1.4. Устройства автоматического включения резервного питания

В качестве устройств АВР можно применять [83,119,123] бесконтактные коммутационные аппараты (БКА, Solid State) - новый класс коммутационного оборудования, основанный на применении тиристорных ключей переменного то­ка. Использование свойств тиристора управляемости и скорости включения по­зволяет применять оригинальные методы управления и контроля за развитием аварийного процесса в системе электроснабжения.

Токоограничивающее устройство шунтового типа(ТОУ) пред-назначено для повышения коммутационной способности выключателей среднего напряже­ния 6-10 кВ. Принцип действия ТОУ основан на эффекте гибридного тиристорно-контактного аппарата. ТОУ автоматически в момент КЗ снижает ток в отключае­мом аппарате путем подключения шунтирующего контура (рисунок 1.2). Быстродействие тиристорного ключа обеспечивает управление аварийным режимом уже на интервале действия апериодической составляющей тока КЗ.

Рис. 1.2. Схема подключения токоограничивающего устройства к СЭС и осцилло­граммы переходных процессов

Как видно из осциллограмм, ТОУ ограничивает ток КЗ через выключатель аварийного присоединения уже на интервале действия апериодической состав­ляющей, а на интервале отключения аварийного фидера коэффициент токоограничения находится в пределах 2-3 ед.

Применение ТОУ в одном из районов кабельной сети Перми позволило отказаться от замены выключателей на подстанции, повысить надежность эксплуа­тации кабелей. ТОУ выпускается на токи от 10 до 30 кА для повышения коммута­ционной способности выключателей на подстанциях с трансформаторами от 25 до 63 МВА и конструктивно размещается в стандартной ячейке КСО.

Тиристорный автоматический переключатель сети (ТАПС) предназ-на­чен для переключения нагрузки на неповрежденный источник (рисунок 1.3). Благода­ря быстродействию тиристорного ключа время переключения находится в преде­лах 2-4 мс, что предотвращает выход из работы электро-приемников подключен­ных к ТАПС. Это техническое решение может существенно снизить бестоковую паузу при переключении.

Рис. 1.3. Схема подключения ТАПС к системе электроснабжения

Существуют следующие устройства БАВР:

1. Автоматический переключатель секции шин (АПСШ) предлагаемый ГУП «Институт энергетической электроники», г. Санкт-Петербург.

2. Устройство тиристорного АВР (ТАВР), предлагаемое тем же разработ-чиком.

3. Аналоговый блок пускового устройства для КРУ 6(10) кВ типа БЭ 8302, предназначенный обеспечивать в комплекте с быстродействующими вакуумными выключателями бесперебойное электроснабжение синхронных двигателей ответ­ственных механизмов при различных аварийных ситуациях в энергосистемах. ПУ АВР разработано в 1988 г. на основании авторского свидетельства МЭИ, в работе над которым принимали участие ученые МЭИ и ВЭИ [10,11].

4. Устройство АВР типа SUE 3000 компании АББ, Германия [136-138].

5. Интеллектуальный аналоговый контроллер АВР М-0272А/М-0236В компании Beckwith Electric Co., Inc., США.

6. Микропроцессорный контроллер АВР М-4272 компании Beckwith Electric Co., Inc., США.

7.Сверхбыстродействующий выключатель BB/TEL-10-31,5/2000 Q

Рассмотрим подробно каждое из этих устройств.

Автоматический переключатель секции шин (АПСН1) предназначен для ус­тановки на двухсекционных подстанциях напряжением 6(10) кВ с быстродейст­вующими секционными выключателями.

АПСШ предназначен для сохранения в работе электропотребителей с двига­тельной нагрузкой при возникновении аварийного режима - потери питающего напряжения на одном из вводов 6(10) кВ подстанции. Это достигается путем мак­симально быстрого синхронизированного переключения на исправный ввод без возникновения сверхтоков и с использованием существующего подстанционного вакуумного секционного выключателя. На рисунок 1.4 приведена структурная схема включения АПСШ-6(10) кВ в составе подстанции.

Рис. 1.4. Структурная схема включения АПСШ в состав подстанции

Таким образом, в задачи АПСШ входит:

• максимально быстро определить аварийный ввод; •

• выдать команду на отключение соответствуюшего вводного выключателя и проверить исполнение этой команды;

• определить скорость выбега двигательной нагрузки па отключенной аварийной секции шин. На основании полученной величины скорости производится расчет времени опережения выдачи сигнала на включение вакуумного секционного выключателя с учетом собственного времени его включения. Время опере­жения определяется таким образом, чтобы реальное замыкание контактов сек­ционного выключателя произошло при разности фаз напряжений здоровой и аварийной секций в диапазоне от 330° до 15°, что гарантирует минимальные пусковые токи;

• в расчетный момент времени выдать команду на включение секционного вы­ключателя и получить подтверждение ее выполнения;

• при восстановлении напряжения на отключенном вводе включить вводной вы­ключатель и отключить секционный выключатель.

Алгоритм работы АПСШ основан на анализе изменения параметров элек­троэнергии на секциях шин в аварийных режимах. Рассматриваются основные аварийные ситуации в энергосистеме и работу АПСШ в зависимости от положе­ния его органов управления и состояния вводных и секционного выключателей подстанции. Нарушения в работе системы электроснабжения подстанции сводят­ся к следующим причинам:

• отключение линий, питающих вводные выключатели;

• отключение вводного выключателя;

• короткое замыкание выше вводных выключателей;

• короткое замыкание ниже вводных выключателей.

Первые две ситуации характеризуются выбегом электродвигателей, сопро­вождающимся увеличением угла фазового рассогласования между одноименными напряжениями на поврежденной секции и напряжениями на исправной секции.

При этом из-за постоянства потокосцепления в первое время напряжение на зажимах двигателей изменяется незначительно.

В качестве порога выявления этого признака принято фазовое рассогласование (отстающее) больше 15° при напряжении на этой секции шин выше 0,6 U_ном.

Короткие замыкания в системе характеризуются значительными снижениями напряжения на аварийной секции шин, как правило ниже 0,6 U_ном. При этом могут возникнуть значительные по величине углы фазового рассогласования меж­ду одноименными напряжениями на поврежденной секции и напряжениями на ис­правной секции. В отличие от рассмотренного выше случая угол фазового рассо­гласования возникает скачком.

При несимметричных коротких замыканиях могут появляться также скач­ком значительные углы фазового рассогласования (но только в двух фазах и с раз­ными знаками).

Скачки фазового угла рассогласования более 15° игнорируются синхрони­затором АПСШ.

