Автоматика в системах электроснабжения

 

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