К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), автоматической разгрузки по частоте и по току (АЧР и APT).
Учитывая, что устройства автоматики в системах электроснабжения работают сравнительно редко, основными требованиями, предъявляемыми к ним, являются простота и надежность.
Телемеханизация электроснабжения промышленного предприятия ограничивается обычно применением телесигнализации.
Экономическая эффективность автоматизации определяется главным образом сокращением числа обслуживающего персонала и уменьшением простоев промышленного производства. Поэтому считают, что автоматизация экономически целесообразна, если дополнительные ежегодные затраты на нее меньше вероятного ущерба от простоя при нарушении электроснабжения [25].
Рассмотрим основные средства автоматизации. В сетях напряжением выше 1000 В применяют масляные или воздушные выключатели с дистанционным пружинным или электромагнитным приводом, позво ляющим осуществить автоматическое включение и отключение, в том числе и действие АПВ и АВР.
Автоматическое включение резерва АВР должно предусматриваться для всех ответственных потребителей, поэтому на подстанциях, питающих Потребителей 1-й категории, АВР является обязательным.
Пуск в действие АВР может осуществляться реле минимального напряжения, контролирующим напряжение на отдельных секциях шин, или совместным действием этого реле и реле понижения частоты, что обеспечивает действие АВР в пределах 0,2—1 с после прекращения питания. Время действия АВР должно уменьшаться в направлении от потребителей к источнику питания и согласовываться с временем действия защит линий, отходящих от сборных шин резервируемой установки.
Успешное и эффективное действие АВР обеспечивается при достаточной мощности резервного источника питания или (при необходимости) автоматической разгрузкой по току (см. ниже).
Рассмотрим наиболее применяемые схемы АВР.
Схема АВР при напряжении выше 1000 В. Схема АВР, выполненная на секционном выключателе с пружинным приводом, приведена на рис. 12.17. В схеме имеется двигатель привода Д, отключаемый конечным выключателем ВК- Для питания реле блокировки РБ предусмотрен выпрямитель В. Выключатели В1 и В2 включены, В отключен. Готовность устройства АВР сигнализируется лампой ЛГ. Избиратель управления ИУ установлен в положение АВР. Реле минимального напряжения PHI — РН4 и реле блокировки РБ включены. Контакт пружинного привода Впр замкнут.
При исчезновении напряжения на первой секции срабатывают реле напряжения PHI и РН2 и включают реле РВ1 от трансформатора напряжения ТН1. Реле РВ1 с выдержкой времени через промежуточное реле РП1 отключает выключатель В1 и его блок-контакт В1 включает электромагнит Ввкл. Секционный выключатель В включается и восстанавливает .питание первой секции.
При исчезновении напряжения на второй секции схема работает аналогично. Реле блокировки РБ обеспечивает однократность действия АВР, так как при отключении выключателей вводов В1 или В2 реле РБ размыкает с выдержкой времени цепь включающего электромагнита Ввкл. При нарушении питания на второй секции схема работает аналогично. При включении на короткое замыкание секционный выключатель В отключится своей максимально-токовой защитой.^
Приведенная схема АВР широко применяется в сетях промышленных предприятий, так как она проста, надежна в эксплуатации и для ее питания не требуется оперативный постоянный ток. Аналогичная схема АВР секционного выключателя с электромагнитным приводом применяется на подстанциях, где имеется оперативный постоянный ток.
Схема АВР на контакторах. Схема АВР, выполненная на секционном чконтакторе, применяется для трансформаторов мощностью до 400 кВ-А (рис. 12.18). В исходном положении схемы автомат А, контакторы В1 и В2, реле напряжения РН1 и РН2 включены, секционный контактор КС выключен. Избиратель управления ИУ установлен в положение АВР.
К устройствам АПВ предъявляются следующие основные требования:
1) не должны действовать при отключении выключателя вручную, дистанционно или при помощи телеуправления;
2) должны исключать возможность многократного включения выключателя на короткое замыкание.
В механических устройствах АПВ включение выключателя происходит за счет энергии заведенной пружины привода или за счет энергии падающего груза. После каждого срабатывания привода действует автоматический моторный редуктор, заводящий пружину. Достоинство механического устройства АПВ—отсутствие аккумуляторных батарей или компрессорных установок, необходимых при применении выключателей с электромагнитными или пневматическими приводами.
Автоматическая разгрузка по частоте (АЧР) и току (APT). Нарушение баланса между мощностью, вырабатываемой генераторами электростанции или энергосистемы, и мощностью, требуемой промышленными предприятиями, приводит к изменению частоты тока в электрической сети (см. гл. 7).
Автоматические устройства АЧР. Эти устройства действуют при снижении частоты сети ниже допустимой и применяются для поддержания частоты на необходимом уровне.
Существует два метода АЧР: по абсолютному значению частоты и по скорости изменения частоты.
Первый метод АЧР применяют в системе электроснабжения промышленных предприятий. Он заключается в срабатывании реле частоты РЧ при определенном ее значении, задаваемом энергосистемой, что приводит к отключению части потребителей через промежуточное реле РП
Второй метод АЧР с отключением потребителей в определенной очередности применяется обычно в энергосистемах.
Автоматическая разгрузка по току (APT). Эта разгрузка применяется, когда при нарушении питания на одной линии или трансформаторе нагрузка переключается на другую линию или трансформатор, но их пропускная способность не покрывает всей нагруз.ки, даже с учетом допустимой перегрузки.
В этом случае в схеме APT используют токовые реле типа РТ-80 или РТ-40 и реле времени типа ЭВ с отстройкой срабатывания указанных реле от кратковременных перегрузок и токов самозапуска электродвигателей.
Автоматизация работы компенсирующих устройств. Чтобы обеспечить экономичную работу компенсирующих устройств, применяют автоматическое регулирование мощности конденсаторных батарей, которое может осуществляться в функции тока нагрузки, времени суток, напряжения и коэффициента мощности