Если короткое замыкание произошло выше вводного выключателя, то через трансформатор тока протекает ток подпитки от электродвигателей, подключен­ных к этой секции шин. Ток подпитки по величине значительно меньше значения тока КЗ сети, поэтому датчик максимального тока не срабатывает.

Таким образом, признаком, по которому выдается команда на отключение вводного выключателя, является:

снижение напряжения хотя бы в одной фазе ниже уровня 0,6 от U_ном;

отсутствие срабатывания датчика максимального тока.

Выдастся команда на отключение вводного выключателя аварийной секции шин и только после восстановления напряжется на этой секции выше уровня 0,6 U_ном, синхронизатор АПСШ начинает измерение углов расхождения фаз и рас­чет времени выдачи команды на включение секционного выключателя.

Следует иметь в виду, что отключение вводного выключателя должно про­изводиться без гашения поля синхронных машин, получающих питание от ава­рийной секции шин, что значительно улучшает качество переходного процесса после включения секционного выключателя.

Во всех рассмотренных выше случаях АПСШ формирует команду на от­ключение выключателя аварийного ввода только, если напряжение на исправной секции шин выше 0,8 U_ном.

Если напряжение на исправной секции шин ниже0,8 U_ном, АПСШ снимает запрет штатного АВР, работа АПСШ блокируется и дается разрешение на работу штатного АВР. Блокировка работы АПСШ длится до момента восстановления на­пряжения на исправной секции выше 0,8 U_ном но не менее чем через 20 секунд.

После прихода сигнала с НО БК вводного выключателя об отключении вво­да (рисунок 1.4) система управления проверяет правильность определения места ко­роткого замыкания: если после отключения вводного выключателя, напряжение на отключенном вводе стало выше 0,85 U_ном, то отключение было ошибочным и дальнейшая работа АПСШ блокируется.

При коротком замыкании ниже вводного выключателя через трансформатор тока протекает ток короткого замыкания системы, что приводит к срабатыванию датчика максимального тока (рисунок 1.4). В этом случае АПСШ не производит пере­ключение вводного и секционного выключателей.

Алгоритм работы пускового устройства во многом схож с устройством ТАВР от того же производителя, а отличие заключается в дополнительном ис­пользовании тиристорного ключа параллельно секционному выключателю РУ. Рассмотрим работу ТАВР как его последователя.

Устройство ТАВР (рисунок 1.5) построено на использовании тиристор-ного клю­ча в комплекте со штатным секционным выключателем.

Тиристорное устройство автоматического ввода резерва (ТАВР) предназ-на­чено для установки на РУ напряжением 10 кВ.

ТАВР предназначен для повышения надежности работы электро-потребите­лей при потере питания на одном из вводов 10 кВ. ТАВР производит синхронное переключение неисправной секции сборных шин на резервный ввод. При восста­новлении напряжения на отключенном вводе ТАВР осуществляет включение вводного выключателя с последующим отключением секционного выключателя.

ТАВР - 10 кВ предназначен для сохранения в работе электропотребителей с двигательной нагрузкой при возникновении аварийного режима - потери питаю­щего напряжения на одном из вводов 10 кВ РУ, путем максимально быстрого пе­реключения на исправный ввод без возникновения сверхтоков. Оптимизация пе­реходных процессов обеспечивается синхронизацией момента включения ТАВР с углом расхождения фаз напряжений выбегающих двигателей с напряжениями ис­правной секции шин в диапазоне от 0° до 30°.

Рис. 1.5. Структурная схема включения ТАВР-10 кВ в состав РУ

ТАВР - 10 кВ обеспечивает регистрацию аварийных процессов, приводящих к его срабатыванию, и позволяет осуществлять обмен информацией по интерфей­су 485 в соответствии с протоколом MODBUS RTU о текущем состоянии ТАВР с внешними системами сбора данных.

Нарушения в работе системы электроснабжения РУ сводятся к следующим причинам:

• отключение линий питающих вводные выключатели;

• отключение вводного выключателя;

• короткое замыкание выше вводных выключателей;

- короткое замыкание ниже вводных выключателей.

Первые две ситуации характеризуются:

- отсутствием тока через вводной выключатель;

- выбегом электродвигателей, сопровождающимся увеличением угла фазового рассогласования между одноименными напряжениями на поврежденной сек­ции и напряжениями на исправной секции.

В этих случаях система управления ТАВР выявляет расхождение фазового угла более 15° во всех трех фазах и отсутствие тока через ввод. При выполнении этих условий выдается команда на отключение вводного выключателя. После прихода сигнала с блок-контактов вводного выключателя об отключении ввода, система управления проверяет возможность подключения двигательной нагрузки на исправную секцию без возникновения сверхтоков, что возможно, если угол фа­зового рассогласования не превышает 30°, и при выполнении этого условия выда­ет команду на включение тиристорного коммутатора. После проверки наличия то­ков через тиристорный коммутатор, выдается команда на включение секционного выключателя и после получения подтверждения о его включении, тиристорный коммутатор ТАВР отключается.

Короткие замыкания в системе характеризуются значительными снижения­ми напряжения на аварийной секции шин, как правило, ниже 0,6 U_ном при этом срабатывают датчики контроля напряжения секции шин и напряжения выше вводного выключателя.

При коротком замыкании выше вводного выключателя через трансформа­тор тока, установленный на вводном выключателе, протекает ток, обуслов-ленный током подпитки от двигательной нагрузки. Этот ток меньше уставки максималь­ного тока (I_max) датчика тока, и в этом случае не формируется сигнал наличия I_max.

Таким образом, при снижении напряжения секции шин хотя бы в одной фа­зе ниже 0,6 U_ном напряжения выше вводного выключателя ниже 0,9 U_ном и отсут­ствии сигнала I_max датчика тока, выдается команда на отключение вводного вы­ключателя. После прихода сигнала с блок-контакга вводного выключателя об от­ключении ввода, система управления проверяет, что напряжение выше вводного выключателя аварийной секции шин осталось ниже 0,9 U_ном. Затем проверяется вхождение угла фазового рассогласования в установленный допуск ±30°, и при выполнении этих условий дается разрешение на включение тиристорного комму­татора.

При коротком замыкании ниже вводного выключателя через трансформатор тока протекает ток короткого замыкания системы, что приводит к срабатыванию ка­нала максимального тока в датчике тока. В этом случае работа ТАВР запрещена.

Все описанные выше переключения разрешаются, если напряжение на ис­правной секции шин выше 0,8 U_ном. В случае, если это напряжение при возник-но­вении аварийной ситуации упало ниже уровня 0,8 U_ном и не восстановилось в те­чение 20 мс, ТАВР блокируется и дает разрешение на работу штатного АВР.

