Автоматический ввод резерва (АВР): назначение и классификация

Назначение, устройство и принцип работы АВР

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.


Что такое автоматический ввод резерва и как работает АВР?

Нельзя гарантировать бесперебойную работу энергосистемы, поскольку всегда существует вероятность воздействия на нее техногенных или природных внешних факторов. Именно поэтому токоприемники, относящиеся к первой и второй категории надежности, положено подключать к двум или более независимым источникам энергоснабжения. Для переключения нагрузок между основными и резервными питаниями используются системы АВР. Подробная информация о них приведена ниже.

Что такое АВР и его назначение?

В подавляющем большинстве случаев такие системы относятся к электрощитовым вводно-коммутационным распредустройствам. Их основная цель — оперативное подключение нагрузки на резервный ввод, в случае возникновения проблем с энергоснабжением потребителя от основного источника питания. Чтобы обеспечить автоматическое переключение на работу в аварийном режиме, система должна отслеживать напряжение питающих вводов и ток нагрузки.

Типовой щит АВР

Расшифровка аббревиатуры АВР

Данное сокращение это первые буквы полного названия системы – Автоматический Ввод Резерва, как нельзя лучше объясняющее ее назначение. Иногда можно услышать расшифровку «Автоматическое Включение Резерва», такое определение не совсем корректное, поскольку под ним подразумевается запуск генератора в качестве резервного источника, что является частным случаем.

Классификация

Вне зависимости от исполнения, блоки, шкафы или АВР принято классифицировать по следующим характеристикам:

  • Количество резервных секций. На практике чаще всего встречаются АВР на два питающих ввода, но чтобы обеспечить высокую надежность электроснабжения, может быть задействовано и больше независимых линий. Шкаф АВР на три ввода
  • Тип сети. Большинство устройств предназначено для коммутации трехфазного питания, но встречаются и однофазные блоки АВР. Они применяются в бытовых сетях электроснабжения для запуска двигателя генератора. Применение АВР в частном доме
  • Класс напряжения. Устройства могут быть предназначены для работы в цепях до 1000 или использоваться при коммутации высоковольтных линий.
  • Мощностью коммутируемой нагрузки.
  • Время срабатывания.

Требования к АВР

В число основных требований к системам аварийного восстановления электроснабжения входит:

  • Обеспечение подачи питания потребителю электроэнергии от резервного ввода, если произошло непредвиденное прекращение работы основной линии.
  • Максимально быстрое восстановление электропитания.
  • Обязательная однократность действия. То есть, недопустимо несколько включений-отключений нагрузки из-за КЗ или по иным причинам.
  • Включение выключателя основного питания должно производиться автоматикой АВР до подачи резервного электропитания.
  • Система АВР должна контролировать цепь управления резервным оборудованием на предмет исправности.

Устройство АВР

Существует два основных типа исполнения, различающиеся приоритетом ввода:

  1. Одностороннее. В таких АВР один ввод играет роль рабочего, то есть используется, пока в линии не возникнут проблемы. Второй – является резервным, и подключается, когда в этом возникает необходимость.
  2. Двухстороннее. В этом случае нет разделения на рабочую и резервную секцию, поскольку оба ввода имеют одинаковый приоритет.

В первом случае большинство систем имеют функцию, позволяющую переключиться на рабочий режим питания, как только в главном вводе произойдет восстановление напряжения. Двухсторонние АВР в подобной функции не нуждаются, поскольку не имеет значения от какой линии запитывается нагрузка.

Примеры схем двухсторонней и односторонней реализации будут приведены ниже, в отдельном разделе.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Вне зависимости от варианта исполнения АВР в основу работы системы заложено отслеживание параметров сети. Для этой цели могут использоваться как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные блоки управления, но принцип работы при этом остается неизменным. Рассмотрим его на примере самой простой схеме АВР для бесперебойного электроснабжения однофазного потребителя.

