1.1 Пристрої автоматичного ввімкнення резерву

Пристрої автоматичного вмикання резерву (далі – АВР) відновлюють живлення споживачів шляхом автоматичного приєднання резервного джерела живлення при вимкненні робочого джерела. Пристрої АВР можна встановлювати на трансформаторах, лініях, секційних і шиноз'єднувальних вимикачах, електродвигунах тощо.

Основні вимоги до пристроїв АВР

1. Як відомо, згідно з розд. 1.2 ПУЕ, електроприймачі першої категорії надійності мають бути забезпечені електроенергією від двох взаємно незалежних джерел живлення, що резервуються, а для електропостачання особливої групи електроприймачів першої категорії потрібне додаткове живлення від третього незалежного джерела. В обох випадках одним із джерел живлення, що резервуються, може бути автоматизована дизель-електростанція (ДЕС), що треба враховувати, вибираючи конкретну схему АВР.

Рис. 1.

2. При використанні АВР треба вжити заходів, що унеможливлюють замикання між собою двох незалежних джерел живлення, причому, крім вимог ПУЕ, служби енергонагляду вимагають, зазвичай, наявності не тільки електричного, але й механічного блокування комутувальних елементів.

3. Максимальний час перемикання резерву залежить від характеристик споживачів електроенергії, але за наявності в системі джерел безперебійного живлення (ДБЖ) він не є визначальним. Для уникнення помилкових спрацьовувань під час перемикань АВР повинна бути передбачена можливість регулювання затримки перемикання за несправностей однієї з мереж.

4. Важливе значення має наявність регулювання порогів спрацьовування АВР у діапазоні контрольованої напруги для кожного вводу. Так, наприклад, у випадку під'єднання ДБЖ до виходу АВР узгодження діапазонів вхідних напруг обох пристроїв забезпечує своєчасне перемикання на резервну мережу за відхилень напруг основної живильної мережі від установлених у блоці керування АВР значень, тобто дає змогу уникнути тривалої роботи ДБЖ від акумуляторів при справній резервній мережі.

5. Згідно з п. п. 3.3.31 ПУЕ, пристрій АВР, як правило, повинен забезпечувати можливість його роботи при зникненні напруги на шинах елемента, який живиться, зумовленого будь-якою причиною, у тому числі KЗ на цих шинах. Даний пункт визначає перевантажувальну здатність силової перемикаючої частини АВР, тобто перемикання навіть в умовах KЗ у навантаженні не повинні ушкоджувати АВР.

6. Бажана наявність індикації стану джерел живлення й під'єднання навантаження, а також можливості ручного керування АВР.

7. Залежно від типу навантажень, під'єднаних до АВР, у деяких випадках потрібно синхронізувати роботу джерел у момент перемикання (ліфтів, кондиціонерів, синхронних двигунів тощо). Мається на увазі не тільки контроль за правильністю чергування фаз, але й за синфазністю, тобто визначенням фазового зсуву між однойменними фазами основного й резервного джерел у межах заданого допуску в момент перемикання навантаження. Синфазне перемикання дає змогу істотно знизити стрибки струму в момент перемикання, забезпечити безперебійне функціонування технологічних процесів. На рис. 1 показаний принцип синфазного перемикання. Команда на перемикання подається в момент синхронізації (входження в зону синхронізму), кут якої задається контролером. Ця функція потрібна при використанні в якості резервного- автономного джерела, найчастіше ДЕС.

Автоматичний перемикач - це закінчений виріб, який містить всі компоненти АВР: Основним призначенням автоматичних перемикачів є комутування навантаження між основним і резервним джерелами живлення відповідно до заданих умов перемикання (у вітчизняній електротехніці такі функції визначаються як «автоматичне вмикання резерву», тобто АВР).

Саме автоматичний перемикач і є пристроєм, що відповідає всім вимогам до АВР. Ще в 1920 р. американська компанія ASCO (Automatic Switch Company) винайшла й запатентувала електромеханічний автомат вмикання резерву (АВР) «коромислового» типу з односоленоїдним пристроєм керування й механічним утримуванням замкнутих контактів. Саме цей винахід нині є основою для виробництва сучасних автоматичних перемикачів. На рис. 2 показана спрощена конструкція такого перемикального механізму. Принцип конструкції виявився настільки вдалим, що практично без змін дійшов до наших

днів.