Тиристорные АВР имеют минимально возможное время переключения при синфазных сетях - не более 3 мс, в несинфазных сетях включение резерв-ного вво­да происходит в момент перехода напряжения основного ввода через ноль. Типо­вая схема включения ТАВР и переходные процессы, связанные с потерей питания на вводе 1,приведены на рисунок 1.6[102].

Рис. 1.6. Типовая схема тиристорного АВР и режима его работы

ТАВР снижает надежность работы существующих схем АВР, требует допол­нительного, не простого с точки зрения энергетиков решения по размещению уста­навливаемого оборудования. К недостаткам ТАВР можно отнести большие тепловы­деления (до нескольких кВт) при больших токах нагрузки. При отсутствии двига­тельной нагрузки на аварийной секции шин ТАВР не осуществляет переключения из-за отсутствия условий синхронизации. Стоимость тириcторных АВР выше стои­мости АВР на электромеханических аппаратах той же мощности. Алгоритм работы устройства ТАВР требует доработки, так же, как и ТАПС.

Разработанный на основании авторских свидетельств [10,11] аналоговый БАВР типа БЭ 8302 в качестве своих пусковых органов использует шесть реле минимального напряжения, включенных на напряжения первой и второй секции шин; два блокирующих реле направления мощности, каждое из которых контролирует направление передачи мощности прямой последовательности питающего ввода; пусковой и блокирующий блоки контроля угла между одноименными напряжениями прямой после-довательности первой и второй секции шин; блок логики; блоки выходных и приемных реле; элементы диагностики; блок питания. В схеме (рисунок 1.7) приняты следующие обозначения [10,11,84]:

I_AB1 - разности токов фаз А и В первого ввода;

I_BC1 - разности токов фаз В и С первого ввода;

U_AB1,U_BC1,U_CA1 - линейные напряжения первой секции шин;

I_AB2 - разности токов фаз А и В второго ввода;

I_BC2 - разности токов фаз В и С второго ввода;

U_AB2,U_BC2,U_CA2 - линейные напряжения второй секции шин;

U_п1,U_п2 - напряжения подпитки от первой и второй секций шин;

1- блокирующее реле направления мощности, реагирующее на изменение мощности прямой последовательности первого ввода;

2, 3, 4 - пусковые реле минимального напряжения, реагирующие на умень­шение напряжений первой секции шин;

5, 6, 7-пусковые реле минимального напряжения, реагирующие на умень-шение напряжений второй секции шин;

8 - блокирующее реле направления мощности, реагирующее на изменение мощности прямой последовательности второго ввода;

9,10 - соответственно, пусковой и блокирующий блоки контроля угла, реаги­рующие на изменение угла напряжения прямой последовательности первой секции шин относительно угла напряжения прямой последовательности второй секции шин;

11,12, 20,21,22, 25,26, 27 - логические элементы ИЛИ;

Рисунок 1.7. Структурная схема аналогового быстродействующего АВР БЭ8302

13,23,24 - элементы задержки на срабатывание;

14, 15, 16, 17, 18, 19, 28, 29, 30 - блоки запрета, обеспечивающие запреще­ние прохождения рабочих сигналов при наличии блокирующих сигналов;

31,32,33 - выходные исполнительные реле;

Q1 - выключатель первого ввода;

Q2 - выключатель второго ввода;

Q3 - секционный выключатель;

БК - блок-контакты выключателей;

P3I, РЗII, P3III - основные релейные защиты первого, второго вводов и секционного выключателя.

Кроме указанных блоков, пусковое устройство (ПУ) БАВР содержит стаби­лизированный блок питания, который на функциональной схеме не приведен.

В нормальном режиме двигательной нагрузки и при возникновении КЗ на контролируемых секциях шин реле направления мощности 1 и 8 находятся в сра­ботанном состоянии и через блоки 14-18 и 28, 29, 30 обеспечивают блокирование работы ПУ БАВР.

В случае КЗ в цепи источника питания первого ввода реле направления мощности 1 возвращается в исходное состояние. При этом срабатывают реле ми­нимального напряжения 2-4 и через блоки 11, 14,20,23,28,31 действуют на откл­ючение выключателя Q1. Если по условиям быстродействия и эксплуатации допу­скается режим одновременного БАВР, в котором ожидается, что выключатель Q1 отключится раньше, чем включится выключатель Q3, то через дополнительный диод допускается воздействие сигнала отключения Q1 также на вход блока 26. При этом через блоки 26, 30,33 обеспечивается сигнал на включение выключате­ля Q3 (т.е. ПУ БАВР действует в режиме одновремен-ного БАВР).

Если по условиям эксплуатации режим одновременного БАВР не допуска­ется, то за счет снятия дополнительных диодов VD20, VD21 (не указаны в схеме), включение секционного выключателя Q3 обеспечивается лишь после замыкания блок-контактов выключателя Q1 «Отключено», когда через блоки 26, 30, 33 обес­печивается сигнал на включение резервного питания. Действие на отключение выключателя Q1 и последующее включение резервного питания возможно лишь при включенном положении выключателя Q2 и при наличии напряжения питания на шинах резервного источника. Если выключатель Q2 отключен, и отсутствует хотя бы одно из между фазных резервных напряжений питания, то через блоки 28, 14 запрещается БАВР. Блоки 10 и 27 запрещают противофазный БАВР. При этом разрешается быстродействующее пере-ключение с углом расхождения напряже­ний секций не более заданного φ_бл = 20°…95° или синфазный БАВР с углом расхо­ждения не менее (360° - φ_бл).

При исчезновении питания со стороны первого ввода и наличии двигатель­ной нагрузки синхронные электродвигатели переходят в генераторный режим и в течение определенного времени поддерживают напряжение на первой секции шин. При этом блок 1 возвращается в исходное состояние, а блоки 2-4 в первое время не работают. Однако, из-за уменьшения частоты напряжения на первой сек­ции шин относительно напряжения второй секции шин срабатывает блок 9 и че­рез блоки 13 и 18 обеспечивает работу БАВР. Блок 9 срабатывает при угле рас­хождения напряжения прямой последовательности первой секции шин отно­сительно напряжения прямой последовательности второй секции шин на угол, регулируемый в диапазоне от 10° до 85°. Блок 18 разрешает опережающий БАВР при срабатывании блока 9, если блоки 1, 5, 6, 7 находятся в состоянии возврата. Действие на отключение выключателя Q1 после включения выклю­чателя Q3 обеспечивается через блоки 15, 20. Срабатывание блока 15 возмож­но лишь при включенном положении выключателя Q3, если блок 1 находится в состоянии возврата, а блок 8 - в состоянии срабатывания.