Рис. 4. Простая схема однофазной АВР

Обозначения:

  • N – Ноль.
  • A – Рабочая линия.
  • B – Резервное питание.
  • L – Лампа, играющая роль индикатора напряжения.
  • К1 – Катушка реле.
  • К1.1 – Контактная группа.

В штатном режиме работы напряжение подается на индикаторную лампу и катушку реле К1. В результате нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты меняют свое положение и на нагрузку подается питание с линии А (основной). Как только напряжение в на входе А пропадает, лампочка гаснет, катушка реле перестает насыщаться, и положение контактов возвращается в исходное (так, как показано на рисунке). Эти действия приводят к включению нагрузки в линию В.

Как только на основном вводе восстанавливается напряжение, реле К1 производит перекоммутацию на источник А. Исходя из принципа работы, данную схему можно отнести к одностороннему исполнению с наличием возвратной функции.

Представленная на рисунке 4 схема сильно упрощена, для лучшего понимания происходящих в ней процессов, не рекомендуем брать ее за основу для контроллера АВР.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

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

Простые

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

Схема АВР для дома

Обозначения:

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

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

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

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

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

Обозначения:

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

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

Читайте также:  Устройство и разновидности электрических розеток

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

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

Промышленные системы

Принцип работы промышленных систем энергообеспечения остается неизменным. Приведем в качестве примера схему типового шкафа АВР.

Схема типового промышленного шкафа АВР

Обозначения:

  • AB1, АВ2 – трехполюсные устройства защиты;
  • S1, S2 – выключатели для ручного режима;
  • КМ1, КМ2 – контакторы;
  • РКФ – реле контроля фаз;
  • L1, L2 – сигнальные лампы для индикации режима;
  • км1.1, км2.1 км1.2, км2.2 и ркф1 – нормально-разомкнутые контакты.
  • км1.3, км2.3 и ркф2 – нормально-замкнутые контакты.

Приведенная схема АВР практически идентична, той, что была представлена на рисунке 6 (А). Единственное отличие заключается в том, что в последнем случае используется специальное реле контролирующее состояние каждой фазы. Если «пропадет» одна из них или произойдет перекос напряжений, то реле переключит нагрузку на другую линию, и восстановит исходный режим при стабилизации основного источника.

АВР в высоковольтных цепях

В электрических сетях с классом напряжения более 1кВ реализация АВР более сложная, но принцип работы системы практически не меняется. Ниже в качестве примера приведен упрощенный вариант схемы понижающей ТП 110,0/10,0 киловольт.

Упрощенная схема ТП 110/10 кВ

Из приведенной схемы видно, в ней нет резервных трансформаторов. Это говорит о том, что каждая из шин (Ш1 и Ш2) подключена к своему питающему трансформатору (T1, T2), каждый из которых может на определенное время стать резервным, приняв на себя дополнительную нагрузку. В штатном режиме секционный выключатель СВ10 разомкнут. АВР контролирует работу ТП через ТН1 Ш и ТН2 Ш.

Когда перестает поступать питание на Ш1, АВР выполняет отключение выключателя В10Т1 и производит включение секционного выключателя СВ10. В результате такого действия обе секции работают от одного трансформатора. При восстановлении источника система ввод резерва перекоммутирует систему в исходное состояние.

Микропроцессорные бесконтакторные системы

Завершая тему нельзя не упомянуть о АВР с микропроцессорными блоками управления. В таких устройствах, как правило, используются полупроводниковые коммутаторы, которые более надежны, чем аппараты, выполняющие переключение с помощью контакторов.

Электронный блок АВР

Основные преимущества бесконтакторных АВР несложно перечислить:

  • Отсутствие механических контактов и всех связанных с ними проблем (залипание, пригорание и т.д.).
  • Отпадает необходимость в механической блокировке.
  • Более широкий диапазон управления параметрами срабатывания.

К числу недостатков следует отнести сложный ремонт электронных АВР. Самостоятельно реализовать схему устройства также не просто, для этого потребуются знания электротехники, электроники и программирования.

Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР

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:

Автоматический ввод резерва – АВР

В процессе эксплуатации энергосистем нельзя исключить вероятность создания аварийных ситуаций, вызванных техногенными или природными катастрофами. Поэтому для подключения токоприёмников различных категорий надёжности используют два и более не зависимых источника. Рассмотрим особенности применения АВР, их назначение, классификацию, регламентированные требования и прочие сопутствующие вопросы.

Назначение АВР

Системами АВР называют электрощитовые распределительные устройства для ввода и коммутации напряжения. Они предназначены для оперативного переключения оборудования, если по основному вводу произойдёт аварийный отказ. Автоматическая коммутация производится, благодаря тому, что устройством отслеживаются параметры подключения.

Аббревиатура АВР означает – автоматический ввод резерва, что исчерпывающе означает предназначение и принципиальное устройство указанного узла.

Устройство и принцип работы

Применяются АВР двух основных вариантов схем, с учётом приоритетности подключения:

  • одностороннего типа, в котором один вход является рабочим. Он используется до момента возникновения чрезвычайной ситуации. При возникновении проблем производится переключение на второй ввод, выполняющий роль резервного;
  • двухстороннего – когда рабочая и резервная секции не разделяются, обладая одинаковым приоритетом.

Чаще всего односторонние системы предусматривают возможность автоматического перехода на основную схему при восстановлении штатных характеристик. Для двухсторонних данная необходимость отсутствует, поскольку нет разницы, с какого входа запитана энергосистема.

Характеристики сети отслеживаются посредством реле, контролирующего параметры напряжения, и микропроцессорных управляющих модулей. Но для всех устройств принцип работы аналогичен. Его можно понять, рассмотрев следующую схему:

Рисунок выполнен с использованием следующих обозначений:

  • N – нулевая фаза;
  • А – основное подключение;
  • В – запасной ввод;
  • L – лампа, сигнализирующая о наличии питания;
  • К1 – реле в виде катушки;
  • К1.1 – клеммы.

При штатной ситуации схема подключается через лампу L и обмотку К1. При таком режиме клеммы, находящиеся в замкнутом и разомкнутом состоянии изменяют занятые позиции, а схема подключена через главный ввод А.

При перебоях питания на вводе А, на обмотку прекращается подача тока, о чём свидетельствует погасшая лампа индикатора. Как результат, система переключается на питание от запасного источника В.

Если характеристики восстановились, включившееся К1 переводит работу схемы в исходное положение.

Данный анализ характеризует, в сильно сокращённом примере, функционирование одностороннего АВР.

Классификация

Системы АВР выпускаются в разных исполнениях, классифицируемых по таким признакам:

  1. Числу линий резерва – обычно их используется два, но, в целях повышения надёжности, число резервных входов может быть увеличено.
  2. Типа сети – могут использоваться трёхфазные или однофазные устройства. Последние характерны для бытовых схем, предполагающих применение резервных генераторов.
  3. Величине напряжения – в пределах 1 кВ или высоковольтных.
  4. Времени срабатывания.

Учитывая разновидность и особенности конструкции, указанные устройства могут применяться в быту или промышленном производстве.

Требования к АВР

Предполагается соответствие АВР таким условиям:

  • обеспечивать переход на запасной режим подключения, если возникнет нештатная ситуация;
  • максимально оперативно восстанавливать энергоснабжение;
  • сохранять обязательность разового переключения – не допускать несколько переключений из-за КЗ или по другому поводу;
  • главный ввод должен выключаться автоматически, до подключения резервного входа.
Читайте также:  Как сделать генератор электрического тока в домашних условиях

Данное устройство должно контролировать характеристики сети, срабатывая при их отклонении от номинального значения.

Возможные способы реализации АВР с анализом работы

Функционирование АВР проще проанализировать на анализе нескольких типовых решений, указанных далее.

