Предприятий

 

Релейная защита – это только часть автоматики, которая получила применение в системах электроснабжения раньше других автоматических устройств. Однако только релейная защита не может обеспечить надежность и бесперебойность электроснабжения объектов. В этом можно убедиться на следующем примере. Распределительную подстанцию (РП) или ГПП на напряжении 6 – 10 кВ выполняют в виде двух секций шин. Каждая питающая линия (ввод) связана только со своей секцией и обеспечивает питание потребителей только своей секции. Очевидно, что при повреждении одной из линий и ее отключении, соответствующая секция будет обесточена. Питание потребителей секции прекратится. Электроснабжение потребителей секции может быть восстановлено, если включить секционный выключатель. Чтобы эту операцию осуществить максимально быстро, требуются устройства автоматики (в данном случае – устройство АВР).

Следовательно, основной задачей автоматизации в электроснабжении является обеспечение бесперебойной работы промышленных предприятий, что особенно важно для предприятий с ЭП I и II категорий надежности. Автоматизация позволяет уменьшить эксплуатационные расходы за счет перевода подстанций на работу без дежурного персонала.

Автоматизация в системах электроснабжения (СЭС) промпредприятий обеспечивается устройствами сетевой автоматики, самозапуском электродвигателей и диспетчерским управлением. К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ), автоматического включения резерва (АВР) и автоматической частотной разгрузки (АЧР).

К ним предъявляются следующие обязательные требования: простота и надежность. Выполнение этих требований обеспечивается за счет широкого применения в СЭС промпредприятий разомкнутых радиальных электрических сетей. В таких сетях устройства автоматики значительно повышают надежность и обеспечивают бесперебойность работы. Автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без дежурного персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала. Средства автоматизации и средства управления размещают на щитах управления (ЩУ) ГПП и в диспетчерских пунктах.

Рассмотрим общие принципы автоматических устройств.

Автоматическое включение резервных источников питания и электрооборудования является одним из основных видов автоматизации в электроснабжении промышленных предприятий.

Автоматическое включение резерва (АВР) обеспечивает бесперебойность электроснабжения, допускает раздельную работу линий и трансформаторов, благодаря чему уменьшаются токи КЗ и упрощается релейная защита.

На промышленных предприятиях устройствами АВР оборудуются выключатели линий, трансформаторов, электродвигателей и секционных выключателей. Большое распространение получили АВР секционных выключателей; это позволяет отказаться от явного резервирования трансформаторов и линий, используя их перегрузочную способность.

Бесперебойность электроснабжения с помощью АВР может быть обеспечена, если потребитель подключен к источнику питания двумя линиями или двумя трансформаторами. При этом возможны два случая:

1. Источники питания (или трансформаторы) работают раздельно, например, два трансформатора, каждый из которых работает на отдельную секцию шин подстанции (т.е. на часть нагрузки потребителя, рис. 8.3):

2. Потребитель получает питание от одного рабочего источника, а другой источник находится в резерве (рис. 8.4).

Рис. 8.3. Схема АВР с секционным выключателем

 

В первом случае нарушение электроснабжения на одной из секций шин, восстанавливается действием АВР. Это действие заключается во включении секционного выключателя на шинах подстанции. Питание потребителей при этом переводится на одну линию или на один трансформатор.

 

 

Рис. 8.4. Схема АВР с одним рабочим источником питания

 

Во втором случае резервный источник питания включается только после отключения рабочего источника. Оборудование в этом случае используется хуже (нормально отключенная линия, трансформатор).

Применение АВР обязательно для всех ответственных потребителей, поэтому на подстанциях, питающих потребителей первой категории надежности, АВР является обязательным. Пуск в действие АВР осуществляется реле минимального напряжения. Реле минимального напряжения контролируют напряжение на отдельных секциях шин.

Автоматическое повторное включение (АПВ). Любое короткое замыкание в электрической сети вызывает действие соответствующей защиты и отключение питающей линии, что приводит к перерыву электроснабжения. Однако, в ряде случаев КЗ может иметь кратковременных характер, и нарушенная изоляция может восстанавливаться (например, при поверхностных разрядах на изоляторах, при кратковременном перекрытии проводов воздушных линий и т.п.). Чтобы быстрее восстановить электроснабжение объектов, применяют АПВ. К устройствам АПВ предъявляются следующие требования:

- АПВ не должно действовать при отключении выключателя персоналом;

- при АПВ должна быть предусмотрена блокировка от многократных включений выключателя на существующее (неустраненное) короткое замыкание;

- АПВ не должно срабатывать при действии защит, реагирующих на повреждения, не сопровождающиеся самовыключением (например, газовая защита трансформатора).

Автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Определяющим показателем качества электроэнергии является постоянство частоты сети. Отклонение частоты допускается в пределах ± 0,1 Гц (временно ± 0,2 Гц).

Снижение частоты сверх нормируемых значений происходит при нарушении баланса между мощностью, вырабатываемой генераторами электростанции или энергосистемы, и мощностью потребляемой потребителями промышленных предприятий. Рост нагрузки потребителей приводит к недопустимой перегрузке генераторов, в результате чего уменьшается частота их вращения, следовательно, снижается частота в сети.

Устройства АЧР действуют на отключение части потребителей при частоте в сети ниже допустимой.