Если в результате БАВР работает основная релейная защита секционно­го выключателя РЗIII , то запрещаются повторные БАВР через блоки 27, 22, 25. Включение секционного выключателя Q3 запрещается при работе релей­ных защит I или II вводов их замыкающими контактами через блок 27 (сигна­лами от РЗ I, РЗ II).

При возникновении КЗ в цепи источника питания второго ввода реле направле­ния мощности 8 возвращается в исходное состояние. При этом срабатывают соответ­ствующие реле минимального напряжения 5-7 и через блоки 12, 16,21,24, 29, 32 дей­ствуют на отключение выключателя Q2. При этом аналогично описанному выше мо­жет обеспечиваться одновременный БАВР или БАВР с контролем от блок-контактов Q2 «Отключено». Действие на отключение выключателя Q2 и последующее вклю­чение резервного питания возможно лишь при включенном положении выключателя Q1 и при наличии резервных напряжений питания. Если выключатель Q1 отключен, и отсутствует хотя бы одно из междуфазных напряжений питания, то через блоки 29 и 16 запрещается БАВР.

При исчезновении питания со стороны второго ввода блок 19 разрешает опережающий БАВР, если блоки 8, а также 2, 3, 4 находятся в состоянии возврата. Срабатывание блока 17 возможно лишь после включения выключателя Q3, если блок 8 находится в состоянии возврата, а блок 1 - в состоянии срабатывания.

Таким образом, обеспечивается адаптируемый АВР, когда при исчезновении питания разрешается опережающий АВР, а при возникновении КЗ в питающей линии - одновременный АВР или АВР с контролем от блок-контактов отключившегося вводного выключателя. Указанное исключает возможность включения резервного источника питания на неотключенное КЗ и обеспечивает высокое быстродействие устройства при исчезновении питания.

В кассету устройства установлены следующие блоки:

• El, Е2 - блоки преобразователей напряжения типа Д1420;

• ЕЗ, Е4, Е5 - блоки измерительные минимального напряжения типа Н0211;

• Е6 - пусковой блок контроля угла типа Ф1072;

• Е7 - блокирующий блок контроля угла типа Ф1073;

• Е8 - блок логики типа Л1770;

• Е9 - блок выходных реле типа Э1041;

• Е10, E11 -блок коммутатора типа Л10210;

• Е12, Е13 - блок реле мощности типа Ml 140;

• Е14 - блок приемных реле типа Р1191;

• Е15 - блок стабилизатора напряжения типа П0211;

• Е16 - блок питания преобразовательный типа П0110.

Внутрикассетные связи устройства, обеспечивающие электрические соеди­нения между типовыми блоками Е1-Е16, а также с клеммниками XT, выполнены с помощью модифицированной накрутки, что обеспечивает технологичность при изготовлении. Связи между клеммниками и штепсельными разъемами ХА1 и ХА2, предназначенными для внешних присоединений, выполнены с помощью пайки, что повышает надежность соединений в условиях повышенных вибрацион­ных нагрузок.

Время срабатывания ПУ АВР (с учетом выходных реле) составляет не более 0,06 с при отсутствии тока и скачкообразном изменении входного напряжения от 1,6 до 0,8 значения напряжения срабатывания. Время срабатыва-ния ПУ АВР не более 0,04 с при отсутствии тока и скачкообразном изменении фазы аварийного напряжения номинальной величины относительно резервного от 0 до 180°. Время возврата реле мощности при скачкообразном сбросе тока на его входе с 50-кратного значения от срабатывания до нуля не более 0,05 с.

Разработанный МЭИ (при участии ВЭИ, ВНИИР) аналоговый БАВР являет­ся разработкой 20-летней давности и построен на элементной базе того времени, морально и технически устарел. Требуют доработки: алгоритмы быстродействую­щего АВР; датчики учета углов рассогласования первой и второй секций; датчики направления мощности и минимального напряжения на шинах секций. Устройство обладает низким быстродействием по сравнению с современными микропроцессорными аналогами.

БАВР АББ имеет две модификации - HSTD (High Speed Transfer Device) и HSTS (High Speed Transfer System). Их отличие друг от друга [136-138] заключа­ется в том, что устройство HSTD состоит из одного микропроцессорного терми­нала SUE 3000 и пуск БАВР осуществляется по дискретным сигналам от сторон­них защит, установленных на вводах подстанции (например, REF542plus, диффе­ренциальные зашиты питающего секцию трансформатора, воздушных линий); второй комплекс обязательно снабжается микропроцессорными устройствами REF542plus, которые регистрируют аварийные события на вводах подстанции и инициируют пуск устройства SUE 3000 по быстродействующим оптическим кана­лам связи FDI/VS. В обоих устройствах возможен пуск по напряжению, реализуе­мый непосредственно в терминале SUE 3000.

Комплекс БАВР HSTD может иметь ряд конфигурации, позволяющих ин­сталлировать его на односекционные (с двумя вводами) и двухсекционные под­станции (с секционированием с помощью секционного выключателя). На рисунке 1.8 представлена принципиальная схема БАВР для двухсекционной подстанции.

Рисунок 1 8. Принципиальная схема БАВР АББ HSTD SUE 3000 для двухсекционной ПС

Устройство БАВР получает по дискретным сигналам информацию о состоя­нии вводных и секционного выключателей, об их готовности к включению, ин­формацию о пуске и срабатывании токовых зашит на вводах подстанции (I > пуск, I > срабатывание - для блокировки работы БАВР), а также сигналы для пуска уст­ройства: пуск по напряжению, с помощью внешнего измерительного органа U_ext < и пуск от внешних защит. SUE 3000 снабжено шестью аналоговыми изме­рительными каналами, на устройство подается по одному сигналу напряжения (ли­нейное напряжение) с измерительных трансформаторов напряжения, подключен­ных на каждой секции и в точках до вводных выключателей; с одного из транс­форматоров тока каждого ввода на устройство поступает токовый сигнал. По вы­ходным каналам терминала осуществляется управление всеми высоковольтными выключателями (вводными и секционным).

БАВР HSTD SUE 3000 имеет ряд ступеней срабатывания[136-138]:

- мгновенное срабатывание (когда определенные параметры энергосисте-мы не выходят из допустимых значений при поступлении сигнала пуска БАВР);

- срабатывание при нервом совпадении фаз линейных напряжений, снима-емых с трансформаторов напряжения на секциях;

- срабатывание по остаточному напряжению;

- пуск с выдержкой времени (в принципе, обычный АВР).