Простые

На рисунке указана типовая система, переключающая бытовую сеть на работу от резервного генератора:

Данная схема предусматривает дополнительно защиту сети от КЗ, наличие электрического и механического блокирования, исключающего одновременное подключение обоих источников.

На рисунке представлены следующие элементы:

  • АВ1 и АВ2 – коммутаторы двухполюсного типа на главном и запасном входе, срабатывающие автоматически;
  • К1 и К2 – контакторные катушки;
  • К3 – реле напряжения;
  • К1.1, К2.1, К3.2, К3.1 – контакторные клеммы нормально-замкнутого типа;
  • К1.2, К2.2, К3.2, К2.3 – клеммы нормально-разомкнутого типа.

При нормальной работе К3 подключена, со срабатыванием посредством реле К3.2 и отключением К3.1. Подключена обмотка К2, замыкая К2.2 и К2.3, размыкая К2.1, являющегося электрическим блокированием, исключающим включение К1.

При создании аварийной ситуации, ток перестаёт поступать на обмотку К3, с занятием клемм реле начального положения. К1 отключается, изменяется статус клемм К1.1 и К1.2. К1.1 обеспечивает защищает сеть, исключая включение К2. К1.2 убирает блокировку нагрузки.

Срабатывание механической блокировки обеспечивается реверсивным устройством, представленным на рисунке в виде треугольного значка, вершиной книзу.

Схема подключения АВР на контакторах:

АВР в промышленной сфере

Промышленные системы работают в аналогичном порядке. На рисунке представлен типовой вариант шкафа АВР:

  • АВ1, АВ2 – защитные устройства трехполюсного типа;
  • S1, S2 – механические коммутационные устройства;
  • КМ1, КМ2 – контакторные устройства;
  • РКФ – фазные контролирующие реле;
  • L1, L2 – индикаторные модули;
  • км1.1, км2.1, км2.2, ркф1 – клеммы в разомкнутом состоянии при нормальном режиме;
  • км1.3, км2.3, ркф2 – замкнутые клеммы.

Система функционирует по аналогичному принципу, но применяется реле, выполняющее контроль по каждой фазе. В случае перекоса или пропажи питания, схема переключается на запасной ввод, возвращаясь в штатный режим при восстановлении нормальных характеристик.

АВР для высоковольтных линий

Для систем высокого напряжения порядок работы сохраняется прежний, но конструкция устройства усложняется:

Представленная система исключает применение резервных трансформаторов. Шины Ш1 и Ш2 задействованы соответственно через трансформаторы Т1 и Т2, равнозначными по значению. При нормальной работе характерно разомкнутое положение секционного коммутирующего элемента СВ10, с контролем работы ТП от ТН1 Ш и ТН2 Ш.

При прекращении подачи питания на Ш1, отключается выключатель В10Т1, и включается СВ10. При этом напряжение на обе секции подаётся от одного трансформатора. При нормализации ситуации, схема возвращается в исходное положение.

Виды АВР для высоковольтной сети:

Микропроцессорные бесконтактные системы

Для микропроцессорных управляющих блоков используются АВР на полупроводниковых элементах, отличающихся большей надёжностью.

Блок АВР

Такие системы обладают следующими достоинствами:

  • исключением механических соединений, что позволяет избавиться от связанных с этим неудобств в виде дефектов указанных контактов;
  • пропадает надобность использования механического блокирования;
  • расширенным спектром регулировки характеристик переключения.

К минусам стоит отнести сложность в ремонте и непростую конструкцию, разобраться в которой по силам только квалифицированным специалистам.

Применение АВР позволяет обеспечить штатный режим эксплуатации энергосистем, как в условиях бытового потребителя, так и на промышленных предприятиях.

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

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: H1 – 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.

Читайте также:  Ремонт выключателей света: принцип работы и устройство

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.

Устройства АВР, назначение, основные требования.

Ответ: Автоматическое включение резерва (АВР) предназначено для переключения потребителей с поврежденного источника питания на исправный, резервный. В системах сельского электроснабжения устройства АВР применяют на двухтрансформаторных подстанциях 35 – 110/10 кВ (местные АВР) и на линиях 10 кВ с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом режиме (сетевые АВР).

