2.7 Автоматика

Одной релейной защиты недостаточно для обеспечения надежного и бесперебойного электроснаб­жения. Поэтому дополнительно предусматривают устрой­ства автоматического включения резерва (УАВР) и уст­ройства автоматического повторного включения (УАПВ). Первое устройство позволяет подключать резервный ис­точник питания при выходе из строя основного источника. Второе устройство предназначено для повторного включе­ния линий электропередачи, так как большинство повре­ждений после быстрого отключения линий релейной защитой самоустраняется.

Устройства автоматизации (АПВ, АВР, АЧР и др.) осуществляют автоматическое управление схемой электроснаб­жения предприятия в нормальном и аварийном режимах. Применение автоматизации позволяет обеспечить длитель­ное нормальное функционирование системы электроснабжения, в кратчайший срок ликвидировать аварию, обеспечить высокую надеж­ность электроснабжения промышленных потребителей и простоту схем, сократить расходы на обслуживание, об­наруживать поврежденные участки с наименьшими затра­тами труда, повысить качество электроэнергии и экономич­ность работы электроустановок. Благодаря устройствам автоматизации стало возможным применение подстанций с упрощенными схемами коммутации.

На подстанциях промышленных предприятий нашли на­ибольшее распространение следующие устройства автома­тизации: АВР – автоматическое включение резерва, АПВ – автоматическое повторное включение; АЧР – автоматиче­ская частотная разгрузка; APT – автоматическая разгруз­ка по току.

Подстанции предприятий работают, как правило, по схеме с односторонним электроснабжением потребителей, т.е. с раздельными источниками питания. Такой режим позволяет снизить токи КЗ сети, применять более дешевую коммутационную аппаратуру, сократить или полностью исключить обслуживающий персонал подстанций. Однако раздельная рабо­та источников питания по сравнению с их параллельной работой обеспе­чивает меньшую надежность электроснабжения, что и вы­зывает необходимость установки на предприятиях устройств автоматики.

Устройства автоматического повторного включения осу­ществляют быстрое повторное восстановление электроснаб­жения промышленных потребителей после кратковремен­ных самоустраняющихся, повреждений в электрической сети. Большая часть (60 – 80%) коротких замыканий на воздушных линиях вызывается схлестыванием проводов от сильного ветра и сбрасывания гололеда, перекрытием изо­ляции во время грозы, падением деревьев, набросом и ка­санием проводов передвижными механизмами и другими причинами. При быстром отключении релейной защитой линии, на которой произошло неустойчивое повреждение, электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гасится рань­ше, чем может образоваться серьезное разрушение линии. В связи с этим на таких линиях применяются устройства АПВ, действие которых основано на повторном включении элемента сети после каждого его аварийного отключения. С помощью АПВ происходит быстрое автоматическое восстановление нормального режима работы электрической сети.

Согласно ПУЭ, устройства АПВ обязательны на всех воздушных линиях и воздушных линиях с кабельными вставками напряжением выше 1 кВ.

По числу циклов (кратности срабатывания) различают АПВ однократного, двукратного и трехкратного действия. В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее распространение имеют однократные АПВ. По способу воздействия на привод выключателя имеются ме­ханические и электрические АПВ. Механические АПВ встраиваются в грузовые и пружинные приводы (в настоя­щее время механические АПВ применяются крайне редко). Электрические АПВ оборудуются выключателями с элек­тромагнитными или пневматическими приводами, имеющи­ми мощный электромагнит включения, на который действу­ет устройство АПВ.

Схема АПВ однократного действия для линии с односторонним питанием

Рисунок 2.7.1

Схемы АПВ выполняют на оперативном постоянном или переменном токе. При наличии пружинно-грузовых приво­дов оперативный ток – переменный, при электромагнитных и пневматических приводах применяется постоянный опе­ративный ток, который необходим и для работы привода.

Схемы АПВ должны приходить в действие при аварий­ном отключении выключателя и с определенной, заранее заданной выдержкой времени. Длительность включающего импульса от устройства АПВ должна быть достаточной для надежного включения выключателя и одновременно время действия АПВ должно быть минимально возможным для ускорения восстановления нормального питания потребите­лей. Время действия АПВ определяется временем, необ­ходимым для автоматического возврата привода в положе­ние готовности к повторному включению. Наименьшая вы­держка времени принимается 0,5–1,5 с.

Устройства АПВ не должны срабатывать при оператив­ных переключениях схемы обслуживающим персоналом; при срабатывании отдельных защит, отключающих устой­чивые КЗ (например, газовой защиты или дифференциальной токовой защиты трансфор­матора), самоликвидация которых маловероятна; при от­ключении выключателя релейной защитой сразу же после включения его персоналом, так как повреждения, возник­шие до включения выключателя, как правило, не могут са­моустраниться.

Для учета действия АПВ в схемах должны предусмат­риваться сигнальные (указательные) реле или счетчики срабатывания.

На рис. 2.7.1 приведена схема АПВ однократного дейст­вия линии с односторонним питанием. В схеме показано комплектное устройство РПВ-58, в которое входят: реле времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для термической стойкости реле; промежуточное реле KL с по­следовательной и параллельной обмотками, служащее для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ; конденсатор С, обеспечивающий однократ­ность действия АПВ (так как время его заряда после сра­батывания АПВ составляет 20 с); SA1–SA4 – ключи уп­равления, в которых предусмотрена фиксация положения последней операции. Работа АПВ, как правило, начинает­ся при несоответствии положений привода и выключателя или ключа управления и выключателя, если у него привод электромагнитный.

Комплект РПВ-58 получает питание от сети оператив­ного постоянного тока 110 или 220 В.

В исходном положении выключатель включен и ключи SA1, SA2 и SA4 находятся в фиксированном замкнутом по­ложении В. Конденсатор С заряжен, устройство АПВ под­готовлено к работе через реле времени КТ. Пуск схемы АПВ может произойти под действием отключения выклю­чателя от релейной защиты. Вспомогательный контакт вы­ключателя Q:1 и контакт KBS:2 подают питание реле положения выключателя KQT, которое своими контактами в цепи реле КТ подает к его катушке минус сети оператив­ного тока. По истечении установленной выдержки времени реле КТ своим контактом КТ:2 подключает параллельную обмотку реле KL к заряженному конденсатору С. До вклю­чения выключателя Q и размыкания его контакта Q:1 кон­такты KL:1 включают через последовательную самоудерживающуюся обмотку реле KL контактор КМ. Если АПВ успешно сработало, реле KQT отпадает, ре­ле КТ обесточивается, обеспечивая новый заряд конден­сатора С через 20 с.

Схема АПВ однократного действия представлена на листе ВКР.140613.451К.21.02.09.Э3 графической части.