Селективность авр в системе электроснабжения
Для обеспечения селективности действия УАВР на различных ступенях системы электроснабжения время его действия должно выбираться по принципу, противоположный тому, который принимается при выборе селективности действия релейной защиты (рис.4). Как указывалось выше, время действия АВР должно отстраиваться от времени действия релейной защиты. Однако если время действия АВР на низших ступенях выбирать меньше, чем на высших, то при коротком замыкании на высшей ступени будут бесполезно работать все системы АВР низших ступеней. Если защита на низшей ступени, например на линиях 0,4 кВ подстанции ТП-1, имеет выдержку t1=0,4 сек, то выдержка времени защиты линий на РП и ГПП равна:
t2=t1+Δt = 0,4+0,6= 1 сек; (1.3)
t3=t1+2Δt = 0,4+2*0,6= 1,6 сек, (1.4)
где Δt – ступень селективности, равной 0,5÷0,7 сек.
Если отстраивать действие АВР только от защиты данных шин, то при к.з. на линии РП1 и ГПП (к.з.2, к.з.3) будут работать все схемы АВР.
Так при к.з. на одной линии ГПП (ка-3 рис.4), которое будет продолжаться в течение времени t3=1,6 сек должны сработать АВР на РП1, РП2, ТП1, ТП2 т.е. произойдет неоправданный перевод всей сети о вытекающими последствиями: перегрузкой трансформаторов, элементов сети и т.п.
Во избежание этого время действия АВР необходимо установить для ГПП:
tАВРГПП= t3 + Δt = 1,6+0,6=2,2 сек; (1.5)
для РП1:
tАВРРП1= t3 + 2Δt+ tСОБСТ =1,6+1,2+0,2=3 сек; (1.6)
для ТП 0,4 кВ:
tАВРТП= t3 + 3Δt+2 tСОБСТ =1,6+1,8+0,4=3,8, (1.7)
где tСОБСТ – собственное время действия схемы АВР, равное 0,2 сек.
Такое завышение времени не представляет опасности, так как составляет для приведенной схемы (рис.4) не более 3,5+4 сек. Для отдельных подстанции или РП, для которых завышение времени недопустимо или нежелательно по условию самозапуска электродвигателей может оказаться необходимым применять схемы АВР с сокращенным временем или без него. В этом случае надо считаться с возможностью неселективного переключения.
Схема АВР на секционном выключателе с пружинным приводом.
На рисунке 6 приведена схема АВР на секционном выключателе с пружинным приводом. Положение контактов реле и блок-контактов выключателей на всех схемах показана в состоянии соответствующем отсутствию тока в обмотках реле, контакторах и отключенных выключателях 1В и 2В.
Исходное состояние схемы
Цепи управления выполнены на оперативном переменном токе 220В. Магистраль цепей управления автоматически переключается на ту секцию, где не нарушено питание.
Выключатели вводов 1В и 2В и реле блокировки РБ включены, при этом их блок-контакты и контакты переключаются, т.е. замыкающие «3» - замкнуты (цепь 1,3,4,6,9), а размыкающие «Р»- разомкнуты (цепь 7).
На I и II секциях РУ 6-10 кВ подано напряжение и реле минимального напряжения 1РН, 2РН, 3РН и 4РН, подключенные к трансформаторам напряжения 1ТН и 2ТН втянуты и их размыкающие контакты «Р» разомкнуты (цепь 1,4). Избиратель управления ИУ поставлен в положение «АВР», пружина привода секционного выключателя В заведена, при этом контакт положения пружины Впр замкнут (цепь 7), а Впра-разомкнут (цепь 8).
Схема работает, в следующей последовательности. При коротком замыкании на одной из питающих линии (например Л-1) токовая защита отключает головной выключатель Вг и на 1 секция шин исчезает напряжение, при этом реле минимального напряжения 1РН и 2РН, имеющие уставки Ucp=0.25 L1Н /ПН , срабатывают и своими «р» контактами включают реле времени 1РВ (цепь 1). Реле 1РВ о выдержкой времени через промежуточное реле 1РП подает питание на катушку отключения 1В откл. Выключателя 1В (цепь 3). При отключении выключателя 1В его «р» блок-контакт замыкает цепь катушки включения Ввкл. Секционного выключателя в (цепь 7). Катушка включения В вкл. Освобождает пружину, выключатель В включается и питание на 1 секции восстанавливается.
АВР действует однократно. Однократность обеспечивается блокировочным реле 1РБ. При отключении выключателя 1В или 2В реле РБ отключается с выдержкой времени, достаточной для одного включения секционного выключателя В (порядка 0,4 сек). Отключившись, реле PS размыкает цепь включающей катушки Ввкл. Контроль наличия напряжения на секции, куда подключаются отключенные потребители, осуществляется тем, что цепи управления в это время питаются от нее же. Если на ней нет напряжения, то и переключение на нее нельзя осуществлять. После включения выключателя 3 электродвигатель Д автоматически заводит пружину. При нарушении питания на секции шин схема работает аналогично .
Восстановление схемы в исходное положение производится персоналом вручную.
Секционный выключатель В имеет максимальную токовую защиту, отключающую его в случае, если на подключенной секций короткое замыкание. Защита осуществляется токовыми реле мгновенного действия типа PTМ, встроенной непосредственно в привод выключателя и автоматически выводится из действия при успешном срабатывании устройства АВР, чтобы не создавать лишней ступени защиты.
Схема АВР на секционном выключателе с пружинным приводом широко используется в сетях 6-10 кВ. Достоинство схемы – простота, надежность и отсутствие необходимости в оперативном постоянном токе.
Выдержка времени устанавливается в зависимости от конкретных условий схемы электроснабжения с учетом отстройки от времени действия защиты при коротких замыканиях на отходящих линиях и селективного действия с АПВ или АВР смежных сетях.
В ряде случаев для обеспечения самозапуска электродвигателей необходимо, чтобы время действия устройства АВП было минимальным. Ускорение действия АВР можно осуществить путем введения в пусковой орган токовой блокировки. При токовой блокировке время действия АВР не зависит от времени работы релейной защиты при коротких замыканиях на сборных шинах или отходящих линий и может быть доведено до величины, необходимой только для переключения коммутационной аппаратуры.
Увеличение времени действия АВР может быть вызвано наличием синхронных двигателей, которые после отключения источника питания вращаясь по инерции поддерживают на шинах напряжение близкое к номинальному и действия АВР поддерживается. В этих случаях следует применять пусковой орган, сочетающий реле минимального напряжения и реле понижения частоты, имеющий лучшую чувствительность и большее быстродействие. Время от момента прекращения питания до начала работы реле понижения частоты составляет 0,1-0,2 сек. После прекращения питания электродвигатели начинают тормозиться, от чего частота остаточного напряжения соответственно понижается. Реле частоты ИВЧ-3 может срабатывать при изменении частоты на один герц, что соответствует потере скорости двигателями всего на 2%.
Схема АВР на секционном выключателе с токовой блокировкой и частотным пуском.
На рисунке 7 приведена схема АВР с токовой блокировкой и частотным пуском на оперативном переменном токе и пружинным приводе секционного выключателя.
Исходное положение схемы: секционный выключатель В отключен, выключатели вводов 1В и 2В включены; переключатель управления ПУ поставлен в положение "АВР", реле минимального напряжения 1РН, 2РН, 3РН, 4РН втянуты и их "р" контакты (цепь 3,7) разомкнуты; реле понижения частоты 1Р4, 2Р4- под напряжением и их контакты разомкнуты (цепь 1,10). Пружина привода секционного выключателя заведена, отчего контакт Вп- замкнут (цепь 2). Цепи управления на переменном токе с питанием от трансформаторов напряжения противоположных секции шин.
Во время коротких замыканий на отходящих от распределительного устройства линиях (например, К-3) токовое блокировочное реле 1РБ срабатывает и размыкает свои "р" контакты в цепи реле 1РП (цепь 3), тем самым исключая действие АВР. Ток трогания реле 1РБ и 2РБ выбирается так, чтобы оно втягивалось только при коротких замыканиях на отходящих линиях.
При исчезновении напряжения на шинах 1 секции, вследствие какой-либо аварии со стороны питания, блокирующее реле 1РБ не срабатывает и разрешает действие АВР с необходимой выдержкой времени или без нее. Выдержка времени в данном случае не зависит от времени действия релейной защиты отходящих линий.
Выдержка времени у реле 1РП в схеме предусматривается для возможности отстроить АВР от действия АПВ и АВР в других участках сети.
При нарушении питания срабатывает реле минимального напряжения 1РП, 2РП, имеющие уставки 0,25U/nн и включают промежуточное реле 1РП (цепь 3). Реле 1РП с выдержкой времени подает питание на катушку отключения 1КО и выключатель 1В отключается (цепь 3,4). После отключения 1В его "р" блок-контакты падают питание на катушку включения КЗ (цепь 2), которая освобождает защелку пружины , под действием которой включается секционный выключатель В.
При наличии синхронных электродвигателей в пусковой орган АВР вводятся контакты реле понижения частоты типа ИВ4-3.После нарушения питания , например на I секции, частота на ней снижается , реле 1P4 замыкает свои контакты и включает реле 3РП (цепь I) , которое при помощи реле 1РП отключает выключатель IВ.
Установка реле снижения частоты принимается на 1-2 герца меньше эксплуатационной частоты 50 герц. При общем снижении частоты в питающей сети АВР не должно работать. Это достигается тем что “P” контакты реле 3РП и 4 РП введены в цепь реле 2РП и 1РП (цепь 4,3). Во время общего снижения частоты сразу срабатывают оба рле 1P4 и 2P4 , включают рле 3РП и 4РП, которые размыкают цепь реле 2РП и 1РП, исключая возможность ложного действия АВР.
С учетом собственного времени срабатывания реле и выключателей время действия схемы АВР с токовой блокировкой и реле понижения частоты может быть доведено до 0,6 сек с момента прекращения питания. Реле понижения частоты следует использовать в схемах АВР в тех случаях, когда и сборным щинам подключены синхронные электрдвигатели. Необходимо иметь ввиду, что время задержки в срабатывании АВР от остаточного напряжения синхронных двигателей может быть значительно больше, чем время отстройки от дейтвия защит при коротких замыканиях.
При отключении питающей линии II секции шин схема АВР действует аналогично, а схема автоматики питается от трансформатора напряжения IТН.
Пружина привода секционного выключателя заводится электродвигателем путем нажатия вручную кнопку “Пуск” (в схеме автоматики не указана).