Рис. 2

.

Пристрої автоматичного переключення живлення на резерв типу АВР призначенні для відновлення живлення споживачів шляхом автоматичного ввімкнення резервного джерела живлення при відключенні робочого, а також передбачається автоматичне ввімкнення резервного обладнання, при відключенні робочого обладнання.

Пристрої АВР-1, АВР-2, АВР-4 виготовляються одностороннього обслуговування і призначенні для встановлення на об'єктах 1-ї категорії електропостачання.

Пристрої забезпечуються енергією від двох незалежних, взаємно резервованих джерел живлення. Перерва в живленні навантаження споживача, при порушенні електропостачання від одного із джерел допускається тільки на час автоматичного переключення на резервне живлення з подальшим повним автоматичним відновленням схеми до аварійного режиму живлення.

Схеми АВР-100

В пристрої АВР-100 оперативне автоматичне переключення здійснюється при відсутності одної, двох чи трьох фаз, аварійних режимах короткого замикання основного чи резервного вводу живлячої мережі. Пристрій складається із комплексу ввідних, силових комутаційних, розподільчих, контролюючих і сигналізуючих пристроїв, розміщених в одному корпусі з одностороннім обслуговуванням.

Принципова схема АВР-100-ХХХ

1.2. Автоматичне повторне включення. Призначення і область застосування АПВ.

Значна частина коротких замикань (КЗ) на повітряний лініях електропередачі (ПЛ), викликаних перекриттям ізоляції, перекриттям проводів та іншими причинами, при досить швидкому відключенні ушкоджень релейного захистом самоусувається. При цьому електрична дуга, що виникла в місці КЗ, гасне, не встигаючи викликати істотних руйнувань, що перешкоджають зворотному включенню лінії під напругу. Такі самоусуваються пошкодження прийнято називати нестійкими. Статистичні дані показують, що частка нестійких пошкоджень досить висока і складає 50-90%.

Оскільки відшукання місця пошкодження на лінії електропередачі шляхом її обходу вимагає тривалого часу, а багато ушкодження мають нестійкий характер, зазвичай при ліквідації аварійного порушення режиму оперативний персонал виробляє випробування ПЛ зворотним включенням під напругу. Цю операцію називають повторним вмиканням. Лінія, на якій відбулося нестійке пошкодження, при повторному вмиканні залишається в роботі. Тому повторні включення при нестійких пошкодженнях прийнято називати успішними.

Як показує досвід експлуатації, успішність дії АПВ на ПЛ 110-220 кВ досягає 75-80%, а на лініях надвисокої напруги 330 кВ-65-70%, 500-750 кВ-близько 50%. Найбільш ефективним є застосування АПВ на лініях з одностороннім харчуванням, тому що в цих випадках кожна успішна дія АПВ відновлює живлення споживачів і запобігає аварію.

Нестійкі КЗ часто виникають не тільки на ПЛ, а й на шинах підстанцій. Тому на підстанціях, обладнаних швидкодіючої захистом шин, також Застосовується АПВ, яке виробляє повторну подачу напруги на шини в разі їх відключення релейним захистом; АПВ шин має високу ефективність, оскільки кожен випадок успішної дії. Запобігає аварійне відключення цілої підстанції або її частини.

Класифікація схем АПВ.

В експлуатації отримали застосування наступні види пристроїв АПВ: трифазні, здійснюють повторне включення трьох фаз вимикача після їх відключення релейним захистом; однофазні, здійснюють включення однієї фази вимикача, відключеного релейним захистом при однофазному КЗ; комбіновані, здійснюють включення трьох фаз (при міжфазних пошкодженнях) або однієї фази (при однофазних КЗ).

Трифазні пристрою АПВ в свою чергу поділяються на кілька видів: прості (ТАПВ), швидкодіючі (БАПВ), з перевіркою наявності напруги (АПВНН), з очікуванням синхронізму (АПВОС), з уловлюванням синхронізму (АПВУС) та ін

По виду обладнання, на яке дією пристроїв АПВ повторно подається напруга, розрізняють АПВ ліній, АПВ шин, АПВ трансформаторів.

