения дорогостоящего ремонта…

Чтобы избежать подобных ситуаций на всех крупных производственных объектах предусматривается источник резервного электропитания, состоящий из дублирующей линии электропередачи от другой подстанции или собственная мощная генераторная установка.

На питание от нее потребуется переходить быстро и надежно. Для этого используются устройства автоматического включения резерва, сокращенно называемые АВР.

Таким образом, рассматриваемая автоматика предназначена для бесперебойного снабжения ответственных потребителей электроэнергией при возникновении серьёзных аварий на основной питающей линии за счет быстрого задействования резервного источника.

Требования, предъявляемые к АВР

Устройства автоматики ввода резервного питания должны срабатывать:

максимально быстро после потери электроэнергии на основной линии;

при любом пропадании напряжения на собственных шинах потребителя без анализа причин возникшей неисправности, если не предусмотрена блокировка запуска от определенного вида защит. Например, дуговая защита шин должна блокировать запуск АВР с целью предотвращения развития возникшей аварии;

с необходимой задержкой при выполнении определенных технологических циклов. Например, во время включения под нагрузку мощных электродвигателей возможна «просадка» напряжения, которая быстро заканчивается;

всегда только однократно, ибо иначе возможно многократное включение на не устраняемое короткое замыкание, способное полностью разрушить сбалансированную электрическую систему.

Естественным требованием, необходимым для надежной работы схемы, является постоянное поддержание ее в исправном состоянии и контроль технических параметров в автоматическом режиме.

Преимущества схемы АВР над параллельным питанием от двух источников

На первый взгляд, для питания ответственных потребителей можно вполне обойтись их одновременным подключением к двум разным линиям, берущих энергию от разных генераторов. Тогда при аварии на одной из ВЛ эта цепочка разорвется, а другая останется в работе и будет осуществлять бесперебойное питание.

Такие схемы уже создавались, но не получили массового практического применения из-за следующих недостатков:

при возникновении коротких замыканий на любой линии токи значительно увеличиваются за счет подпитки энергией от обоих генераторов;

на питающих трансформаторных подстанциях увеличиваются потери мощности;

значительно усложняется схема управления электроснабжением за счет использования алгоритмов, одновременно учитывающих состояние потребителя и двух генераторов, возникновения перетоков мощностей;

сложность реализации защит, взаимосвязанных алгоритмами на трех удаленных концах.

Поэтому питание потребителя от одного основного источника и автоматический переход на резервный генератор при пропадании напряжения считается наиболее перспективным. Время перерыва в энергоснабжении при этом способе может быть менее 1 секунды.

Особенности создания схем АВР

Для работы автоматики может быть заложен один из следующих алгоритмов:

одностороннее питание от рабочей станции с нахождением в горячем резерве дополнительной, вводимой в работу только при пропадании напряжения от основного источника;

возможности двухстороннего использования любого из источников в качестве рабочей станции;

способности схемы АВР автоматически возвращаться на питание от основного источника после восстановления напряжения на шинах входящего выключателя. При этом создается последовательность срабатывания силовых коммутационных устройств, исключающих возможность подключения потребителя в режим параллельного питания от двух источников;

простая схема АВР, исключающая переход на режим восстановления питания от основного источника в автоматическом режиме;

ввод резервного питания должен происходить только в том случае, когда приняты меры подачи напряжения на поврежденный силовой элемент основного питания отключением соответствующего выключателя.

В отличие от автоматики АПВ устройства АВР показывают наибольшую эффективность при пропадании питания, оцениваемую в 90÷95%. За счет этого они широко применяются в системах энергоснабжения промышленных предприятий.

Автоматическое включение резерва применяется для питания линий электропередач, трансформаторов (силовых и собственных нужд), секционных выключателей.

Принципы, заложенные в работу АВР

Для анализа напряжения на линии основного питания используется измерительный орган, состоящий из реле контроля напряжения РКН в комплексе с измерительным трансформатором и его цепями. Высоковольтное напряжение первичной сети, пропорционально преобразованное во вторичную величину 0÷100 вольт, поступает на обмотку контролирующего реле, которое выполняет роль пускового органа.

Настройка уставок реле РКН имеет особенность: требуется учитывать низкий необходимый уровень срабатывания пускового органа, обеспечивающего снижение напряжения до 20÷25% номинальной величины.