В связи с появлением потребителей первой категории по надежности электроснабжения (животноводческие комплексы) начинают внедрять устройства АВР на ТП-10/0,38 кВ, на линиях 0,38 кВ и на резервных дизельных электростанциях.

К схемам АВР предъявляются следующие основные требования:

• АВР должно обеспечиваться при непредусмотренном прекращении электроснабжения но любой причине и при наличии напряжения на резервном источнике питания;

• АВР должно осуществляться с минимально возможным временем действия;

• АВР должно быть однократным;

• АВР должно обеспечивать быстрое отключение резервного источника при включении на устойчивое к.з., для этого рекомендуется выполнять ускорение защиты после АВР (аналогично тому, как это делается после АПВ);

• в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности цепи включения резервного оборудования.

Для пуска АВР при исчезновении напряжения основного источника используется реле минимального напряжения. В некоторых случаях роль пускового органа выполняет реле времени с возвращающимся якорем (в нормальном режиме реле времени находится постоянно под напряжением и якорь притянут).

Уставка срабатывания этих реле обычно, если не имеется конкретных данных, выбирается из условия

Время срабатывания пускового органа устройства АВР (tср.АВР) выбирается по следующим условиям: • по отстройке от времени срабатывания тех защит, в зоне действия которых повреждения могут вызвать уменьшение напряжения ниже принятого по условию

где tс.з — наибольшее время срабатывания указанных защит;

Δt — ступень селективности, принимаемая равной 0,6 с при использовании реле времени со шкалой до 9 с и равной 1,5…2 с со шкалой до 20 с;

• по согласованию действия АВР с другими устройствами автоматики (например, АПВ линии, по которой осуществляется подача энергии от основного источника питания)

где tс.з.л — наибольшее время действия защиты линии (элемента системы электроснабжения), передающей энергию потребителям, для которых осуществляется АВР;

t1АПВ — время цикла неуспешного АПВ этой линии;

tзап — запас по времени, принимаемый равным 2 – 3,5 с.

В сельских электрических сетях применяются сетевые АВР, которые обеспечивают резервирование потребителей, подключенных к линиям с двусторонним питанием, работающих в разомкнутом (условно-замкнутом) режиме (рис. 1, а)

Сетевые АВР представляют собой комплекс аппаратов, в который входят:

• само устройство АВР, переключающее питание сети на резервный источник путем включения выключателя пункта АВР (3В, рис. 1), который отключен в нормальном режиме работы схемы;

• устройства, обеспечивающие при необходимости автоматическую перестройку релейной защиты перед изменением режима работы сети при АВР;

• устройство делительной автоматики минимального напряжения (действует па отключение 1В и 5В, рис. 1,а), которое предотвращает подачу напряжения от резервного источника на поврежденный рабочий источник питания (на рабочую линию, трансформатор и т. п.), а также на некоторые другие устройства.

Рис. 1 Схема сетевого АВР для сельских сетей 10 кВ (на выключателе с пружинным приводом): a — поясняющая первичная схема сети 10 кВ; б — схема цепи напряжения пускового органа АВР; в — схема АВР и управления аыключателя 3 (пункта АВР).

На рисунке 1, в показана схема сетевого АВР для выключателей с пружинным приводом, наиболее распространенным в сельских сетях 10 кВ. На пункте АВР (рис. 1,а) установлена ячейка (шкаф) КРУН с выключателем 3В, оборудованным сетевым АВР и релейной защитой.

Действие пускового органа АВР обеспечивается от трансформаторов напряжения ТН1 и ТН2 (по два или по одному ТН с каждой стороны), которые являются источниками оперативного тока для всех устройств пункта АВР. При этом питание шинок управления 1ШУ и 2ШУ (рис. 1,в) осуществляется либо от ТН1, либо от ТН2 с автоматическим переключением на ТН неповрежденной линии.

