9.1. /9.2. Требования к выполнению местных авр Речь об авр.
На ПС распределительных сетей, в городах, на предприятиях используется раздельная работа источников электроснабжения и как следствие одностороннее электроснабжение потребителей. Одна из схем на слайде ниже.
Применение такого режима позволяет снизить значения токов КЗ. Если говорить об источнике А и источнике Б (схема на слайде) при одинаковых линиях. Отключенное состояние выключателя (справа на схеме) будет снижать величину тока КЗ на отходящей линии в два раза по сравнению с режимом параллельной работы при включенной линии Л2. Также раздельная работа линий позволяет упростить работу РЗ. Если всегда предусматривается раздельная работа линий, то устройства защиты могут устанавливаться только на головном участке (около источника), потому что данные линии будут линиями с односторонним питанием. Если параллельная работа источников и включен выключатель справа, тогда обе линии становятся линией с двухсторонним питанием и тогда нужно дополнительно устанавливать комплект защит на линии Л1 и линии Л2 со стороны ПС «В».
Раздельная работа источников позволяет снизить потерю мощности, позволяет поддерживать уровни напряжений.
Также при раздельной работе вероятность электроснабжения будет выше чем при параллельной работе двух, а тем более трех независимых источников. Этот недостаток устраняется почти полностью устройством АВР в 95% случаях. Требования к выполнению местных АВР. Есть два условных типа АВР: 1)устройства местных АВР и 2) устройство сетевых АВР.
Здесь разговор об АВР на ПС, которые называют устройствами местных АВР и к ним есть требования:
Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах ПС по любой из двух причин:
• при отключении выключателя рабочего питания, находящегося на данной ПС (На схеме это выключатель на ПС В):
Это отключение может быть аварийным, ошибочным или самопроизвольным. Во всех этих случаях схема АВР должна приходить в действие. При отключении выключателя рабочего питания должен автоматически включиться выключатель резервного питания. При таком быстром АВР перерыв питания определяется собственным временем включения выключателя резервного питания (от 0,3 с до 0,8-0,9 с.). Зафиксировать пропажу напряжения на шинах ПС «В» помогает трансформатор напряжения, кот. подключен к шинам. Из-за отключения выключателя рабочего немедленно должно производить включение выключателя резервного. Этот сигнал должен быть сформирован АВР быстро, т.е. без выдержки времени. Т.е. общее время перерыва в электроснабжении потребителей будет определяться включения выключателя резервного ввода.
• при исчезновении напряжения на шинах, которое мы контролируем с помощью ТН, без отключения выключателя рабочего питания. Например, при КЗ на Л1, сработала защита, установленная на ПС со стороны источника питания. Эта защита отключит линию Л1 как на линию с односторонним питанием, т.е на отключение своего выключателя. Отключение выключателя со стороны ПС В не происходит при этом. И также не будет напряжения на шинах ПС В и должно быть включение выключателя резервного ввода. В этом случае нужно отключить выключатель питающей линии Л1(рабочий), после этого надо включить выключатель резервного ввода. Такая последовательность должна быть, чтобы не подать напряжение в поврежденную линию от резервного источника. Отключение выключателя рабочей питающей линии Л1 (со стороны ПС В) выполняет пусковой орган схемы АВР. Этот пусковой орган АВР дает команду на отключение выключателя рабочей линии при одновременном наличии двух условий:
— снижения напряжения на шинах 0,2-0,4 Uном
— наличие напряжения на резервном источнике 0,6-0,65Uном, для этого используется ТН около резервного выключателя:
На тех ПС, где установлены крупные синхронные двигатели, в пусковом органе устройства АВР дополнительно нужно предусматривать реле снижения частоты. Это реле ускоряет работу пускового органа и всей схемы АВР. Это условие обусловлено тем, что при потере питания СД-ли продолжают некоторое время вращаться по инерции и поэтому они выполняют в схеме роль генераторов, поскольку поддерживают на шинах напряжение. И скорость снижения этого напряжения будет зависеть от ряда факторов. При неблагоприятных факторах это время будет сохраняться и будет составлять несколько секунд. А снижение частоты происходит быстрее, поэтому устанавливается реле снижения частоты (если есть крупные СД), которое также участвует в формировании сигнала на отключение выключателя рабочего ввода.
