8 сем (станции+реле) / Экзамен / Автоматика расписанные билеты

Вместе с этим схема осуществляет проверку о разрешении АВР. В БМРЗ-ВВ ввод 1 есть сигнал «Разрешение АВР» (входной сигнал №7). Он поступает на данный блок реле от БМРЗ-ВВ ввод 2. В БМРЗ-ВВ ввод 2 есть два входных сигнала («ВВ включен», «Напряжение ввода, UВВ»). При включенном положении выключателя ввода №2 поступает сигнал (красный) на логический элемент «И». При этом сигнал о напряжении ввода (зелёный) поступает на гистерезисный компаратор, который сравнивает данное напряжение с номинальным. При ВВ > 0,8 н сигнал поступает на логический элемент «И». Т.к. два сигнала, приходящие на элемент «И» являются логической «1», то на выходе также получается логическая «1». Этот сигнал (фиолетовый) поступает на блок выдержки времени DT, с которого через выдержку времени 2 с поступает на блок выходного сигнала («Разрешение АВР»). Этот блок выходного сигнала БМРЗ-ВВ ввод 2 является блоком входного сигнала для БМРЗ-ВВ ввод 1.

Возвращаемся к БМРЗ-ВВ ввод 1. Сигнал о разрешении АВР (фиолетовый) поступает на логический элемент «И». Также на логический элемент «И» поступает сигнал «АВР СВ включен» (красный) и «СВ отключен» (зелёный). При этом, т.к. выключатель ввода №1 включен, сигнал с блока входного сигнала «ВВ включен» идёт на логический элемент «ИЛИ», который выдаёт логическую «1», если хотя бы на одном из его входов есть «1». В

данном случае на второй вход элемента «ИЛИ» приходит окончательный сигнал с выхода логического элемента «И» (коричневый). С логического элемента «ИЛИ» сигнал (синий) идет на элемент «И». На выходе элемента «И» формируется логическая «1».

Итак, у нас имеется сигнал с логического элемента «И» (коричневый). Он поступает на следующий логический элемент «И». Также сигнал (зелёный) о наличии напряжении ввода («Напряжение ввода, UВВ») подаётся на гистерезисный компаратор, в котором идёт его сравнение с номинальным напряжением. Если ВВ < 0,25 н, то на выходе получается логическая «1» и сигнал (фиолетовый) идёт на логический элемент «И». Также на логический элемент «И» приходит голубой сигнал с верхнего гистерезисного компаратора, рассмотренный ранее. Все сигналы, поступающие на логический элемент «И» равны «1», поэтому с него сигнал поступает на блок выдержки времени, с которого через выдержку времени равную времени действия АВР (Тавр) сигнал поступает на очередной логический элемент «И». Также на этот логический элемент «И» поступает сигнал об отключенном положении вводного выключателя (красный). Т.к. вводной выключатель у нас включен, то сигнал представляет собой логический «0». Этот сигнал поступает на вход логического элемента «И», причём вход является инвертированным (на входе есть кружок), значит этот сигнал инвертируется в логическую «1» и на выходе логического элемента «И» мы получаем сигнал (синий), который представляет собой логическую «1». Этот сигнал является выходным и идёт на «Отключение ВВ». Стоит отметить, что если первоначально вводной выключатель был отключен, то сигнал на его отключение не пойдёт (на инвертирующем входе логического элемента «И» будет подана логическая «1», значит на выходе элемента будет логический «0»).

Итак, последняя часть. Рассмотрим запрет АВР. Сигнал запрета АВР может быть как внешний дискретный (входной сигнал «Запрет АВР»), так и от защиты (запрет АВР от защиты). Дискретный сигнал (зелёный) и сигнал от защиты (оранжевый) поступают на логический элемент «ИЛИ». Если хотя бы один из этих сигналов является логической «1», действие АВР не произойдёт. Пусть они оба являются логическими нулями. Тогда сигнал с выхода логического элемента «ИЛИ» (красный), который является логическим «0», поступает на логический элемент «И». На второй вход логического элемента «И» поступает сигнал с блока «ВВ включен» (жёлтый). Т.к. на один из двух входов элемента «И» подан логический «0», то на выходе логического элемента «И» формируется сигнал (фиолетовый), который является логической «0». Этот сигнал поступает на инвертирующий вход следующего логического элемента «И», где инвертируется в «1». Также на этот элемент «И» поступают сигналы (коричневый и голубой), которые были рассмотрены ранее. Они являются логическими «1». Также на элемент «И» поступает сигнал с блока «Кнопка отключения» (розовый). Этот сигнал является логической «1», когда оперативный персонал вручную отключил выключатель ввода, нажав на кнопку отключения, и логическим «0», когда выключатель не выводился из работы вручную. Пусть этот сигнал является логическим «0», т.е. выключатель не был отключен вручную. Этот сигнал подаётся на инвертирующий вход элемента «И», где инвертируется в логическую «1». Т.к. все сигналы на данном элементе «И» несут логическую «1», на выходе формируется сигнал (синий), который поступает на блок «Включение СВ по АВР».