За кількістю циклів (кратності дії) розрізняють АПВ одноразової дії і АПВ багаторазового дії.

Вимоги до схем АПВ

1. Схеми АПВ повинні приходити в дію при аварійному відключенні вимикача (або вимикачів), що знаходився в роботі.

2. Схеми АПВ не повинні приходити в дію при оперативному відключенні вимикача персоналом, а також у тих випадках, коли вимикач вимикається релейного захистом відразу після його включення персоналом (тобто при включенні вимикача на КЗ), оскільки пошкодження в цьому випадку зазвичай бувають стійкими.

3. Схеми АПВ повинні забезпечувати певну кількість повторних включень, тобто дія із заданою кратністю. Найбільшого поширення набуло АПВ одноразової дії. Застосовуються також АПВ дворазового, а в деяких випадках і триразового дії.

4. Час дії, як правило, має бути мінімально можливим, для того щоб забезпечити швидку подачу напруги споживачам і відновлення нормального режиму роботи. Найменша витримка часу, з якої виробляється АПВ на лініях з одностороннім харчуванням, приймається 0,3-0,5 с.

5. Схеми АПВ повинні забезпечувати автоматичне повернення в початкове положення готовності до нового дії після включення в роботу вимикача, на який діє АПВ.

Схема 3-х фазного АПВ одноразової дії.

Принципова схема АПВ для лінії з масляним вимикачем наведена на рис. 8.1. У комплектний пристрій РПВ-58 входять: реле часу КТ типу ЕВ-133 з додатковим резистором R1 для забезпечення термічної стійкості реле; проміжне реле KLI з двома обмотками-паралельної і послідовної; конденсатор С (20 мкФ), що забезпечує однократність дії АПВ; зарядний резистор R2 (1,1 МОм) і розрядний резистор R3 (510 Ом).

У розглянутій схемі дистанційне управління вимикачем проводиться ключем управління SA, у якого передбачена фіксація положення останньої операції. Тому після операції включення ключ управління залишається в положенні "Включено" (Так), а після операції відключення-в положенні "Відключено" (Від). Коли вимикач включений і ключ керування перебуває в положенні "Включено", до конденсатора С підводиться плюс оперативного струму через контакти ключа, а мінус-через зарядний резистор R2. При цьому конденсатор заряджений і схема АПВ знаходиться в стані готовності до дії.

Рис 3. Схема електричного АПВ одноразової дії для лінії з масляним вимикачем.

При включеному вимикачі реле положення "Відключено" KQT, яка здійснює контроль справності ланцюгів включення, струмом не обтекаєтся і контакт його в ланцюги пуску схеми АПВ розімкнений. Пуск схеми АПВ відбувається при відключенні вимикача релейного захистом внаслідок виникнення невідповідності між положенням ключа керування, що не змінилося, і положенням вимикача, який тепер відключений. Невідповідність положень ключа і вимикача характеризується тим, що через контакти ключа .1-3 на схему АПВ і раніше подається плюс оперативного струму, а раніше розімкнутий допоміжний контакт вимикача SQ.1 переключився і замкнув ланцюг обмотки реле KQT, яке, спрацювавши, подало контактом KQT.1 мінус на обмотку реле часу КТ.

При спрацьовуванні реле часу розмикається його миттєвий розмикальний контакт КТ.1 і вводиться в ланцюг обмотки реле додатковий опір (резистор R1). Це призводить до зменшення струму в обмотці реле, завдяки чому забезпечується його термічна стійкість при тривалому проходженні струму.

Після закінчення встановленої витримки часу реле КТ підключає замикаючим контактом КТ.2 паралельну обмотку реле KL1 до конденсатора С. Реле KL1 при цьому спрацьовує від струму розряду конденсатора і, самоудержіваясь через свою другу обмотку, включену послідовно з обмоткою контактора КМ, подає команду на включення вимикача . Завдяки використанню у реле KL1 послідовної обмотки забезпечується необхідна тривалість імпульсу для надійного включення вимикача, оскільки паралельна обмотка цього реле обтекаєтся струмом короткочасно при розряді конденсатора. Вимикач включається, розмикається його допоміжний контакт SQ.1 і повертаються у вихідне положення реле KQT, KL1 і КТ.