При исчезновении питания, например со стороны подстанции А, срабатывают реле напряжения 1РН, 2РН. При наличии напряжения со стороны подстанции Б запускается реле времени 1РВ и через заданное время замыкает контакт 1РВ в цепи электромагнита включения ЭВ выключателя 3В.

Если пружины привода заведены (контакт КГП1 замкнут), выключатель включается. При успешном АВР через замкнувшийся вспомогательный контакт 3ВЗ включается двигатель и заводит пружины привода. При неуспешном АВР (включение на к.з. с последующим отключением от защиты) контакт ЗВЗ остается разомкнутым и пружины не заведены (продолжительность полного завода пружин 6. 20 с). Этим обеспечивается однократность АВР.

В данном случае для подготовки привода к включению необходимо вручную перевести устройство 2ОУ в положение 2—3. При неисправностях в цепях TН1 или ТН2 отключается соответствующий автомат АВ н своим вспомогательным контактом АВ1 или АВ2 выводит из действия устройство АВР для работы в сторону поврежденного ТН.

Если уставки tср.АВР при исчезновении напряжения со стороны источников А и Б существенно отличаются, то устанавливают второе реле 2РВ (на схеме не показано), так что реле 1РВ запускается по цепи 1PH, 2РН, АВ1, а реле 2РВ — по цепи 3РН, 4РН, АВ2.

Работу схемы АВР трансформаторов проверяют на стенде (рис.2).

Рис. 2. Схема устройства АВР (включение секционного выключателя) на двухтрансформаторной подстанции.

Принципиальная схема АВР, показанная на рисунке 2, позволяет при помощи секционного выключателя СВ автоматически подавать питание на шины секции I или II при аварийном отключении трансформаторов Т1 или Т2.

Рассмотрим работу схемы при включении резервного питания на шины секции I.

Потребители секции I нормально питаются от трансформатора T1, а автоматическое резервирование их питания осуществляется включением СВ.

Автоматическое резервное питание подается при исчезновении напряжения на шинах секции I вследствие:

• отключения источника питания или линии электропередачи со стороны T1;

• короткого замыкания внутри трансформатора и на шинах секции I;

• непреднамеренного отключения трансформатора T1.

Схема АВР работает только при замкнутых контактах переключателя П. Обмотка реле однократного включения устройства АВР (РОВ) находится под напряжением и его контакт замкнут до тех пор, пока включен выключатель 1В1.

При исчезновении напряжения на шинах секции I реле минимального напряжения замыкает свои размыкающие контакты. Через его замкнутые контакты реле времени 1РВ получает питание и через определенную выдержку времени подает импульс на отключение трансформатора T1 (выключателей 1В и 1В1).

Обычно реле времени действует на промежуточное реле, которое своими контактами включает оперативные цепи выключателя. После отключения выключателей обмотка РОВ обесточивается, но возврат его контактов в исходное положение происходит с некоторой выдержкой времени. Время возврата немного больше времени включения выключателя СВ. Поэтому импульс на включение СВ успевает пройти через контакт РОВ и включить его, благодаря чему шины секции I получают питание от трансформатора Т2. После размыкания контакта РОВ цепь импульса на включение выключателя разрывается, чем обеспечивается однократность действия устройства АВР.

Для исключения ложных действий устройств АВР при сгорании предохранителей в цепи трансформатора напряжения ТН ставят два реле минимального напряжения РН с последовательным соединением их контактов. Кроме того, можно включить последовательно еще одно реле напряжения, которое питается от резервного источника и разрешает действовать устройству АВР при исчезновении напряжения на основной секции для данных потребителей только при наличии напряжения на шипах резервного питания.

|следующая лекция ==>
Взаимодействие устройств AIIB и релейной защиты.|Принцип построения схем АВР. Выбор параметров срабатывания АВР.

Дата добавления: 2017-02-20 ; просмотров: 2309 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Ссылка на основную публикацию