Таким образом, произошло действие АВР: произведено отключение вводного выключателя №1, на секции которого пропало напряжение, и был включен секционный выключатель, через который от второго источника питания через вводной выключатель №2 будет происходить питание потребителей секции, на которой пропало напряжение.

9.3. Особенности выполнения АВР на подстанциях, питающих синхронную нагрузку.

Типовой схемой электроснабжения многих промышленных производств является питание распределительных заводских подстанций (РП) от главных понизительных подстанций (ГПП) по двум магистралям; к каждой из магистралей присоединены секции шин РП, между которыми установлен секционный выключатель. Нормально этот выключатель отключен и включается от устройства АВР в случае прекращения питания секции после отключения ввода от питающей магистрали. Наличие двух магистралей обеспечивает взаимное резервирование, при котором, однако, каждый из участков должен иметь пропускную способность, рассчитанную на питание нагрузки обеих секций.

За время цикла АВР синхронные двигатели, подключенные к секции, потерявшей питание, выпадают из синхронизма по отношению к резервирующему источнику. Работа АВР может быть разрешена в двух случаях: или после отключения синхронной нагрузки, или после снятия с неё возбуждения и перевода в пусковой режим. Оба режима могут быть проконтролированы фактом снижения напряжения на шинах резервируемой секции до значения по крайней мере ниже 65 % номинального напряжения. Таким образом, после отключения выключателя ввода основного питания (например, после работы релейной защиты) устройство АВР должно ожидать снижения напряжения до заданного значения.

Несинхронное включение от устройства АВР возбуждённой синхронной нагрузки не может быть рекомендовано по следующим причинам:

а) из-за большой кратности тока несинхронного включения по отношению к номинальному току синхронного двигателя, на которую не рассчитан двигатель; такое включение может вызвать механическое повреждение двигателя;

б) из-за возможности возникновения асинхронного режима, при котором могут выпасть из синхронизма синхронные двигатели, питающиеся от второй (неповреждённой) магистрали; отключение потребителей двух технологических веток производства, питание которых обеспечивается этими двумя магистралями, часто приводит к полному нарушению производственного процесса и требует немедленной остановки технологического цикла;

в) из-за невозможности для некоторых типов синхронных двигателей произвести ресинхронизацию после несинхронного включения без принятия дополнительных мер (например, временного снятия возбуждения с последующей его подачей после восстановления напряжения, кратковременной разгрузки двигателя);

Для ускорения работы устройств АВР при наличии синхронной нагрузки в схеме устройства АВР предусматриваются органы, выявляющие прекращение питания от основного источника и производящие одновременно с отключением ввода от этого источника временное снятие возбуждения с синхронных двигателей, присоединённых к данной секции распределительной подстанции (при необходимости от указанного органа должна производиться кратковременно разгрузка синхронного двигателя со стороны приводимого им в движение механизма).

Полное отключение синхронных двигателей с их последующим включением вручную не может рассматриваться как удовлетворительное решение, так как длительная остановка ответственных механизмов с синхронным приводом, как правило, вызывает нарушение технологического процесса. Такое решение может приниматься только в том случае, если отключаемый механизм резервируется другим механизмом (например, если механизм с синхронным приводом, подключенным к одной из секций распределительной подстанции, работает на общую магистраль с механизмом, синхронный привод которого подключен к другой секции распределительной подстанции и остановка одного из механизмов не влечёт нарушения технологического процесса).

Органами, улавливающими прекращение электропитания той или другой секции распределительных подстанций, как указывалось ранее, могут быть реле активной мощности, контролируемые работой реле снижения частоты или реле скорости изменения частоты, или реле, реагирующие на разность частот, между двумя секциями распределительной подстанции.