Якщо пошкодження на лінії було нестійким, вона залишиться в роботі. Після розмикання контакту реле часу КТ.2 конденсатор З почне заряджатися через зарядний резистор R2, опір якого вибирається таким, щоб час заряду конденсатора З становило 20-25 с. Таким чином, через вказаний час схема АПВ буде підготовлена ​​до нового дії.

Якщо пошкодження було стійким, то включився під дією схеми АПВ вимикач знову відключиться релейним захистом і знову спрацюють реле KQT, і КТ. Реле KL1, однак, при цьому другий раз працювати не буде, так як конденсатор С, розряджений при першому АПВ, ще не встиг зарядитися. Таким чином, розглянута схема забезпечує одноразове дію при стійкому КЗ на лінії.

При оперативному відключенні вимикача ключем управління SA невідповідності не виникає і схема АПВ не діє, оскільки одночасно з поданням команди на відключення вимикача контактами ключа 6-8 розмикаються його контакти 1-3, чим знімається плюс оперативного струму зі схеми АПВ. Тому спрацює тільки реле KQT, а реле КТ і KL1 не спрацюють. Одночасно із зняттям оперативного струму контактами 1 - 3 SA замикаються контакти 2-4 і конденсатор С розряджається через резистор R3. При оперативному включенні вимикача ключем управління готовність схеми АПВ до дії настає після заряду конденсатора через 20-25 с. У разі відключення лінії захистом РЗ, коли Дії АПВ не потрібно, через резистор R3 проводиться розряд конденсатора.

Для запобігання багаторазового включення вимикача на стійке КЗ, що могло б мати місце в разі застрявання контактів реле KL1 в замкнутому стані, у схемі управління встановлюється спеціальне проміжне реле KBS типу РП-232, що має дві обмотки - робочу послідовну і паралельну утримує. Реле KBS спрацьовує при проходженні струму по котушці відключення вимикача і утримується в спрацював положенні до зняття команди на включення. Ланцюг обмотки КМ при цьому розмикається контактом KBS.1, завдяки чому запобігається включення вимикача.

2.1 Теплогенератори являють собою пристрої для нагрівання повітря продуктами згоряння рідкого палива без посереднього контакту їх з повітрям, що нагрівається. Теплогенератори призначені для опалення і вентиляції тваринницьких та інших виробничих приміщень.

При теплогенераторному опаленні приміщень можна обійтись без спорудження котелень, прокладання теплотрас, які дорого коштують.

Найбільше застосування знайшли теплогенератори ТГ-75, ТГ-1, ТГ-2,5, ТГ-150, ТГ-350 і ТГ-500. Вони забезпечують підігрів від 5,3 до 25 тис. м3/год. повітря до 60 °С, витрачаючи від 9 до 50 кг/год. рідкого палива.

Технологічна схеми теплогенератора ТГ показані на рис. 1.

Рисунок .1. Технологічна схеми теплогенератора

Теплогенератор складається з корпуса 10, до якого приєднані або вбудовані в нього вентилятор 1 повітря, що підігрівається, вентилятор 2 топкового блока, пальник 5 з диффузорними розпилювачами палива, камера газифікації 7, топкова камера 8, теплообмінник - повітронагрівач 9, димар 11. Паливо подається в топку по паливопроводу 3 і розпорошується повітрям від вентилятора 2. Відкриття і закриття паливопроводу здійснює електромагнітний вентиль YА, запалюють топку за допомогою електроікрових електродів 6, для контролю наявності полум'я призначений фоторезистор 4.

Повітря через теплообмінник теплогенератора продувається за допомогою вентилятора з електроприводом. Теплообмінник складається з камери згоряння і радіатора. Продукти згоряння віддають 82—86 % теплоти повітрю, що проходить через теплогенератор, і через димохід видаляються в атмосферу. Для спалювання рідкого палива призначений спеціальний пальник. Розпилена повітряно-паливна суміш запалюється електроіскрою, що виникає на електродах запалювання від підвищувального трансформатора. Електроди закріплені на ізоляторах. Наявність факелу контролюється двома фоторезисторами, які встановлені в блоці, що вбудований в корпус пальника.