Вариант переключения выбирается устройством в режиме реального времени. На рисунке 1.9 представлен график, иллюстрирующий возможные ступени работы БАВР SUE 3000 [136-138].

Мгновенное срабатывание

Рис. 1.9. Иллюстрация работы различных ступеней БАВР SUE 3000

Быстродействующий мгновенный АВР по первой ступени возможен только в том случае, если в момент поступления команды на срабатывание напряжение на резервном источнике U_stand-by >U_Min1 (U_Min1 ≈ 80% - заводская уставка); напряжение на секции U_Busbar >U_Min2 (U_Min2 ≈ 70% - заводская уставка); разность фаз напря­жений обеих секций находится в пределах |φ|<φ_Max (φ_Max ≈ 20° заводская ус­тавка); разность частот на обеих секциях менее ∆f <∆f_Max (∆f_Max ≈1Гц – заводская уставка).

По сути, основным назначением устройства SUE 3000 является контроль возможности переключения но команде АВР, а также мониторинг и запись пара­метров энергосистемы при автоматических переключениях, тогда как основную роль - пуск устройства, выполняют сторонние защиты, установленные на питаю­щих фидерах подстанции. Сама синхронизация также выполняется не на доста­точном уровне, поскольку устройство контролирует лишь один сигнал напряже­ния с каждой секции, а оно может значительно искажаться при близких КЗ.

Таким образом, комплекс АВР со SUE 3000 не способен обеспечить стопро­центное бесперебойное снабжение электропотребителей, так как анализ энерго­системы и происходящих в ней событий рассредоточен в нескольких устройствах, а проверка возможности включения секционного выключателя осуществляется неполноценно, что приводит к затягиванию срабатывания устройства и переход к работе следующей возможной ступени, в итоге пуск устройства затягивается во времени. Работа устройства в большой степени зависит от внешних защит, уста­новленных на вводных фидерах, а эта часть фактически не является комплексом HSTD SUE 3000[136-138].

Аналоговый интеллектуальный контроллер АВР М-0272А/М-0236В (разра­ботка Beckwith Electric Co., Inc.) представляет собой реле, предназначенное для выполнения всех необходимых функций управления и контроля АВР на предпри­ятиях энергетики. Возможен запуск процедуры переключения вручную и по ко­манде защитных устройств, внешних по отношению к контроллеру. В режиме ав­томатической работы запуск АВР осуществляется контроллером в соответствии с предварительно заданными параметрами.

Интеллектуальный контроллер М-0272А является устройством, обеспечивающим односторонний АВР. Аналогично устройству SUE 3000 от АББ устройство обеспечивает ряд ступеней срабатывания: мгновенное срабатывание; срабатывание при первом совпадении фаз линейных напряжений основного и резервного источников питания, срабатывание по остаточному напряжению. Для использования возможности срабатывания «при первом совпадении фаз» интеллектуальный контроллер М-0272А дополнительно комплектуется реле М-0236В, обеспечивающим контроль уровней напряжения на основном и резервном источнике питания и определение разности частот между одноименными напряжениями основного и резервного источников питания. Реле необходимо для того, чтобы замыкание главных контактов выключателя резервного источника происходило в момент, когда угол между одноименными напряжениями основного и резервного источников питания составляет «0°, при этом одним из параметров настройки оборудования является время включения выключателя резервного источника питания.

Инициирование пуска цикла БАВР может осуществляться самим контроллером, в этом случае запуск происходит при снижении напряжения на шинах РУ ниже заданного уровня в течение определенного промежутка времени. Из аналоговых сигналов устройство контролирует лишь по одному линейному напряжению с каждого из источников питания и с секции РУ. Па рисуноке 1.10 представлена диаграмма функционирования устройства.

Рисунок 1.10 Диаграмма срабатывания АВР контроллера М-0272А

Работа контроллера возможна в течение определенного времени, если по его истечении переключение на резервный источник питания не происходит, то работа устройства блокируется.

К основным недостаткам можно отнести то, что контроллер является старым поколением аналоговых устройств, отсутствуют возможности записи и осциллографирования событий, при отсутствии внешних пусковых устройств запуск осуществляется от внутреннего реле минимального напряжения с выдержкой времени - по классическому варианту пуска АВР. При этом частота напряжения на секции РУ не входит в состав определяющих факторов для запуска цикла БАВР.

Микропроцессорный контроллер АВР digital Motor Bus Transfer System (MBTS) M-4272 компании Beckwith Electric Co., Inc. по своей структуре работы во многом аналогичен быстродействующему АВР SUE 3000 АББ. Пуск устройства осуществляется от внешних защит, опционально возможен старт от настраиваемого внутреннего органа минимального напряжения. Так же как и в комплексе HSTD SUE 3000 АББ устройство имеет четыре ступени срабатыва-ния:

- мгновенное срабатывание;

• срабатывание при первом совпадении фаз напряжений, снимаемых с трансформаторов напряжения основного и резервного источников питания;

• срабатывание по остаточному напряжению:

• пуск с выдержкой времени.

В отличие от разработки АКБ контроллер обеспечивает двухстороннее действие автоматики лишь для одной секции КРУ, при его использовании на двухсекционных подстанциях необходима связка из двух рассматриваемых устройств. На рисунке 1.11 представлена типовая схема применения контроллера М-4272 в составе односекционного КРУ. По аналоговым цепям устройство контролирует по три линейных или фазных напряжения с измерительных транс­форматоров, подключенных на секции и в точках до вводных выключателей; также с одною из трансформаторов тока каждого ввода на устройство поступает токовый сигнал. По выходным каналам контроллера осуществляется управление двумя высоковольтными выключателями (основного и резервного источника питания).

Рисунок 1.11 Типовая схема применения БЛВР М-4272 Beckwith Electric для

односекционного КРУ

К достоинствам устройства можно отнести наличие контроля исправности цепей измерения напряжения на секции по напряжению с подключенного к секции источника питания. При перегорании предохранителя в цепи ТН секции, если напряжение соответствующей фазы до питающего секцию ввода имеет нормальное значение, пуск контроллера блокируется. Опционально возможен сброс нагрузки по частоте или изменению частоты напряжения на секции после переключения. Токовые сигналы используются для контроля выключателей - если после команды на отключение ток ввода не снижается до нуля, это означает, что соответствующий выключатель неисправен.

