Лабораторная работа №2 устройства автоматического включения резервного питания
2.1 Цель работы
Изучить классификацию, требования, схемы и принцип действия устройств автоматического включения резервного питания (АВР).
2.2 Общие сведения
Для повышения надежности электроснабжения потребителей их питание осуществляется одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению электроснабжения потребителей. Несмотря на эти преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций. Применение схемы одностороннего питания позволяет снизить значение токов КЗ, уменьшить потери электроэнергии в питающих трансформаторах, упростить релейную защиту, создать необходимый режим по напряжению и т.п. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух источников питания.
На рисунке 2.1, а, б, г один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. В соответствии с этим первый источник называется рабочим, а второй – резервным. На рисунке 2.1, в все источники нормально включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется с помощью секционного выключателя.
Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток устраняется автоматическим включением резервного источника или выключателя, на котором осуществлено деление сети. Автоматическая операция в последнем случае называется автоматическим включением резервного питания – АВР.
Опыт эксплуатации показывает, что АВР является очень эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность АВР составляет 90 – 95%. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.
Устройства АВР предназначены для переключения потребителя на резервный источник питания при неисправности основного (рабочего) по возможности так, чтобы технологический процесс потребителя при этом не пострадал.
Классификация УАВР производится:
- по типу элементов питания (АВР линий, трансформаторов, собственных нужд и т.д.);
Рисунок 2.1 – Принципы осуществления АВР
- по направленности действия (одно- и многосторонние). УАВР одностороннего действия производят переключение потребителя только в одном направлении, например, всегда с первой линии на вторую, но не способны конструктивно совершить переключение со второй линии на первую;
- по характеру резерва (АВР с явным и неявным резервом). Питающий элемент относится к явному резерву, если до действия АВР он не нес никакой нагрузки;
- по виду оборудования (АВР на выключателях, отделителях, на постоянном или переменном оперативном токе);
- по способу возврата (АВР с ручным, телемеханическим и автоматическим возвратом первичной схемы к нормальному состоянию);
- по локальности размещения (местные и сетевые АВР). Местные АВР располагаются в пределах одной электроустановки, хотя может быть и на разных панелях.
К устройствам АВР предъявляются следующие требования [1,2]:
1 Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника питания допускается также при КЗ на шинах потребителей, так как многие КЗ на шинах самоликвидирующиеся.
2 Для уменьшения длительности перерыва питания потребителей команда на включение выключателя резервного источника питания должна подаваться сразу же после отключения выключателя рабочего источника.
3 Действие АВР должно быть однократным, чтобы исключить многократное включение резервного источника питания на устойчивые КЗ.
4 Схема АВР не должна приходить в действие до полного отключения выключателя рабочего источника питания, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившимся рабочем источнике.
5 Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения.
6 Для ускорения отключения резервного источника питания при его включении на неустранившееся КЗ должно предусматриваться ускорение релейной защиты резервного источника после АВР. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени.
Ускорение защиты в системе собственных нужд электростанций и подстанций, питающих большое число электродвигателей, осуществляется с выдержкой времени до 0,5 с.
Данная выдержка времени необходима, для исключения неправильного срабатывания ускоренной защиты в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180о.