Следует отметить, что реле напряжения, ожидающие снижения напряжения на секции, потерявшей питание, могут при неотключенных синхронных двигателях с непогашенным

полем длительно не срабатывать, так как напряжение будет поддерживаться вращающимися по инерции синхронными двигателями (несколько секунд).

Для ускорения работы устройств АВР с пуском от реле напряжения следует предусматривать снятие возбуждения с синхронных двигателей (или их отключение) после действия устройства защиты на питающей линии или трансформаторе и при одновременном отключенном состоянии выключателей вводов основного и резервного питания.

При осуществлении АВР двухсекционной подстанции, секции шин которой питают синхронные двигатели ответственных механизмов, следует иметь в виду, что в момент включения секционного выключателя на обеих секциях устанавливается одинаковое напряжение. При этом на секции, потерявшей основное питание (обесточенной), синхронные двигатели уже будут переведены в пусковой асинхронный режим со снятым возбуждением, а все двигатели (асинхронные и синхронные) резервирующей секции начнут питаться пониженным напряжением. Если уровень напряжения окажется меньше 70% номинального и пуск двигателей резервирующей секции будет затяжным, синхронные двигатели резервирующей секции могут выпасть из синхронизма.

Для улучшения условий работы АВР следует обеспечить возможно большее напряжение на шинах секций в момент включения секционного выключателя. Для этого может быть применён метод опережающей форсировки возбуждения синхронных двигателей резервирующей секции, т. е. выполнение форсировки на некоторое время (на несколько секунд) от пусковых органов устройства АВР одновременно с подачей включающего импульса на электромагнит секционного выключателя.

При тиристорной системе возбуждения синхронных двигателей резервирующей секции следует учитывать, что при снижении напряжения, питающего тиристоры, ниже 80-85% номинального (в зависимости от типа тиристора) последние перестают функционировать и двигатель теряет возбуждение, выпадая из синхронизма по отношению к напряжению питающей энергосистемы. По этой причине для расчёта нагрузки, оставляемой под самозапуск на резервируемой секции, должно быть принято такое значение нагрузки, при котором напряжение на шинах секций после включения от устройства АВР секционного выключателя не станет меньше 80-85% номинального.

Наличие синхронных возбуждённых двигателей на резервирующей секции несколько облегчает условия самозапуска асинхронных и синхронных электродвигателей резервируемой секции за счёт питания реактивной мощностью от возбуждённых машин.

9.4. Упрощённое описание процесса самозапуска нагрузки при АВР. Отключение менее ответственных потребителей, защита минимального напряжения.

При любом отключении оборудования, а также его включения – имеет место переходный процесс. В данном случае – включение от устройств АПВ/АВР. Если рассматривать линии распределительной сети, которые подключены к ПС через отпайки, для АПВ этих линий стараются выбирать выдержки времени неодинаковыми для того, чтобы пусковые токи самозапуска не накладывались друг на друга, чтобы процессы протекали неодновременно.

Аналогичный подход и для АВР. В качестве причины перерыва электроснабжения выступает отключение выключателя рабочего ввода и включение выключателя резервного ввода или СВ. Наиболее характерный пример – механизм СН на станции: случай, когда потребители практически не теряют электропитание и восстанавливают работу. При действии устройства АВР на ТСН, агрегаты продолжат функционировать, но для этого обязательно необходимо обеспечить самозапуск ответственных механизмов после восстановления напряжения вслед за работой АВР.

Самозапуск при АВР

1) Определение потребителей:

• участвующих в самозапуске

• тех, которые могут быть отключены с последующим включением вручную

• тех, которые могут быть отключены с последующим включением поочередно (автоматически) после восстановления напряжения в процессе самозапуска

2) Анализ электромеханических процессов

•коэффициент пуска (kп = 1,5…3)

3)Кратность тока в линии при АВР < Кратность пускового тока отдельного включаемого двигателя

4)Длительность самозапуска при АВР зависит:

•зависит от напряжения на зажимах двигателя (после АВР)

•зависит от момента сопротивления приводимого механизма

•зависит от значения скольжения до которого затормозился двигатель

Первоначально, на ПС, в которых находится более разнородная нагрузка, нежели чем в ТЭЦ, считалось, что в цикле АВР для промышленной ПС допустимо полное прекращение работы, а устройство АПВ и АВР исполняют задачу восстановления напряжения на шинах. Это было связано с тем, что пускатели ответственных механизмов выполнялись с мгновенным отключением при перерыве электропитания, поэтому обесточивание механизмов происходило даже при кратковременном понижении напряжения при КЗ. Дополнительным усложнением было то, что присутствуют потребители с СД. Исходя из

этого, возникла необходимость разработки комплекса мероприятий, которые обеспечивали бы продолжение технологического процесса при кратковременных перерывах нормального электроснабжения: КЗ, цикл АПВ, АВР.