Обладая широкими возможностями в настройке оборудования, сервис-ными функциями, возможностями осциллографирования в записи событий, контроллер не выполняет основной функции: определение аварии в цепи питания основного источника питания. Так же, как и в комплексе HSTD SUE 3000 от АББ, основным каналом пуска устройства является внешний сигнал от сторонних защит, а сам контроллер выполняет лишь мониторинг возможности переключения и определяет момент включения резервного источника питания. Так же, как и в аналоговом контроллере Beckwith Electric предыдущего поколения, внутренним пусковым органом БАВР является программный орган минимального напряжения, поэтому по способу определения аварийных режимов устройство повторяет все недостатки своего предшественника.

Российская группа компаний "Таврида Электрик" сообщает о завершении разработки сверхбыстродействующего вакуумного выключателя BB/TEL-10-31,5/2000 Q и включении его в номенклатуру продуктов компании.

Собственное время включения коммутационного аппарата составляет не более 22 мс, а собственное время отключения – не более 8 мс. Таких выдающихся характеристик удалось достичь за счет ноу-хау, примененных как при разработке самого выключателя, так и при разработке блока управления специального исполнения – CM_1501_01 (4).

Быстродействующие выключатели востребованы для применения в системах сверхбыстродействующего автоматического ввода резервного источника питания (БАВР), отличающихся от традиционных систем АВР составом пусковых органов и специфическими алгоритмами их работы, позволяющими максимально быстро и надежно идентифицировать аварийные режимы, при которых допустим ввод резервного питания.

Системы БАВР широко применяются на объектах электроснабжения предприятий со сложными технологическими процессами и на предприятиях, широко использующих средства автоматизации в своей деятельности. Среди них – предприятия, специализирующиеся на добыче и переработке нефти и газа, металлургические предприятия, предприятия водоснабжения и водоотведения и другие.

На работу высоковольтных электрических двигателей, низковольтных электродвигателей приводов насосов, устройств управления элементами электротехнических систем и технологических процессов этих предприятий оказывают влияние короткие по продолжительности провалы питающего напряжения, обусловленные, в том числе, короткими замыканиями во внутренней и во внешней сетях электроснабжения.

Провалы питающего напряжения происходят десятки раз в год, и приводят к значительным экономическим ущербам, даже если их длительность составляет несколько сотен миллисекунд.

Сверхбыстродействующие выключатели BB/TEL-10-31,5/2000 Q, применяемые совместно с наиболее технически совершенными микропроцессорными пусковыми устройствами БАВР, позволяют достичь времени переключения на резервный источник питания в диапазоне от 30 до 40 мс, а значит обеспечить нечувствительность нагрузки к кратковременным провалам напряжения и, следовательно, повысить эффективность работы предприятий.

С 22 по 24 сентября в городе Сургут состоялась международная специализированная выставка "СУРГУТ. НЕФТЬ и ГАЗ – 2010". В этом году свою продукцию и разработки представили более 200 компаний из 11 стран мира. "Таврида Электрик", являясь традиционным участником данного мероприятия, представила большую линейку продукции, которая позволяет удовлетворить потребности топливно-энергетического комплекса в части электроснабжения объектов.

Выставку посетили глава города Сургута Александр Сидоров и технические специалисты крупных нефтегазовых компаний региона.  Экспозиция "Таврида Электрик" была одной из самых обширных и привлекала внимание делегаций.

Впервые "Таврида Электрик" представила новую разработку – сверхбыстродействующий вакуумный выключатель BB/TEL-10-31,5/2000Q. Собственное время включения этого выключателя составляет не более 22 мс, а время отключения – не более 8 мс. На основе данных уникальных коммутационных аппаратов и современных микропроцессорных устройств становится возможным создавать системы быстродействующего автоматического ввода резерва (БАВР) с полным временем переключения на резервный источник питания в диапазоне от 30 до 40 мс. Комплексы БАВР, обладающие такими выдающимися характеристиками по быстродействию, позволяют обеспечить нечувствительность нагрузки к кратковременным перерывам электроснабжения, а значит сохранить непрерывность сложных технологических процессов на предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки, предприятиях водоснабжения и водоотведения, а также металлургической промышленности.

Помимо своего уникального быстродействия, выключатель BB/TEL-10-31,5/2000Q, как и другие коммутационные аппараты в номенклатуре компании, отличают широкие возможности по адаптации в уже эксплуатируемые ячейки распределительных устройств и отсутствие необходимости периодического обслуживания.

Также на стенде "Таврида Электрик" представлялись:

• линейка вакуумных выключателей 10 кВ серии Shell;

• реклоузер вакуумный РВА/TEL 10 кВ;

• вакуумный выключатель 35 кВ серии Smart;

• новая платформа устройств управления коммутационными аппаратами TEL;

• малогабаритное распределительное устройство КРУ 10 кВ серии "Эталон";

• комплектное распределительное устройство КРУ 10 кВ серии D12 производства завода "ВЕКТОР";

• расширенная линейка камер КСО 10 кВ серии "Новация";

• новые ограничители перенапряжений 35-110 кВ.

По итогам выставки мы попросили поделиться мнением о представленных новинках одного из посетителей стенда Андрея Александровича Петрака, главного энергетика ОАО "Негуснефть":

– На экспозиции "Таврида Электрик" очень заинтересовало новое решение компании – система БАВР. Данное оборудование сегодня очень актуально, и особенно для нефтегазовых предприятий. На примере деятельности нашего предприятия "Негуснефть" актуальность системы БАВР объясняется экономической эффективностью его применения. Мы делали расчет затрат, связанных с отключениями месторождений во время грозового периода. У нас случается по 5-6 отключений в год. Отключается мехфонд – а это прямая добыча нефти. И если включение проходит неуспешно, то оборудование не запускается и нужно производить ремонт. На один такой ремонт с учетом демонтажа погружной установки и скважин мы затрачиваем примерно 500 тыс. руб.

Система БАВР помогла бы нам исключить возможность просадки напряжения и избежать материальных и больших трудовых затрат

стандарты, РД

РД 34.35.310-97 Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. РД 153-34.3-35.613-00 Правила технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4-35 кВ. ГОСТ Р 50030.1-2000  Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 1. Общие требования и методы испытаний. ГОСТ Р 50648-94  СТСЭ. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты.Технические требования и методы испытаний. ГОСТ Р 50649-94  СТСЭ. Устойчивость к импульсному магнитному полю. Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.1-2000  СТСЭ. Испытания на помехоустойчивость. Виды испытаний. ГОСТ Р 51317.4.2-99  СТСЭ. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.3-99  СТСЭ. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю.Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.4-99  СТСЭ. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам.Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.5-99  СТСЭ. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии. Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.6-99  СТСЭ. Устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными магнитными полями. Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.4.12-99  СТСЭ. Устойчивость к колебательным затухающим помехам.Требования и методы испытаний. ГОСТ Р 51317.6.5-2006  СТСЭ. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подс

1.5. Технические характеристики высоковольтных выключателей

В качестве основного коммутационного оборудования напряжением 6(10) кВ используются вакуумные (ВВ), а 35-110 кВ - элегазовые выключатели [124]. Для повышения надежности СЭС с синхронными двигателями 6-10 кВ и обеспе­чения их устойчивости при КНЭ применяются устройства БАВР, которые осна­щаются быстродействующими вакуумными выключателями.

