Электроснабжение городов_лабраб / Лаб. раб. по АПВ.АВР,АЧР

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРОДОА

Исследование работы устройств противоаварийной автоматики в системах электроснабжения

Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов электроэнергетических специальностей

Иркутск -2014

Цель работы

Изучение принципов действия, особенностей выполнения и областей применения устройств автоматики для повышения надежности электроснабжения.

1.Основные понятия

Всистемах электроснабжения промышленных предприятий применяются следующие виды противоаварийной автоматики: автоматическое повторное включение (АПВ); автоматическое включение резервного питания и оборудования (АВР), автоматическая разгрузка по частоте на стороне высокого и низкого напряжения (АЧР). Характеристика устройств автоматики и условия их применения приведены в табл.1.

3

Устройства автоматики могут быть выполнены как на переменном, так и на постоянном оперативном токе. Из экономических соображений предпочтение отдают переменному току. Оперативный постоянный ток применяется в особо ответственных установках и при наличии электромагнитных или пневматических приводов выключателей.

Автоматическое повторное включение (АПВ)

Опыт эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий показывает, что многие повреждения элементов электрической сети являются неустойчивыми и могут самоустраняться после кратковременного отключения напряжения. Наиболее частыми причинами, вызывающими неустойчивые повреждения элементов, являются: перекрытие изоляции линии при атмосферных перенапряжениях, схлестывание проводов при сильном ветре, попадание посторонних предметов на провода линий или шины, отключение линий или трансформаторов вследствие кратковременных перегрузок или неизбирательного срабатывания релейной защиты и т.д. Отключающийся элемент может быть вновь включен под напряжение и оставлен в работе, если причина, вызвавшая отключение, исчезла. Такое выключение производится с помощью устройства автоматического повторного включения. Стоимость устройства АПВ ничтожно мала по сравнению с убытками производства, вызываемыми перерывами в электроснабжении. Применение устройств АПВ различных элементов (табл.1) значительно повышает надежность электроснабжения даже при одном источнике питания.

В системах промышленного электроснабжения обычно применяются устройства АПВ однократного действия как наиболее простые и дешевые. С увеличением кратности АПВ их эффективность уменьшается.

Успешность действия АПВ во многом зависит от времени действия релейной защиты. Чем быстрее защита отключит короткое замыкание, тем больше вероятность успешного повторного включения. В целях быстрейшей ликвидации к.з иногда применяют ускорение защиты до АПВ. Для этого

4

эффективно применение быстродействующих селективных и неселективных токовых отсечек в в сочетании с АПВ.

В случаях, когда требуется предотвратить неселективное действие защиты предыдущей по ходу питания линии и обеспечить быстрое повторное отключение устойчивых к.з. на линии, оборудованной АПВ, применяется ускорение защиты после АПВ.

Кустройствам АПВ предъявляются следующие требования:

1.Не должны действовать при отключении выключателя ключом управления, дистанционно или по телеуправлению.

2.Автоматический возврат устройства АПВ после срабатывания.

3.Запрет АПВ при работе некоторых видов релейной защиты и автоматики.

4.Блокировка от многократных выключений на устойчивое к.з. и при неисправностях в устройстве АПВ.

Для линий, оборудованных выключателями с элекромагнитными и пневматическими приводами, применяются типовые комплекты устройств АПВ с реле типа РПВ-58, РПВ-258, РПВ-358.

5

6

Устройство РПВ-58 обеспечивает однократное действие АПВ и состоит из следующих элементов (рис.1): реле времени КТ, создающего выдержку времени от момента пуска АПВ дл замыкания цепи включающей катушки выключателя; промежуточного реле KLI с двумя обмотками – параллельной и последовательной; конденсатора С (20мкф), обеспечивающего «однократность» действия АПВ; резистора RI, обеспечивающего термическую стойкость реле КТ; резистора R2, предназначенного для ограничения скорости заряда конденсатора С; резистора R3, через который происходит разряд конденсатора С при наличии запрета на АПВ.

Схема устройства АПВ линии с односторонним питанием с применением реле типа РПВ-58 приведена на рис.1.

В схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. Поэтому после операции включения ключ управления остается в положении «Включено» (В2), а после операции отключение – в положении «Отключено» (О2). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении «Включено», к конденсатору С подводится плюс оперативного тока через контакты ключа, и минус – разрядный резистор R2. При том конденсатор заряжен, и схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При включенном выключателе реле КQТ, током не обтекается и контакт его в цепи пуска схемы АПВ разомкнут. Пуск АПВ происходит при отключении выключателя релейной защитой в результате несоответствия между положением ключа управления, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1-3 в схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый контакт выключателя SQ1 замкнул цепь обмотки реле КQТ, которое срабатывая, подает питание на обмотку реле времени КТ.

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ.1 и в цепь обмотки реле вводится дополнительное сопротивление (R1), благодаря чему обеспечивается его термическая устойчивость при длительном протекании тока.

По истечение установленной выдержки времени реле КТ подключает замыкающим контактом КТ.2 параллельную обмотку реле КLI к конденсатору С. Реле КLI срабатывает от тока разряда конденсатора, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно, и подает команду на включение выключателя.

Благодаря использованию у реле KLI последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается при неустойчивом самоустранившемся повреждении, размыкается его вспомогательный контакт SQI и возвращается в исходное положение реле KQT, KLI, KТ. После размыкания контакта реле времени

7

КТ.2 конденсатор С начнет заряжаться через резистор 2, сопротивление которого выбрано таким, чтобы время заряда конденсатора С составляло 20-25 с. По истечении этого времени схема АПВ будет готова к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то включившийся под действием АПВ выключатель отключится релейном защитой и повторного включения уже не произойдет, т.к. конденсатор С разрядился при первом действии АПВ, а зарядиться еще не успел. Таким образом, рассматриваемая схема обеспечивает однократность действия при устойчивом к.з. на линии.

Для подтверждения многократного включения выключателя на устойчивое к.з., что могло бы иметь место в случае «залипания» контактора реле КLI, в схеме управления устанавливается специальной промежуточное реле КВS типа РП – 232, имеющее две обмотки – рабочую последовательную и параллельную удерживающую. Реле КВS срабатывает при прохождении тока по катушке отключения выключателя и удерживается в таком положении до снятия команды на выключение. Цепь обмотки реле КМ при этом размыкается контактом КВS I, благодаря чему предотвращается многократное включение выключателя.

Автоматическое включение резерва (АВР)

Автоматическое включение резерва питания или оборудования предусматривают во всех случаях, когда перерыв в электроснабжении вызывает убытки, значительно превышающие стоимость установки устройства АВР. Применение АВР позволяет упростить и удешевить схемы электроснабжения предприятий и схемы электрических соединений подстанций и создать достаточно гибкую надежную систему электроснабжения.

8

Д)

Рис.2 Схемы АВР:

А-резервного трансформатора; Б- резервного ввода U=6-10 кВ;

В- секционного выключателя U=6-10 кВ;

Г- секционного автомата; Д- секционного контактора.

Устройства АВР применяются, когда имеется в наличии или проектируется дополнительный (резервный) источник питания, например, трансформатор, линия, секция шин (рис.2а,2б). В этом случае при отклонении рабочего источника устройством АВР включается второй источник питания, нормально находящийся в резерве. Такие системы действуют надежно, но требуют значительных капитальных затрат. Для устранения этого недостатка применяются устройства АВР для оборудования, которое в нормальном режиме работает (рис.2в,2г), а при отключении АВР принимает на себя нагрузку наиболее ответственных потребителей и перегружаясь (в допустимых пределах), обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей.

При определении предельно-допустимой мощности, подключаемой дополнительно, выдержка времени действия АВР должна находиться в диапазоне, ограниченном с одной стороны временем, обеспечивающим самозапуск двигателей после восстановления питания, а с другой стороны – временем деионизации среды дугового перекрытия. Время, необходимое на деионизацию, меньше собственного времени действия большинства эксплуатируемых выключателей. Руководящими указаниями рекомендуется выполнять АВР с временем действия, не превышающим 0,5-1,5 с, иногда время действия АВР по условию согласования с релейной защитой и АПВ может быть больше 1,5 с.

9