Есть устройства защиты минимального напряжения, которые отключают потребителей при снижении напряжений. Одна из их задач – обеспечение успешного самозапуска тех потребителей, которые не отключаются (более ответственные).

Если есть синхронная нагрузка, то первое, что должны выполнить – снять возбуждение с СД. Пусковой режим становится асинхронной нагрузкой и разгоняется до синхронной частоты. После этого, автоматически подаётся возбуждение и двигатель втягивается в синхронизм. Если речь идёт о БАПВ и БАВР – для таких устройств допустимо повторное включение СД (так как есть минимальная выдержка времени).

Нас интересуют электромеханические переходные процессы при самозапуске от АВР.

Формулы позволяют сделать грубую оценку, чтобы выбрать параметры срабатывания АВР. Для того чтобы описать электромеханические ПП при перерывах питания необходимо учесть изменение токов и напряжений в системе электропитания. После восстановления напряжения, по питающим линиям, будет проходить ток значительно превосходящий нормальный. Для этого вводится пусковой коэффициент, зависящий от состава и назначения нагрузки. Состав нагрузки мы знаем – объём двигательный нагрузки (процентное соотношение между АД и СД). Обобщая это всё, мы можем говорить об общем коэффициенте пуска (от 1,5 до 3).

Рис.1 Схемы замещения АД.

Описание схемы замещения АД: в первый момент включения Д, возникает большой бросок тока намагничивания – это апериодическая составляющая пускового тока. Этому моменту будет соответствовать минимальное сопротивление х – это сопротивление будет очень быстро увеличиваться. Изменение пускового тока по времени имеет периодический характер.

Начальный бросок пускового тока затухает в течение 1-2 периодов. Если защита действует со временем более 0,1 с, то бросок пускового тока практически не оказывает никакого влияния.

Рис.2 Фрагмент осциллограммы при пуске АД

На осциллограмме показан пусковой ток, имеющий как периодическую, так и апериодическую составляющие. Во второй части – значение номинального тока, соответствующему номинальному скольжению.

Т.к. х быстро увеличивается и активное сопротивление статора по сравнению с индуктивностью мало, то для качественного анализа схему упрощают до второй на рисунке схемы. Таким образом, мы получаем последовательное соединение сопротивлений. После чего, мы можем вычислить ток, по формуле:

ф=

√ дв2 + ( р )2

Для того, чтобы оценить значение периодической составляющей вводят понятие критического скольжения:

ркр ≈ дв

Формула справедлива, если активное сопротивление обмотки статора значительно меньше индуктивного сопротивления Д и х → ∞. Выражая из формулы активную составляющую, и подставляя е` в формулу тока – получаем следующую формулу тока.

Периодическая составляющая пускового тока (при s = 1) может быть вычислена как:

фп =

дв√1 + кр2

Для АД величина критического скольжения составляет около 10-20%. Для грубой оценки периодической составляющей пускового тока:

фп ≈ дв

Этот ток по величине будет равен току КЗ за сосредоточенной индуктивностью двигателя. При нормальной работе можно вычислить значение номинального тока.

1ном ≈ п

√ кр 2 1 + ( ном)

Кратность пускового тока АД, включаемого под полное номинальное напряжение по отношению к номинальному току, также может быть вычислена.

Номинальное скольжение составляет около 2-4 %. Если подставить значение критического скольжения равного 0,1 и номинального скольжения равного 3 %, то получим кратность пускового тока около 3. Преобразуя второе выражение для тока, а также выражение для пускового тока можем получить следующее соотношение:

кр 2

п.дв ≈ √1 + ( ном)

Вместе с тем, при уменьшении скольжения, кратность тока по отношению к пусковому уменьшается.

Рис.3Зависимость кратности тока от скольжения

включается не при номинальном напряжении, а при пониженном, то ток уменьшается прямо пропорционально напряжению. Если Д включается при U = 0,7Uном, то кратность пускового составит 70% по отношению к кратности при включении Д при номинальном напряжении. Эта зависимость должна быть учтена при выборе параметров срабатывания устройств АВР. После работы устройств АВР часть Д отключается защитой минимального