9.2. Автоматическое включение резерва на подстанциях (местные авр).

В зависимости от того, каким образом предотвращается подача напряжения на повреждённый рабочий источник питания:

• местный АВР

• сетевой АВР

Устройства АВР, расположенные на подстанции, называют подстанционными или местными, поскольку вся аппаратура, участвующая в процессе переключения нагрузки с рабочего источника питания на резервный, расположена в одном месте (в отличие от сетевых устройств АВР). Местное устройство АВР при исчезновении напряжения на шинах подстанции действует в начале на отключение выключателя (или выключателя нагрузки рабочего ввода), после чего сразу же включается выключатель резервного ввода. Местные устройства АВР выполняются одностороннего действия или двустороннего.

9.2.1. Схема авр силовых трансформаторов, питающихся от общих шин.

На рисунке Рисунок 1 –показана схема понижающей подстанции с двумя понижающими трансформаторами. Нагрузка, питаемая от шин подстанции не накладывает ограничений на время действия АВР (освещение, асинхронные двигатели, печи), допуская повторную подачу напряжения через 1,5 – 2,5 с после возникновения нарушения. С питающей стороны (сверху) трансформаторы (далее тр.) подключены к общей СШ, с приёмной стороны (снизу) – к двум секциям.

а)

б)

Рисунок 1 – Вариант схемы устройства АВР трансформаторов, питающихся от общих шин подстанции

Рисунок 2 – Элементы автоматики устройства АВР трансформаторов (для схемы на рисунке 1)

На рисунке 1: а) схема подстанции, б) выключатели Q со схемами включения цепей электромагнитов отключения YAT, включения YAC и вспомогательными контактами BK1 – BK4 (BK1, BK3 – замкнуты, когда выключатель включен; BK2, BK4 – замкнуты, когда выключатель отключен).

Возможные режимы работы подстанции:

• включены два тр. на разные секции, выключатель Q5 – отключен;

• включен один из тр. (например Т1) на обе секции, Q5 – включен, Т2 –отключен.

Устройство АВР обеспечивает:

• взаимное резервирование трансформаторов при их работе на разные секции;

• АВР тр-ра при работе только одного из тр-ров и его аварийном отключении;

• автоматическую повторную подачу напряжения после КЗ на шинах секции в режиме параллельной работы тр-ров с замкнутым секционным выключателем.

Не обеспечивается повторная подача напряжения на секцию 2 после КЗ в режиме, когда Т2 отключен, а Q5 – включен. Также не обеспечивается повторная подача напряжения на секцию 1, когда Т1 отключен, а Q5 включен.

В этих режимах повторное включение осуществляется устройством АПВ, которое включается при действии резервной защиты тр-ра. Здесь выдержка времени будет определяться устройством АПВ и само оно будет установлено с питающей стороны (в схеме эти цепи показывать не будем, чтобы она не была громоздкой). Но следует помнить, что при работе дифференциальной или газовой защиты тр-ра будут выключаться оба выключателя и будет выполняться АВР. Если сработала МТЗ этого тр-ра, то будет выполняться АПВ. Короче: АВР запрещается при работе резервной защиты (срабатывает АПВ) и АПВ запрещается при работе дифференциальной и газовой защиты (срабатывает АВР).

Исходно мы должны отметить следующее: при отключении Q2 или Q4 будем выполнять АВР. Но для этого начнём с рассмотрения нормального режима (параллельная работа тр-ров).

Пусть Q2 – включен, значит BK3_Q2 замкнут (см. рисунок 1) и через обмотку реле KT1 протекает ток (см. рисунок 2 снизу) KT1.1 замкнут, но BK4_Q2 разомкнут. Схема будет находиться в таком состоянии пока Q2 включен. Как только Q2 отключится, BK3_Q2 разомкнётся и он разомкнёт цепь KT1, но когда Q2 отключен BK4_Q2 – замкнут и здесь начинается отсчёт времени реле KT1 до размыкания KT1.1 (до этого он был замкнут). До того, как KT1.1 разомкнётся, обмотка KL3 обтекается током (примерно в течение 1,5 – 2 с) и этого времени достаточно, чтобы выполнилась работа всей схемы.

Раз KL3 обтекается током, значит KL3.3 замкнут. Т. к. Q5 до этого был отключен, значит BK2_Q5 замкнут и как только замыкается KL3.3, по цепи протекает ток к электромагниту включения YAC_Q5 и происходит включение Q5. Таким образом, нагрузка секции 1 после включения Q5 получает питание через тр-р T2.

Если Т2 был отключен, например, до этого была схема явного резерва, мы Q5 уже включили, значит через KL3 протекает ток (как уже было сказано), значит одновременно с этим ещё замыкаются остальные контакты KL3.1 и KL3.2. Сначала нас интересует KL3.1. После его замыкания (при этом замкнут BK4_Q2) через электромагнит включения YAC_Q3 протекает ток и формируется команда на включение Q3. Осталось включить Q4. Теперь нас интересует KL3.2. Он замкнут (при этом также замкнут BK2_Q4), Q3 мы уже включили (значит BK3_Q3 замкнут) формируется цепочка на электромагнит включения YAC_Q4 выключателя Q4.

Все выключатели будут включаться последовательно. Сделано это для того, чтобы снизить нагрузку на аккумуляторную батарею цепей оперативного тока. Выдержка времени KT1 истекла к этому моменту, KT1.1 размыкается, размыкаются контакты KL3.1, KL3.2 и KL3.3, и из-за этого схема АВР действует только один раз.

Также внизу (рисунок 2 – нижняя цепь) видны дополнительные цепи отключения от ключа управления Q5; обозначение  со стрелкой можно видеть на всей схеме – это отключение выключателей Q1, Q2, Q3, Q4 от ключа управления. Когда Q5 отключен, одновременно с ним BK4_Q5 замкнут обмотка реле KT5 обтекается током KT5.1 замкнут. Раз он замкнут, то после того, как мы включили Q5 вручную, либо по цепи АВР, это включение могло произойти на короткое замыкание, поэтому дальше будет действовать релейная защита течёт ток через KT7, происходит замыкание KT7.1 и KT7.2. Так как Q5 включен (либо от АВР, либо вручную), следовательно, BK1_Q5 замкнут. После того, как произойдёт замыкание KT7.1 и KT7.2, собирается цепь отключения электромагнита YAT_Q5 выключателя Q5, соответственно будет отключен Q5 от защит, если АВР заработало на КЗ на шинах.

Аналогично работают и те цепочки, которые мы не рассмотрели – они отражают обратную ситуацию – отключение Q4 и включение Q5, если тр-р Т1 в этом режиме находился в резерве.

Данная схема – схема двустороннего действия – двустороннее АВР. Кроме того, здесь также выполняется строгая очерёдность включения выключателей для того, чтобы не происходило одновременного включения трёх выключателей.

Вместе с тем, мы увидели ситуацию, когда возможно АВР на КЗ. В таком случае релейную защиту секционного выключателя и силовых трансформаторов при времени действия > 0,5 с выполняют с ускорением после работы устройства АВР. В общем случае защита секционного выключателя и самих трансформаторов ускоряется после работы АВР.

Вместе с тем, применение схемы ускорения секционного выключателя допустимо в том случае, если токовые реле отстроены от токов самозапуска после включения секционного выключателя, поскольку возобновление электроснабжение здесь выполняется с перерывом питания. Вместе с тем, отстройка от токов самозапуска может привести к загрубению защиты, поэтому здесь либо устанавливают дополнительную защиту, либо если на трансформаторах не установлены отдельные устройства АПВ и трансформаторы работают параллельно, то при КЗ на одной секции повторная подача напряжения будет осуществляться устройством АВР – для этого на секционном выключателе дополнительно устанавливается защита, которая будет отключать этот выключатель раньше, чем подействует резервная защита трансформатора. Либо резервная защита трансформаторов выполняется с двумя выдержками времени (с меньшей отключает секционный выключатель, а с большей – трансформатор). После того, как секции будут разобщены, отключится трансформатор, питающий КЗ на повреждённой секции, уже после этого сработает устройство АВР и выключатель Q5 вторично подаст напряжение на уже обесточенную секцию от той секции, которая осталась в работе.

При отключении выключателей вручную в случае, когда такое отключение приводит к обесточиванию одной из секций (ошибочно), также от устройства АВР будет обеспечена подача напряжения от другой секции [когда мы говорим, что выключатель Q2 отключен, он может быть отключен по любой причине, в том числе ошибочно вручную, и тогда точно так же сработает схема АВР].

Накладки XB необходимы для вывода устройства АВР из работы. Такой вывод может осуществляться либо с помощью накладок, либо ключом управления (который может снимать оперативный ток со всего устройства АВР). Если присутствуют указательные реле KH, они будут сигнализировать о работе устройства АВР и о прохождении включающего импульса на соответствующие выключатели Q2 и Q4 после того, как там, например, была осуществлена работа схемы.