Лабораторная работа № 1 Устройство автоматического включения резервного
питания (АВР)
Цель работы – изучить действие устройства АВР и отдельные электрические цепи АВР, научиться производить расчет уставок реле устройства Авр.
Общие положения
Большинство потребителей электроэнергии в современных энергетических системах получают питание от распределительных сетей, построенных по радиальному принципу. Большим недостатком такой схемы является то, что повреждение рабочей цепи приводит к прекращению питания потребителей, т.е. к аварии. Авария может быть устранена при помощи автоматического включения резервной цепи или ее элементов, которые в нормальных условиях отключены. Такие схемы действуют надежно, но требуют установки дополнительного оборудования.
Для устранения этого недостатка применяют схемы АВР с оборудованием, которое в нормальном режиме тоже работает, но используется не полностью (что часто отвечает целесообразному режиму работы этих установок, например, КПД трансформаторов максимален при загрузке 60–80 %).
Схема АВР должна действовать при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, например, при отключении защитой рабочего источника питания, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, исчезновении напряжения на шинах рабочего источника питания.
В схемах АВР должна быть предусмотрена блокировка, обеспечивающая однократность действия АВР.
Содержание работы
В данной лабораторной работе изучаются схемы устройства АВР линий и трансформаторов.
а) АВР линий
На рис.1.1 показана упрощенная принципиальная схема АВР линий.
Подстанция нормально питается по рабочей линии W1, линия W2 находиться в резерве.
Выключатель Q2 снабжен грузовым приводом. При отключении выключателя Q1 замыкается вспомогательный контакт на его валу, тем самым замыкается цепь катушки включения (YAC). Действием груза выключатель Q2 включается.
Рис.1.1 Схема автоматического ввода резервной линии
(приведена для рабочего состояния)
Реле минимального напряжения KV1, KV2 и реле времени KT обеспечивают пуск АВР при исчезновении напряжения на шинах подстанции.
Реле KV1, KV2 должны обеспечивать действие устройства АВР при полном исчезновении напряжения на шинах, но не должны приводить в действие АВР при понижениях напряжения, вызванных короткими замыканиями на других присоединениях, отходящих от шин данной и питающей подстанций или самозапуском электродвигателей.
Для выполнения этого условия напряжение срабатывания реле KV1, KV2 должно быть равным
где kН – коэффициент надежности, принимаемый 1,25;
UОСТ.К.З. – наименьшее остаточное напряжение при коротком замыкании за
реактором или трансформатором – точки к.з. К1, К3;
UЗАП – наименьшее напряжение на шинах при самозапуске электродвигателей;
nTV – коэффициент трансформации трансформаторов напряжения.
Выдержка времени реле KT должна быть на ступень селективности Δt больше выдержек времени защит, в зоне действия которых остаточное напряжение при к.з. оказывается ниже напряжения срабатывания реле KV1, KV2. Такой зоной являются участки до реактора (точка К2) и до трансформатора (точка К4).
В схеме АВР используется переменный оперативный ток. В качестве источника оперативного тока используется трансформатор напряжения TV2, установленный на резервной линии, так как действие АВР будет целесообразным только при наличии напряжения на резервной линии (обе линии – рабочая и резервная – могут иметь один источник питания).
Настоящая работа представлена в лаборатории стендом.
На стенде выполнена мнемоническая схема участка сети (выключатели имитируются подвижными планками) и смонтированы соответствующие реле (KV1, KV2, KT).
Исчезновение напряжения имитируется отключением пакетного выключателя SA.
б) АВР трансформаторов
На рис.1.2 приведена упрощенная принципиальная схема автоматического включения резервного трансформатора.
Питание потребителя осуществляется нормально одним рабочим трансформатором Т1. Трансформатор Т2 отключен и находится в резерве.
После отключения выключателя Q2 (от защиты, ошибочно, самопроизвольно) его вспомогательный нормально разомкнутый контакт Q2.2 размыкает цепь обмотки промежуточного реле KL1, которое при включенном выключателе Q2 находилось под напряжением. Якорь реле KL1 отпадает с замедлением, и контакты его размыкаются с выдержкой времени.
Вспомогательный нормально замкнутый контакт Q2.3 выключателя Q2 подает плюс через замкнутый контакт реле KL1 на катушку реле KL2, контакты которого, замыкаясь, подают импульсы на включение выключателей Q3 и Q4 резервного трансформатора Т2. По истечении выдержки времени на отпадение реле KL1 размыкает контакт, разрывая цепь катушки реле KL2, которое размыкает цепи включения выключателей Q3 и Q4. Для того, чтобы выключатели Q3 и Q4 успели надежно включиться, на реле KL1 выдержка времени на отпадение якоря должна быть больше времени включения выключателей:
где tKL2 – время срабатывания реле KL2;
tВВ – полное время включения выключателя;
tЗАП – запас надежности 0,2 – 0,3 с.
Если трансформатор Т2 будет включен на не устранившееся короткое замыкание (точка К5), он отключится своей защитой. Повторного включения трансформатора Т2 не произойдет, так как реле KL1 разомкнуло свой контакт в цепи катушки KL2.
Рис.1.2 Схема автоматического ввода резервного трансформатора
Если исчезнет напряжение на стороне высокого напряжения рабочего трансформатора Т2, реле минимального напряжения KV1 и KV2 замкнут свои контакты и подадут плюс на катушку реле времени KT. По истечении выдержки времени реле времени срабатывает и подает импульс на отключение выключателей Q1 и Q2, после чего пускается схема АВР и происходит включение выключателей Q3 и Q4 резервного трансформатора Т2.
Напряжение срабатывания реле KV1, KV2 и выдержка времени реле KT устанавливаются аналогично описанному выше.
Данная работа представлена в лаборатории стендом. На стенде выполнена мнемоническая схема участка сети и смонтированы соответствующие реле (KV1, KV2, KT, KL, KL1, KL2).
Исчезновение напряжения имитируется отключением пакетного ключа SA.