При глубоком снижении напряжения пусковой орган устройства АВР должен давать команду на отключение выключателя рабочей линии с выдержкой времени. Хотя для потребителей важно быстрое восстановление питания, НО, АВР с выдержкой времени.
Глубокое снижение или полное исчезновение напряжения возможна при КЗ на элементах прилегающей сети. Поэтому задается дополнительная выдержка времени на отключение выключателя рабочего ввода, для того чтобы удостовериться, что снижение напряжения произошло на Л1, а не на линиях, которые отходят от шин на ПС В:
Эту
выдержку времени на АВР выключателя
рабочего ввода мы выбираем больше чем
выдержка времени защит присоединений,
отходящих вниз от шин ПС В (на рисунке
выше). Тогда мы гарантированно отстроимся
по времени по этому режиму и будем знать,
что если это КЗ на присоединениях,
отходящих вниз от шин ПС В, то они давно
должны были быть отключены защитами
этих присоединений. Т.о. мы предотвращаем
излишние действия АВР. Если же причиной
исчезновения напряжения стало отключение
линии Л1 со стороны источника питания,
то вслед за отключением этой линии будет
следовать АПВ и это АПВ скорее всего
будет успешным, поэтому перед отключением
рабочего выключателя нужно убедиться,
что сработала не только защита, но и
АПВ, которое стало неуспешным. И только
в этом случае нужно отключить рабочий
и включить резервный выключатели. Т.е.
АВР нужно замедлить на время, большее
чем время выдержка времени устройства
АПВ. Схемы АВР бывают одностороннего и
двухстороннего действия. Одностороннего
действия-это когда один элемент всегда
является резервным, второй элемент
всегда является рабочим. Двухстороннего-это
когда на трансформаторной ПС несколько
параллельных трансформаторов, каждый
из которых может быть рабочим или
резервным в разные периоды времени.
Есть еще АВР с автоматическим возвратом
к доаварийной схеме. По этим понимается
включение выключателя рабочего ввода
и приход к доаварийной схеме при
восстановлении напряжения на рабочем
источнике. На вышеприведенной схеме в
случае перехода на резервный источник
и в случае дальнейшего повреждения
линии Л2 от резервного источника не
будет возможности выполнить обратный
АВР (к доаварийной схеме). И при
восстановлении напряжения на шинах
схема не придет к доаварийной конфигурации.
Поэтому стараются избегать излишнего
срабатывания АВР и дожидаются сначала
срабатывания АПВ и только потом действует
АВР. И в этом преимущество.
Но устройства АПВ могут быть двукратного действия и там большие выдержки времени для второго цикла АПВ, и для потребителей это плохо. Поэтому это время нужно сократить, нужно отстроиться от РЗ, а с выдержкой времени АПВ можно не согласовывать АВР в случае если в схеме АВР выполнен возврат к доаварийной схеме ПС. Т.е. мы переходим на резервный источник как можно быстрее, возобновляем электроснабжение потребителей, дальше если АПВ успешное, то АВР осуществляет возврат к доаварийной схеме ПС, т.е. схема переводится на эл.снабжение потребителей от рабочего источника. Т.е. широко применяется схема АВР, которая не требует замедления по условию ожидания действия АПВ. Это схема АВР с автоматическим возвратом к доаварийной схеме ПС. Преимущество этой схемы-мы сокращаем выдержку времени на отключение выключателя рабочего источника. При глубоком проседании напряжения применения схема АВР с автоматическим возвратом к доаварийной схеме пережидает только время, необходимое для защит входящих присоединений. После этого отключается рабочий выключатель и включается резервный. И если рабочий элемент будет включен, то схема АВР восстановит доаварийный режим. Т.е. сначала включит рабочий выключатель и затем отключит резервный без кратковременного отключения потребителей. При этом электрическая сеть между рабочим и резервным источником кратковременно замыкается, а в некоторых случаях при этом допускается небольшой угол между векторами напряжения. Также есть другие конфигурации сети. Ниже приведен фрагмент довольно протяженных ЛЭП, к которым подключены отпаечные ПС.