К концу 90-х, по данным компании Siemens, соотношение между типами выключателей, продаваемых в мире на среднее напряжение, составляло в процен­тах: маломасляные - 12, элегазовые - 24, вакуумные - 64. Вакуумные выключате­ли отличают:

1. Высокое быстродействие в операциях коммутации. Собственное время отключения типовых ВВ составляет 40 мс, собственное время включения - 20-90 мс.

2. Высокая коммутационная износостойкость, когда число отключения но­минальных токов, допускаемое без ремонта вакуумной дугогасительной камеры (ВДК), достигает 50 тысяч, номинального тока отключения до 200. Это примерно в 20 раз больше, чем у маломасляных выключателей.

3. Автономность работы в связи с отсутствием масла и компрессорных уст­ройств.

4. Высокая эксплуатационная надежность и простота обслуживания. Обслу­живание ВВ сводится к периодической смазке механизма привода и проверке из­носа контактов 1 раз в 5-10 лет (через 5-10 тысяч циклов включения/отключения). Замена ВДК производится через 20-25 лет.

5. Малая энергия привода, малые динамические нагрузки, отсутствие вы­броса газов и масла обеспечивает бесшумность работы, повышает культуру об­служивания, предотвращает загрязнение окружающей среды.

6. Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам.

7. Полная пожаро и взрывобезопасность работы в агрессивных средах вследствие герметичного исполнения ВДК.

8. Широкий диапазон допустимых температур окружающей среды, в кото­ром возможна эксплуатация ВДК (от -70 до +50° С).

Высокая коммутационная износостойкость позволяет сократить расходы по обслуживанию ВВ, а также перерывы в электроснабжении [5,14,15,20,37], связан­ные с выполнением регламентных работ. Число отключений номиналь-ных токов ВВ, допускаемое без ревизий и ремонта ВДК, достигает 50 тысяч, а номинальных чеков отключения (токов короткого замыкания) - от 20 до 200 в зависимости от типа ВДК и значения тока. Высокий механический ресурс ВВ обусловлен в пер­вую очередь тем, что ход контактов ВДК составляет от 6 до 10 мм на напряжения 6-10кВ. Для масляных выключателей на эти же напряжения ход контактов дости­гает 100-200 мм, а значит применяется более сложная конструкция привода, тре­бующая больших затрат энергии на включение и отключение выключателя, по­стоянного ухода и проверок состояния деталей привода, что повышает эксплуатационные расходы на содержание выключателя.

Из анализа расчетных и экспериментальных исследований, проведенных для ряда характерных узлов нагрузки, включающих в себя синхронную двигатель­ную нагрузку, следует, что максимальное время цикла БАВР для обеспечения синхронной динамической устойчивости электродвигательной нагрузки составля­ет 0,10-0,12 с [37]. При этом пусковой орган должен за 30 мс и менее зафиксиро­вать повреждение и выдать команду на дальнейшую работу автоматики, а комму­тационные аппараты за 50-80 мс отключить поврежденный участок сети и ввести резервное питание.

Наряду с пионерами отечественного вакуумного электроаппаратостроения, таким как "ВЭИ"и Минусинский завод высоковольтных вакуумных выключате­лей, уверенные позиции на рынке заняли другие производители: ФГУП «Кон­такт» (Саратов), РЗВА (Ровно), Нижнетурииский электроаппаратный завод «ИТЭ-АЗ», «Электроаппарат» (Уфа), компания «Таврида-Электрик» [124].

Основные технические характеристики российских серийных вакуумных выключателей с электромагнитным приводом типа ВБТЭ-М-10-20/1600, ВБТЭ-М-10-31,5/2500 (г. Уфа, ОАО «Электроаппарат»), ВВЭМ-10-20/1600, ВВЭМ-10-31,5(40V3150(4000) ВБЧЭ-10-20/1600, ВБЧЭ-10-31,5(40)/3150(4000) (г. Мину­синек ОАО «ЭЛКО», ОАО «Энергетика и экология») приведены в таблице 1.3-1.9 [15,61,82,86,87,98,123,124,137].

Таблица 1.3 - Технические характеристики ВВЭО-10-20/630-1600

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	630, 1000. 1600
Ток термической СТОЙКОСТИ (3с), кА	20
Ток динамической стойкости, кА	51
Механический ресурс, число циклов ВО	50 000
Коммутационный ресурс, число циклов ВО:
по номинальному току	25 000
по току термической стойкости	50
Срок службы до списания, лет	25
Собственное время отключения, мс	5
Собственное время включения, мс	20
Максимальная потребляемая мощность, Вт	300
Масса, кг	70
Габаритные размеры, мм:
высота	520
глубина	155
ширина	603

Таблица1.4-Техническиехарактеристики ВБТЭ-10-20/630-1600

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток. А	630-1600
Время включения, сек не более	0,1
Время отключения, сек не более	0,02
Номинальное напряжение питания цепей управления. В: переменного тока, 50 Гц	220 220
Ток потребления: включающего электромагнита, Ане более отключающих электромагнитов, А не более, электромагнит отключения	50
Постоянный ток	2
Переменный ток	1
Электромагнит отключения от независимого источника питания	1
Ток срабатывания максимальных расцепителей тока, А	5
Число циклов "ВО": а) при номинальном токе б) при номинальном токе отключения	50000 50
Габариты, мм	612x550x840
Масса, кг, не более	100

Таблица 1.5 - Технические характеристики ВБЭК-10-40/3150

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	3150
Номинальный ток отключения, кА	40
Собственное время включения, мс, не более	220
Собственное время отключения, мс, не более	50
Токи потребления электромагнита включения: - при номинальном напряжении 220 В, не более -при номинальном напряжении 110 В, не более	105 А 210 А
Токи потребления электромагнита отключения: - при номинальном напряжении 220 В. не более - при номинальном напряжении 110 В, не более	1,3 А 2,6 А
Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более	15
Ход подвижного контакта полюса, мм	14+1
Масса выключателей должна быть не более, кг	260

