Лекция 5 Автоматика систем электроснабжения

Лекция 5
Автоматика систем электроснабжения
5.1. Общие сведения
5.2. Назначение и требования, параметры действия АПВ.
5.3. Автоматическое включение резервных линий (АВР).
5.1. Общие сведения
Для повышения надежности электроснабжения потребителей широко применяются два вида устройств автоматического включения линий. К первому виду относятся устройства, вновь (повторно) включающие линию после ее отключения устройством защиты. Они получили название устройств автоматического повторного включения — устройств АПВ. Другой вид устройств устройства автоматического включения резерва (АВР) предназначен для автоматического подключения к потребителю резервной линии в случае отключения рабочего источника питания.
5.2. Назначение и требования, параметры действия АПВ.
Назначением АПВ, как указывалось, является автоматическое восстановление питания потребителей в случае отключения питающей линии устройством защиты путем ее нового (повторного) включения. Возможность восстановления таким образом питания потребителей объясняется тем, что большинство КЗ воздушных линий оказываются неустойчивыми. По статистическим данным однократное АПВ воздушных линий успешно в 65—70% случаев, а при двукратном АПВ удается восстановить питание в 90 % случаев отключения линий.
К устройствам АПВ предъявляется ряд требований-
• обеспечение установленной кратности действия;
• исключение возможности действия после отключения выключателя персоналом и при аварийном отключении выключателя от устройств защиты сразу после его включения персоналом вручную, дистанционно или телемеханическим сигналом;
• автоматический возврат схемы АПВ в исходное состояние.
Параметрами устройства АПВ являются время срабатывания и возврата в исходное состояние. Время срабатывания определяется условиями успешности его действия

где tдс, tгп - время деионизации среды в месте КЗ после его отключения и время готовности привода выключателя к включению, и зависит от способа запуска.
Запуск устройств АПВ может производиться или от несоответствия положения ключа управления и выключателя, или от релейной защиты. В первом случае время срабатывания принимается равным большему из двух значений

где tвв - время включения выключателя; tзап - время запаса.
При запуске от релейной защиты

где tов - время отключения выключателя.
Определяющим, как правило, является второе значение, поскольку

Обычно tc АПВ не превышает 0,5 с.
Время возврата схемы АПВ в исходное состояние определяется необходимостью обеспечения однократности ее действия

где tрз.max - время срабатывания самой медленнодействующей релейной защиты линии.
Обычно время возврата принимается равным tв.АПВ = 30 с.
5.3. Автоматическое включение резервных линий (АВР).
Для повышения надежности электроснабжения потребители должны иметь несколько источников питания (по меньшей мере два). Выполнить это требование можно различным образом. Можно создавать кольцевые замкнутые сети (рис. 5.1). Однако при этом повышается уровень токов КЗ, а следовательно утяжеляются и удорожаются коммутационная аппаратура и кабели. Кроме того, усложняются устройства релейной зашиты.
Более приемлемым путем повышения надежности электроснабжения является наряду с рабочим источником наличие резервного источника питания который автоматически включается при исчезновении питания от рабочего источника (рис. 5.2). Наличие АВР позволяет использовать преимущества как радиальной, так и кольцевой электрической сети.

К устройствам АВР предъявляются следующие требования:

• срабатывание при исчезновении питания от рабочего источника по
любым причинам;
• однократность действия;
• быстродействие;
• включение резервного источника только после отключения рабочего и только при наличии напряжения на резервном источнике.
Для обеспечения первого требования устройство АВР должно иметь пусковой орган, срабатывающий при исчезновении питания резервируемых шин подстанции. В качестве пускового органа чаще всего используется минимальная защита напряжения, часто называемая пусковым органом напряжения (ПОН). Второе требование предотвращает многократное включение выключателя резервного источника на устойчивое КЗ. Быстродействие устройства АВР требуется для сокращения времени перерыва питания потребителей, что необходимо в основном для обеспечения самозапуска электродвигателей потребителей.
Условие включения резервного источника только после отключения рабочего предотвращает угрозу развития аварии в случае КЗ на рабочей линии. Очевидно, что при отсутствии напряжения на резервном источнике включение его выключателя бесполезно.
Параметрами устройства АВР являются напряжение и время срабатывания.
Пусковой орган напряжения ПОН устройства АВР обычно представляет собой два минимальных реле напряжения, включенных на напряжения разных фаз.
Применение двух реле напряжения исключает ложное АВР при перегорании предохранителя в одной из фаз измерительного трансформатора напряжения.
Напряжение срабатывания минимальных реле напряжения определяется из условий

где Uраб.мин - минимальное рабочее напряжение на резервируемых шинах (имеет место при самозапуске двигателей потребителей); Кu - коэффициент трансформации трансформатора напряжения; Котс - коэффициент отстройки (1,2-1,3);
Uотс.кз.вн - остаточное напряжение на резервируемых шинах при внешнем КЗ за сосредоточенным сопротивлением (реактором, трансформатором). Время срабатывания

где tc.з - максимальная выдержка времени защит на линиях, связанных с рабочим источником питания, КЗ на которых сопровождается снижением напряжения на резервируемых шинах ниже Uc.p.
В случае наличия на питающей линии устройства АПВ

где tс.з - время срабатывания защиты питающей линии.