Это связано с тем, что при близких коротких замыканиях происходит кратковременное «проседание напряжения», ликвидируемое срабатываниями токовых защит. А пусковые органы РКН необходимо отстраивать от этих процессов. Но при этом нельзя использовать обычные типы реле из-за их неустойчивой работы на начальном пределе шкалы.

Для эксплуатации в пусковых органах АВР используются специальные конструкции реле, исключающие вибрации и дребезг контактов при срабатывании на нижних пределах.

Когда питание оборудования происходит нормально по основной схеме, то реле контроля напряжения просто отслеживает этот режим. Стоит только напряжению исчезнуть, как РКН переключает свои контакты и этим выдает сигнал на электромагнит включения соленоида резервного выключателя для ввода его в работу.

При этом соблюдается определенная последовательность срабатывания силовых элементов первичной схемы, которая заложена в логику управления системы АВР при ее создании и настройке.

Кроме пропадания напряжения на основной линии питания, для полного срабатывания пускового органа АВР обычно необходимо выполнить проверку еще нескольких условий, например:

отсутствие неустраненного КЗ на защищаемой зоне;

включение вводного выключателя;

наличие напряжения на резервной линии питания и некоторые другие.

Все пусковые факторы, введенные для срабатывания АВР, проверяются в алгоритме логики и при соблюдении необходимых условий выдается команда на исполнительный орган с учетом выставленной временно́й уставки.

Примеры выполнения некоторых схем АВР

В зависимости от величины рабочего напряжения системы и сложности конфигурации сети схема АВР может иметь разную структуру, выполняться на постоянном или переменном оперативном токе или обходиться вообще без него за счет использования основного напряжения сети в схемах 0,4 кВ.

АВР высоковольтной линии на постоянном оперативном токе

Кратко рассмотрим логику работы релейной схемы резервирования питания линии с основным источником питания №1.

Если на участке Л-1 произойдет КЗ, то защиты отключат выключатель В-1 и на шинах присоединения пропадет напряжение. Реле минимального напряжения «Н

От его контактов запустятся команды на срабатывание целого ряда реле, выполняющих различные функции контроля и выдачи управляющего сигнала на соленоид включения силового выключателя В-2.

В схеме обеспечивается однократность действия и выдача информации о срабатываниях сигнальными реле.

АВР секционного выключателя на постоянном оперативном токе

Рабочие силовые трансформаторы Т1 и Т2 запитывают свою секцию шин, разъединенных секционным выключателем В-5.

При отключении или выводе из работы любого из этих трансформаторов подача питания на отключенный участок осуществляется коммутацией выключателя В-5. Реле РПВ обеспечивает однократность действия АПВ.

Работа схемы построена на взаимодействии блок-контактов выключателя с подачей + опер тока на обмотки реле РПВ и сигнальные блинкера. Здесь же предусмотрено оперативное ускорение ОУ, вводимое в работу на время выполнения переключений дежурным персоналом.

Принцип формирования логики работы АВР может быть изменен. Например, при эксплуатации схемы с включением дополнительного секционного выключателя, как показано на картинке ниже, потребуются дополнительные пусковые и логические элементы.

АВР секционного выключателя на переменном оперативном токе

Особенности работы автоматики на источниках, использующих энергию от расположенных на подстанции измерительных ТН, можно оценить по следующей схеме.

Здесь контроль напряжения на каждой секции выполняют реле 1РН и 2РН. Их контакты запускают в работу органы отсчета времени 1РВ или 2РВ, которые воздействуют через блок-контакты и обмотки блинкеров на соленоиды силовых выключателей.

Принцип выполнения АВР потребителей сети 0,4 кВ

При создании резервного питания трехфазной сети используют магнитные пускатели КМ1, КМ2 и реле минимального напряжения kV, контролирующее параметры основной линии Л1.

Обмотки пускателей подключены от одноименных фаз своих линий через коммутационные контакты логики к заземленному нулю, а силовые контакты врезаны в шины питания потребителя с обеих сторон.

Контактная система реле напряжения в любом положении подключает в сеть только один какой-то пускатель. При наличии напряжения на линии Л1 kV сработает и своим замыкающим контактом включит обмотку пускателя КМ1, который своей силовой цепью будет запитывать потребителя и подключит свою сигнальную лампочку, одновременно выводя из работы обмотку КМ2.