Таблица 1.6 - Технические характеристики ВБЭМ

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	1000(800*)
Номинальный ток отключения, кА	20(16**;12.5*)
Собственное время включения, мс, не более	150
Собственное время отключения, мс, не более	40
Токи потреблении электромагнита включения: -при номинальном напряжении - 220 В, не более -при номинальном напряжении - 110 В, не более -при номинальном напряжении - 220 В, не более	35 А 70 А 35 А
Токи потребления электромагнита отключения: -при номинальном напряжении - 220 В, не более -при номинальном напряжении - 110 В, не более -при номинальном напряжении - 220 В, не более	3,0 А 1,5 А 2,0 А
Электрическое сопротивление постоянному току главной цепи полюса, мкОм, не более	50
Ход подвижного контакта полюса, мм	6+1
Масса выключателей должна быть не более, кг	60

*) - значение параметра для ВБЭМ-10-12,5/800 УХЛ2 **) – значение

параметра для ВБЭМ-10-16/1000 УХЛ2

Таблица 1.7 - Технические характеристики выключателя типа ВБЧЭ 10

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	630, 1000, 1600
Номинальный ток отключения, кА	20
Предельный ток термической стойкости, кА	20
Ток электродинамической стойкости, кА	51
Время протекания тока термической стойкости,с	3
Собственное время отключения, с не более	0,03
Собственное время включении, с не более	0.2
Коммутационная износостойкость, циклов ВО: -при номинальном токе отключения 630 А, 1000 А -при номинальном токе 1600 А	50
Механический ресурс, циклов ВО	50 000 40 000 50 000

Таблица 1.8 - Технические характеристики выключателя ВВЭ 10

Технические характеристики	ВЮ-М-10-20	ВВЭ-М-10-31,5	ВВЭ-М-10-40
Поминальное напряжение,кВ	10	10	10
Номинальный ток, А	630, 1000, 160	630;1000; 1600; 2000;2500;3150	2000,2500, 3150
Поминальный ток отключения, кА	20	31,5	40
Коммутационная износостойкость	50000	50000	10000
Номинальное напряжение ЭВ, ЭО	-110	-110	-110
	-220	-220	-220
Тип привода	Электромаг-нитный	Электромаг-нитный	Электромаг-нитный
Масса, кг	91...96	91...96	210
Габаритные размеры (ШхВхГ), мм	617x828x593	617x828x593	624x945x678
Исполнение	Выкатной эле­мент	Выкатной эле­мент	Стационарное, выкатной элемент

Таблица 1.9- Технические характеристики выключателя ВВТЭ-М-10

Основные технические характеристики	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток, А	630, 1000, 1600
Номинальный ток отключения. кА	12,5; 20; 31,5
Коммутационная износостойкость	50000
Номинальное напряжение ЭВ, ЭО	=110 В
	=220 В
	≈220 В
Тип привода	Электромагнитный
Масса, кг	78
Габаритные размеры (ШхВхГ), мм	560x652x432

С 1997 г. Российское подразделение АББ выпускает элегазовые выключате­ли серии VF на напряжение 10 кВ. Около 4 тысяч выключателей VF успешно работа­ют в составе отечественных КРУ на объектах «Мосэнерго», «Ленэнерго», ОАО «Светогорск» и т.д. Для вакуумных выключателей с пру-жинным приводом VD4 и с элек­тромагнитным приводом VM1 используются одни и те же полюса, по­этому выключатели выглядят одинаково (рисунок1.12) [124]. С 2005 г. АББ поставляет новые выключатели типаVM1-T, времена отключения/включения ко­торых достигают 16/25 мс [136-137].

Рисунок 1.12 - Внешний вил вакуумных выключателей VD4 (а) В VM1 (б)

У вакуумных выключателей VD4 и VMI обеспечивается стабильность пе­реходного сопротивления верхнего электрического соединения ВДК с токоот-водом полюса, т.к. оно защищено от окисления. Диапазон рабочих температур окру­жающего воздуха составляет от -40 до -25°С.

Механический и коммутационный ресурсы выключателя VD4 при номи­нальном токе равны 15000 - 30000 циклам ВО. Механический ресурс привода VM1 достигает 100000 циклов ВО и ограничивается механической стойкостью сильфона ВДК. Коммутационный ресурс при номинальном токе отключения вакуумных выключателей в зависимости от тока составляет 50 -100 циклов ВО.

1.6. Выводы по главе I

1.Существующие нормативно-технические документы подтверждают, что обеспечение надежного электроснабжения двигательной нагрузки подстанций 6(10) кВ ввиду больших времен работы АПВ, АВР энергосистем возложено на са­мих потребителей.

2.В сетях среднего и низкого напряжений АПВ и АВР являются непре-менным условием для обеспечения надежного электроснабжения потреби-телей 1-й и 2-й ка­тегорий электроснабжения.

3.Конструкции существующих отечественных устройств АВР БЭ 8302 не по­зволяют фиксировать аварийный режим работы подстанции, оценивать как характер развития аварийного режима работы, так и переключения на резервный источник электропитания. Время реакции 40-60 мс устройства АВР БЭ 8302 не всегда позво­ляет обеспечить даже с современной вакуумной аппаратурой непрерывность техно­логических процессов, т.к. суммарное время переключения на резервный источник питания при их использовании составит 100-180 мс. Устройство ТАВР имеет боль­шие тепловыделения (до нескольких кВт) при больших токах нагрузки. Стоимость тиристорных АВР выше стоимости АВР на электромеханических аппаратах той же мощности. При отсутствии двигательной нагрузки на аварийной секции шин устройства ГАВР и АПСШ не осуществляют переключения из-за отсутствия усло­вий синхронизации. Алгоритмы работы данных устройств требуют доработки.

4.В зарубежных комплексах БАВР от ЛББ синхронизация выполняется не на достаточном уровне, т.к. устройство контролирует лишь один сигнал напряже­ния с каждой секции РУ, а оно может значительно искажаться при близких КЗ. Так же, как и в устройствах от Beckwith Electric основным сигналом пуска БАВР является команда от внешних защит, внутренним органом пуска является лишь орган минимального напряжения. Основным назначением данных устройств является контроль и расчет момента включения источника резервного питания, обеспечивающего синфазность при переключении.

5.Современный спектр вакуумной коммутационной аппаратуры обладает образцами с достаточными временами включения/отключения, способными обеспечить максимальное время полного цикла работы автоматики БАВР до 100 мс в составе с микропроцессорными быстродействующими устройствами управления.