Есть опасность такой схемы (выше). В ряде случаев одновременное срабатывания нескольких устройств АВР может вызвать недопустимую перегрузку резервный линии, также может затрудниться процесс самозапуска электродвигателей и потребуются усложнения РЗ. Для того чтобы не было таких явлений предусматриваются поочередное действие АВР. Например, если отключается линия Л1 или линия Л2, то устройства АВР на всех отпаечных ПС (их несколько на схеме) будут срабатывать одно за другим с небольшим интервалом времени так, чтобы это время было достаточно для самозапуска своей двигательной нагрузки. Т.е. когда осуществляется выбор параметров срабатывания на отпаечных ПС, то время срабатывания АВР задается неодинаковым для этих ПС для того чтобы гарантированно самозапуск двигательной нагрузки происходил не одновременно. Потому что самозапуск этой двигательной нагрузки может приводить к перегрузке резервной ветви. И если все эти двигатели на ПС будут самозапускаться одновременно, это может привести к снижению напряжения и самозапуск будет неуспешным. Поэтому необходимо, чтобы эти АВР действовали поочередно.
3)Действие устройства АВР должно быть однократным. Из-за того, что у всех АВР высокая эффективность (выше 90%(92-95%)) применение однократного АВР не повысит процент успешных действий. Также каждое повторное включение на КЗ – нежелательная ситуация, поэтому все АВР действуют однократно. 4) Устройство АВР должно обеспечивать быстрое отключение резервного выключателя при его включении на устойчивое к.з. Когда речь идет о КЗ на шинах, для того, чтобы включение на КЗ устройством АВР сопровождалось как можно меньшими повреждениями нужно ускорить РЗ (обычно около 0,5 с) после АВР или после включения выключателя резервного ввода. Почему так? Для того чтобы облегчить отстройку от бросков тока намагничивания трансформатора, бросков тока самозапуска заторможенных электродвигателей, также бросков тока при включении незатормозившихся двигателей при быстром АВР, необходимо ускорить эту защиту, но нельзя сделать ее мгновенной.
Но нужно четко понимать отличие КЗ на шинах от других режимов, которые приводят к увеличению тока. Увеличение тока можно наблюдать в следующих случаях:
• АВР связано с включением трансформатора. Если говорить о схеме выше, то один из трансформаторов всегда в резерве. Когда используется АВР и включается резервный трансформатор, будет наблючаться бросок тока намагничивания. Для того, чтобы РЗ могли отличить КЗ на шинах от броска тока намагничивания, нужна дополнительная выдержка времени (обычно около 0,5 с).
• Когда выполняется АВР, АВР сопровождается перерывом в электроснабжении. Т.к. есть этот перерыв в электроснабжении, то есть снижение напряжения (может быть глубоким), значит есть двигатели, которые будут самозапускаться, если будет самозапуск, тогда через защиты будут протекать токи самозапуска. И необходимо чтобы РЗ могли отличить ток самозапуска от КЗ на шинах, поэтому также выдержка времени (обычно около 0,5 с).
• Также есть ряд незатормозившихся электродвигателей, то будет также бросок тока, который в составе Диф. защиты должна отличить его от тока КЗ на шинах. Поэтому ускорение защит после АВР не рекомендуется выполнять на время, меньшее чем 0,5 с. Т.е. не рекомендуется уменьшать выдержку времени защиты больше чем на 0,5 с.
Действие устройств АВР не должно вызывать:
• аварийных перегрузок оборудования. Это требование соблюдается в зависимости от того, что из элементов проектируется в первую очередь. Если выполняется проектирование устройства АВР на существующем оборудовании, тогда при проектировании нужно проверить, что АВР не приведет к недопустимой перегрузке оборудования, того силового оборудования, которое будет либо в явном резерве, либо в неявном резерве.
• опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и синхронных генераторов. Задавая выдержку времени устройства АВР нужно проверить, что если есть АД-ли, то они либо отключены, либо с них нет возбуждения.
• неправильных действий РЗ. Работа АВР не должна приводить к неправильной работе РЗ. При срабатывании АВР проверяется, что самозапуск заторможенных электродвигателей успешен. Проверяется это по уровняю напряжения, по которому можно дать прогноз, будет ли самозапуск успешным.
Если речь о крупных объектах, то одновременно с проектированием АВР могут выполняться специальные расчеты на основе которых выбирается то оборудование или ту нагрузку, которая является более ответственной, которая будет участвовать в процессе самозапуска для того, чтобы он был успешным. А неответственные потребители будут отключать и включаться позднее.
На тех выключателях, которые задействованы в работе устройства АВР, выполняется постоянный контроль исправности цепи включения