При пропадании напряжения на Л1 реле kV разрывает цепь питания обмотки пускателя КМ1 и запускает КМ2, выполняющего для линии Л2 те же функции, что и КМ1 для своей цепочки в предыдущем случае.

Силовые рубильники QF1 и QF2 служат для полного снятия напряжения со схемы.

Этот же алгоритм может быть взят за основу для создания питания ответственных потребителей в сети однофазного питания. Просто в нем надо исключить лишние элементы и применить однофазные пускатели.

Особенности современных комплектов АВР

Для объяснения принципов построения алгоритмов автоматики была намеренно использована старая релейная база, позволяющая более доступно понять работающие алгоритмы.

Современные статические и микропроцессорные устройства работают по этим же схемам, но имеют улучшенный вид, меньшие габариты, обладают более удобными настройками и возможностями.

Их создают отдельными блоками или целыми комплектами, собранными в специальных модулях.

Для промышленного использования комплекты АВР выпускают полностью готовыми к использованию комплектами, размещенными в специальных защищенных корпусах.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Секционный выключатель

Включение секционного выключателя В5 при отключении выключателей питающих линий В1 или ВЗ происходит так же, как в схемах АВР, рассмотренных выше. К ТН2 подключено также реле частоты РЧ, с помощью которого предотвращается действие АВР в случае отключения выключателя В4 питающей линии 7 / 2 от действия АЧР. Реле частоты, уставка срабатывания которого на 0 2 — 0 3 Гц превышает уставку срабатывания АЧР на питающей подстанции, срабатывает при понижении частоты в энергосистеме и подает плюс на обмотку промежуточного реле РПЧ. [31]

Шкаф секционного выключателя оборудуется: устройством АВР, контролирующим наличие напряжения на неповрежденной секции и снижение напряжения на отключенной секции до 0 2 — 0 3 [ / н; устройством, обеспечивающим однократность действия АВР; устройством, контролирующим. [32]

На секционных выключателях при наличии специальных защит шин, а также на шиносоединительных нормально включенных выключателях при наличии обходных защиты имеют другое основное назначение: обеспечение в аварийных ситуациях более полноценного ( например, лучшего по чувствительности) удаленного дальнего резервирования путем разрезания ( деления) шин на части ши-носоединительными и секционными выключателями. Часто это достигается совместно с местным дальним резервированием, например защитами от внешних КЗ на трансформаторах, автотрансформаторах, которые, как указывалось в гл. [33]

На секционном выключателе выдержка времени необходима на случай питания отходящих линий от другого трансформатора. Если максимальная защита не обеспечивает необходимой чувствительности к коротким замыканиям в трансформаторе, тогда дополнительно предусматривается поперечная дифференциальная защита. [34]

Йрй отключенном секционном выключателе и включенной на резервную секцию фазируемой линии производится фазировка линии с системой шин. Нулевое показание вольтметра указывает на одноименность фаз линии и системы шин. [36]

На секционном выключателе ВС работает устройство АВР и питание всех потребителей восстанавливается. Если количество подстанций, присоединяемых к линиям по рассматриваемой схеме, превышает 2 — 3, то эксплуатация сети затрудняется, а надежность ее работы снижается. Это связано с большим количеством участков сети, которые могут повреждаться более часто. [38]

На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило, замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае КЗ в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически. Остальные секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально замкнутые выключатели способствует повышению надежности РУ и электроустановки в целом. Заметим, однако, что в случае замыкания в секционном выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено, хотя вероятность его относительно мала. [39]

Если же секционный выключатель не включается, то срабатывает сигнал отказа. [40]

Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР), то с его помощью можно осуществить мгновенное включение в том случае, когда прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [41]

Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР) с помощью пружинно-грузового или электромагнитного привода, то можно осуществить его мгновенное включение на тот случай, если прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [42]

Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР), то с его помощью можно осуществить мгновенное включение в том случае, если прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [43]

Если имеется секционный выключатель , то этот недостаток устраняется тем, что установленная на нем защита имеет меньшую выдержку времени. [45]

Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР

• Назначение АВР
• Как работает автоматический ввод резервного питания
• Требования к системе
• Классификация АВР и варианты реализации
• Особенности работы с бытовыми генераторами
• АВР на аккумуляторах
• Применение логического контроллера
• Организация АВР в высоковольтных цепях

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: