2784.Электроснабжение предприятий Верхнекамского калийного месторождени

ходное положение, а при подаче напряжения срабатывает с установленной выдержкой времени.

С заданной выдержкой времени замкнутся контакты КТ1.1.2 и КТ1.2.2 реле времени и создадут цепь для питания катушки отключения КМ01 выключателя Q7. При отключении выключателя Q7 замкнутся его блок-контакты Q1.4 в цепи катушки включения КМВЗ секционного выклю­ чателя Q3, Q1.2 и Q1.3 соответственно в цепи катушки включения К МВ] выключателя Q7 и в цепи двигателя пружинного или грузового привода Ml выключателя Q7. Так как контакт реле KST1, обеспечивающий однократ­ ность действия АВР, имеет выдержку на размыкание своих контактов KST1.1, то при замыкании блок-контакта Q1.4 катушка включения КМВЗ получит питание и секционный выключатель включится, подавая напряже­ ние на секцию 7 шин подстанции.

При появлении напряжения на шинах секции 7 реле КТ1.2 получит питание, замкнёт свой контакт КТ1.2.1 и разомкнёт контакт КТ1.2.2. Реле КТ1.1 останется без напряжения, поэтому его контакт КТ1.1.1 остаётся ра­ зомкнутым и реле времени КТ1.3 будет по-прежнему находиться в исход­ ном положении, держа разомкнутыми все свои контакты.

При восстановлении напряжения на линии Л1 появится напряжение и на трансформаторе 77, поскольку его отделитель остаётся включённым. Получив питание, реле КТ1.1 замкнёт контакт КТ1.1.1 и разомкнёт КТ1.1.2. В результате реле КТ1.3 получит питание и своим проскальзывающим кон­ тактом КТ1.3.2 создаст цепь на включение выключателя Q7, а конечным контактом КТ1.3.3 через уже замкнутые контакты реле KST создаст я цепь для отключения секционного выключателя Q3. Секционный выключатель Q3 отключится при условии, что включён выключатель Q2 трансформатора Т2. При этом автоматически восстановится исходная схема подстанции. (Контакты готовности привода на схеме обозначены КГП).

При отключении питающей линии Л2 схема работает аналогичным образом, только заданная программа выполняется с помощью реле, отно­ сящихся к трансформатору Т2: КТ2.1, КТ2.2, КТ2.3.

При исчезновении напряжения на двух питающих линиях реле КТ1.3 и КТ2.3 потеряют питание и своими контактами КТ2.3.1 и КТ1.3.1 разорвут цепи катушек отключения КМ01 и КМ02 выключателей Q7 и Q2, соответ­ ственно. Этим самым осуществляется запрет АВР, так как его действие в этом случае не имеет смысла.

АВР в сетях напряжением до 1000 В. В сетях горных предприятий На­ пряжением ниже 1000 В автоматическое включение резервного питания применяют для потребителей 1-ой категории. АВР для потребителей 2'0й категории целесообразно только при отсутствии АВР в сети высшего на­ пряжения [ 35 ].

Устройства АВР в сетях напряжением до 1000 В выполняют по более простым, но достаточно надёжным схемам. По принципу действия эти схе-

мы аналогичны схемам устройств АВР для сетей напряжением выше 1000 В. Выполняют их обычно с помощью секционных автоматов с дистанцион­ ным электромагнитным приводом, например, серии АВМ, а также с помо­ щью контакторов.

Вариант схемы АВР шин распредустройства на напряжение 380 В представлен на рис. 13.7. Исходные позиции элементов схемы (рис. 13.7,а) следующие: контакторы В1, В2 и все разъединители Р включены, контактор секционный КС отключен. Обе секции шин подстанции под напряжением. На схеме (рис. 13.7,6) цепей управления катушки контакторов В1 и В2 включены позиционными ключами SA1 и SA2\ реле напряжения РН1 и РН2 обтекаются однополупериодным выпрямленным током и своими контакта­ ми PH1.1 и РН2.1 шунтируют разомкнутые после включения ключи SA1 и SA2. При исчезновении напряжения на одном из трансформаторов (например, 77) отключается контактор В1, обесточивая секцию 1 распреду­ стройства, а в схеме (рис. 13.7,6) происходят следующие изменения: катуш­ ка В1 и реле РН1 обесточены, контакт РН1.1 разомкнулся с выдержкой времени (это защита от срабатывания АВР при кратковременном перерыве в электроснабжении). Замкнувшийся контакт РН2.1 через нормально от­ крытый блок-контакт контактора В2 запитывает катушку КС секционного контактора. Питание секции 1 РУ 380 В восстановлено. Аналогично рабо­ тает схема при исчезновении напряжения на секции шин II РУ На схеме не показан ключ отключения и включения АВР.

13.2. Автоматическое повторное включение (АПВ)

Многолетний опыт эксплуатации систем электроснабжения обще­ промышленных и горнодобывающих предприятий показывает, что значи­ тельная часть коротких замыканий, вызванных схлёстыванием проводов, перекрытием изоляции и другими причинами, самоликвидируются при дос­ таточно быстром отключении линий защитой. После каждого отключения линий защитой оперативный персонал обязан производить опробование линии, включая её повторно под напряжение. Такая операция называется повторным включением. В зависимости от характера повреждения, которое может быть устойчивым или неустойчивым, такое повторное включение также будет неуспешным или успешным. Успешные повторные включения повышают надёжность электроснабжения и обеспечивают значительный экономический эффект.

Для повторного включения линий на подстанциях, в зависимости от наличия или отсутствия постоянного дежурного персонала, требуется от нескольких минут до 0,5-1,0 часа и более.

Для уменьшения времени перерыва электроснабжения потребителей широко применяются специальные автоматические устройства повторного включения (АПВ).

Согласно ПУЭ [ 1 ], применение АПВ обязательно на всех воздуш­ ных и смешанных (кабельно-воздушных) линиях напряжением до 1000 В и выше. Успешность действия АПВ весьма высока и составляет в сетях разно­ го напряжения от 50 до 85 %.

Применение АПВ оправдано и на кабельных линиях, так как короткие замыкания могут происходить не только в самом кабеле, но и у потребителя или на сборных шинах, входящих в зону действия релейной защиты кабеля. Кроме того, АПВ восстанавливает питание при неправильном действии ре­ лейной защиты, персонала или отключении вследствие перегрузки линии.

Устройства АПВ могут быть однократными и многократными, одно­ фазными и трёхфазными.

При многократном АПВ цикл отключения линии с повторным вклю­ чением осуществляется несколько раз подряд. Эффективность последую­ щих циклов АПВ ниже, чем первого. Успешность действия второго цикла составляет около 15 %, а третьего - только 1,5-3,0 %. В энергосистемах на­ шей страны широкое распространение получили трёхфазные АПВ одно­ кратного действия. Реже используют двухкратные АПВ.

13.2.1. Требования, предъявляемые к устройствам АПВ

Применяемые схемы АПВ в зависимости от конкретных условий мо­ гут существенно различаться, однако все они должны удовлетворять сле­ дующим основным требованиям:

1.Приходить в действие при аварийном отключении выключателя, находящегося в работе.

2.Не приходить в действие при оперативном отключении выключате­ ля персоналом, а также в случаях, когда выключатель отключается релей­ ной защитой сразу же после его включения персоналом, т.е. при включении на устойчивое к.з.

3.Обеспечивать заданную кратность действия.

4.Иметь минимально возможное время действия при обеспечении достаточной длительности включающего импульса для надёжного включе­ ния выключателя.

5.Автоматически обеспечивать готовность выключателя, на который действует устройство, к новому действию после его включения.

6.Иметь возможность ускорения защиты до и после АПВ.

Кустройствам АПВ силовых трансформаторов, секций шин и элек­ тродвигателей предъявляются ряд дополнительных специфических требо­ ваний 115,35]. Пуск АПВ, т.е. подача импульса на включение выключателя

осуществляется:

а) от несоответствия положений выключателя и его ключа управле­ ния. В этом случае пуск АПВ осуществляется при любом неоперативном отключении выключателя, как правило, его блок-контактами;

б) от релейной защиты с одновременной подачей импульса на отклю­ чение выключателя, что, в свою очередь, снова приводит к несоответствию положений, рассмотренных выше.

13.2.2.Расчёт уставок АПВ

Красчётным параметрам устройств АПВ относятся:

-выдержка времени на повторное включение выключателя t]AnB;

-время автоматического возврата в исходное положение t2AnB-

При запуске АПВ от несоответствия ключа управления и выключателя

где trn - время готовности привода, которое изменяется в пределах 0,2-1 с для различных типов приводов; - время запаса, учитывающее непосто­ янство tr n и надёжность реле времени АПВ, принимается равным 0,3-0,5 с.

При запуске от релейной защиты t1AnB увеличивается на время отклю­

времени принимают несколько больше расчётной t]AiiB = 2-3 с. Это необхо­ димо для повышения успешности действия АПВ на линиях, где наиболее часты повреждения вследствие схлёстывания проводов, набросов, падений деревьев и касаний проводов передвижными механизмами.

Время автоматического возврата АПВ в исходное положение выби­ рают из условия обеспечения однократности действия. Для этого при по­ вторном включении на устойчивое к.з. возврат АПВ в исходное положение должен происходить только после того, как выключатель, повторно вклю­ ченный от АПВ, вновь отключится релейной защитой, причём имеющей наибольшую выдержку времени. Определяется время возврата по выраже­

где Xjm - наибольшая выдержка времени релейной защиты; t0TK« 0,08 с - время отключения выключателя.

Время возврата с большим запасом принимают равным 20-30 с.

Для подземных электрических сетей шахт в соответствии с ПБ во всех случаях защитного отключения допускается однократное АПВ при ус­ ловии применения аппаратуры с надёжно действующими блокировками против подачи напряжения на линии и электроустановки с пониженным

сопротивлением изоляции относительно земли и после срабатывания защи­ ты максимального тока.

13.2.3. Ускорение действия защиты линий при наличии АПВ

Для сокращения времени пребывания линий в аварийном режиме при к.з. и времени отсутствия напряжения совместно с АПВ широко применяют ускорение действия релейной защиты (УДЗ) до и после АПВ. Смысл УДЗ заключается в том, что если линии оснащены селективной МТЗ и устройст­ вами АПВ, то время срабатывания этой защиты может быть уменьшено до определённой величины или отключено полностью действиями АПВ.

Типовые способы УДЗ можно рассмотреть на примере радиальной се­ ти, состоящей из последовательно включенных линий (рис. 13.7). Каждая линия сети оснащена МТЗ, состоящей из реле тока и реле времени, селек­ тивность которой обеспечивается выбором ступенчатых уставок времени, которые увеличиваются по направлению к источнику питания.

Ускорение действия защиты после АПВ. В этом случае каждая линия сети оснащена устройством АПВ (см. рис. 13.8а).

При возникновении к.з., например, на линии ВС, выключатель Q2 от­ ключится своей селективной МТЗ с выдержкой времени ?2- При повторном включении этого выключателя устройством АПВ выдержка времени исклю­ чается полностью путём шунтирования контактов реле времени КТ замы­ кающимся контактом устройства АПВ.

Следовательно, в случае неуспешного АПВ выключатель Q2 вновь от­ ключится защитой, но теперь уже ускоренно без выдержки времени.

В случае успешного АПВ линия останется включенной.

Ускорение действия зашиты до АПВ. Для такого ускорения защиты устройство АПВ устанавливается только на головном участке сети (на рис. для линии АВ). Ускорение защиты в этом случае происходит за счёт уменьшения выдержки времени МТЗ головного участка. В схеме это дости­ гается шунтированием контакта реле времени КТ размыкающимся контак­ том устройства АПВ, т.е. МТЗ головного участка временно выполняет роль неселективной токовой отсечки.

При возникновении к.з. на любой линии сети без выдержки времени отключится выключатель Q7. Устройство АПВ включит этот выключатель. При этом разомкнётся контакт АПВ и, следовательно, МТЗ головного, также как и у других участков сети, станет работать с выдержкой времени. Если за время бестоковой паузы к.з. устранится (успешное АПВ), то защита не бу­

дет действовать.

Если к.з. не устранится, то повреждённая линия отключится своей се­

лективной МТЗ.

Вторая схема УДЗ требует меньших материальных затрат за счёт со­ кращения устройств АПВ.

Рис. 13.8. Схема, поясняющая принцип действия УДЗ линий: а - после АПВ; б до ЛПВ

13.2.4. Устройства АПВ и их работа

По конструктивному выполнению устройства АПВ могут быть меха­ ническими и электрическими.

В механических устройствах АПВ повторное включение выключателя происходит за счёт энергии взведённой пружины привода или за счёт энер­ гии падающего груза через специальную систему рычагов от токового реле. После каждого срабатывания привода вручную или с помощью двигателя и редуктора взводят пружину или поднимают груз. Достоинством механиче­ ских устройств АПВ является отсутствие аккумуляторных батарей или ком­ прессорной установки, необходимых при применении выключателей с электромагнитным или пневматическим приводом. Недостатками механи­ ческих АПВ являются сложность конструкции, невозможность регулирова­ ния времени срабатывания и малая надёжность работы механических дета­ лей привода.

Электрические устройства АПВ выполняют на выключателях с лю­ быми приводами с дистанционным управлением (электромагнитными, пружинными, грузовыми и др.) при помощи специальных комплектных ре­ ле заводского изготовления. Электрические АПВ применяют или на посто­ янном, или на переменном оперативном токе. Действие всех электрических устройств АПВ построено на использовании комплектных реле повторного включения различного исполнения. Широкое распространение получили так называемые конденсаторные реле времени РПВ-58, РПВ-258, РПВ-358, в которых в качестве элемента кратности действия АПВ используются кон­ денсаторы, а время срабатывания задаётся уставками реле времени.

Устройство РПВ-58 предназначено для однократных АПВ с питанием от источника постоянного тока напряжением ПО и 220 В. Схема РПВ-58 приведена на рис. 13.9.

Устройство РПВ-258 обеспечивает двукратное действие АПВ. Схема содержит два конденсатора с различным временем заряда (рис. 13.10).

Устройство РПВ-358 работает от источника переменного оперативно­ го тока с использованием специального зарядного блока питания. РПВ-358 обеспечивает однократное действие АПВ и отличается повышенной надёж­ ностью.

Более современные реле повторного включения, например, АПВ-2П, построены на базе бесконтактных элементов и логических микросхем.

Принципиальная схема устройства однократного АПВ линии с вы­ ключателем с электромагнитным приводом приведена на рис. 13.9.

В схеме использовано комплектное реле РПВ-58, в состав которого входят следующие элементы (рис. 13.9):

1) реле времени РВ типа ЭВ-123 с добавочным сопротивлением Rb для обеспечения термической устойчивости;

2) промежуточное реле типа РП РДР-1 с двумя обмотками.

Рис. 13.9. Принципиальная схема однократного действия АПВ линии

На схеме обмотки обозначены: напряжения - (U) и токовая - (J); 3) конденсатор С, обеспечивающий однократность действия; 4) зарядное R2 и разрядное R3 сопротивления.

Кроме устройства РПВ-58 комплект аппаратуры АПВ содержит указа­ тельное реле РУ и отключающее устройство ОУ для вывода АПВ из рабо­ ты.

Дистанционное управление масляным выключателем линии произво­ дится ключом SA, у которого предусмотрена фиксация положения послед­ ней операции.

Пуск АПВ происходит от несоответствия положений ключа управле­ ния SA и масляного выключателя Q. Работа устройства АПВ будет направ­ лена на устранение этого противоречия.

В нормальном режиме ключ SA находится в положении «включено», выключатель Q включен, его блок-контакты Ql, Q2 и Q3 разомкнуты, a Q4 замкнут, переключатель режима АПВ переведён в положение «включено». При этом конденсатор С заряжен до напряжения источника питания, вся схема АПВ находится в состоянии готовности.

При возникновении к.з. на линии выключатель Q отключится под действием РЗ, линия обесточится. Поскольку состояние ключа SA не изме­ нялось, возникнет несоответствие между положениями SA и Q. Это несоот­ ветствие приведёт к тому, что в схеме АПВ через контакт Q3 на обмотку ре­ ле времени КТ поступит питание. После отсчёта установленной выдержки времени КТ замкнёт свой контакт КТ~2, через который параллельно конден­ сатору С включится обмотка напряжения реле KS. Это реле сработает и, в свою очередь, через контакт KS-1 подаст питание на контактор включения КМО. Далее с помощью ПС произойдёт повторное включение выключателя

Q.

Одновременно замкнётся контакт KS-2, через который поступит пи­ тание на указательное реле РУ и на токовую обмотку реле KS.

Если повреждение на линии было неустойчивым, то линия останется в работе.

Включение выключателя Q вызовет размыкание контактов Q1-Q3 и замыкание контакта Q4. От этого переключатся сигнальные лампы, отклю­ чится реле КТ. После размыкания контакта КТ-2 конденсатор С начнёт за­ ряжаться через сопротивление R2. Время его заряда до напряжения сраба­ тывания составляет 20-25 с. Следовательно, лишь спустя это время схема АПВ будет автоматически подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то выключатель Q включив­ шись, вновь отключится защитой. Второго включения Q не произойдёт, т.к. конденсатор С, разрядившись при первом действии АПВ, повторно не успе­ ет зарядиться. Тем самым эта схема обеспечивает однократное действие АПВ при устойчивом к.з. на линии.