10. Автоматика электроснабжения

Согласно ПУЭ на подстанции имеются различные виды автоматики:

1. АВР - автоматическое включение резервного питания

Устройства АВР должны предусматриваться для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания, приводящем к обесточению электроустановок потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.

Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при их применении возможно упрощение релейной защиты, снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.

Устройства АВР могут устанавливаться на трансформаторах, линиях, секционных и шиносоединительных выключателях, электродвигателях и т. п.

2. АПВ – автоматическое повторное включение

Устройства АПВ должны предусматриваться для быстрого восстановления питания потребителей или межсистемных и внутрисистемных связей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами релейной защиты.

3. Включение генераторов

4. Автоматическое регулирование возбуждения, напряжения и реактивной мощности

5. Автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ)

6. Автоматическое предотвращение нарушений устойчивости

7. Автоматическое прекращение асинхронного режима

8. Автоматическое ограничение снижения частоты

Система автоматического ограничения снижения частоты осуществляет:

а) автоматический частотный ввод резерва;

б) автоматическую частотную разгрузку (АЧР);

Автоматическая частотная разгрузка предусматривает отключение потребителей небольшими долями по мере снижения частоты (АЧРI) или по мере увеличения продолжительности существования пониженной частоты (AЧPII).

в) дополнительную разгрузку;

г) включение питания отключенных потребителей при восстановлении частоты (ЧАПВ);

д) выделение электростанций или генераторов со сбалансированной нагрузкой, выделение генераторов на питание собственных нужд электростанций.

9. Автоматическое ограничение повышения частоты

10. Автоматическое ограничение снижения напряжения

11. Автоматическое ограничение повышения напряжения

12. Автоматическое предотвращение перегрузки оборудования

Устройство автоматического включения резервного питания(АВР) является одним из основных элементов автоматизации в системах промышленного электроснабжения. Для большинства электрических сетей промышленных предприятий характерна раздельная работа линий и трансформаторов. В этом случае шины подстанции разделены на две секции, каждая из которых получает питание по самостоятельной линии. Устройство АВР выполняют при этом на секционном выключателе. При выходе из строя линии или трансформатора устройство АВР восстанавливает питание, значительно сокращая простои технологического оборудования. Устройства АВР позволяют упростить и удешевить схемы электроснабжения объектов предприятия.

Устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) обеспечивать возможность действия при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента, вызванном любой причиной, в том числе КЗ на этих шинах (последнее — при отсутствии АПВ шин);

2) при отключении выключателя рабочего источника питания включать без дополнительной выдержки времени выключатель резервного источника питания; при этом должна обеспечиваться однократность действия устройства.

3) для обеспечения действия АВР при обесточении питаемого элемента в связи с исчезновением напряжения со стороны питания рабочего источника и при отключении выключателя с приемной стороны (например, для случаев, когда защита рабочего элемента действует только на отключение выключателей со стороны питания) в схеме АВР необходимо предусмотреть пусковой орган напряжения (ПОН); ПОН при исчезновении напряжения на питаемом элементе и при наличии напряжения со стороны питания резервного источника должен действовать с выдержкой времени на отключение выключателя рабочего источника питания с приемной стороны; ПОН АВР не предусматривают, если рабочий и резервный элементы имеют один источник питания;

4) элемент минимального напряжения ПОН АВР, реагирующий на исчезновение напряжения рабочего источника, должен быть отстроен от режима самозапуска электродвигателей и от снижения напряжения при удаленных КЗ; напряжение срабатывания элемента контроля напряжения на шинах резервного источника ПОН АВР должно выбираться по возможности исходя из условия самозапуска электродвигателей; время действия ПОН АВР должно быть больше времени отключения внешних КЗ, при которых снижение напряжения вызывает срабатывание элемента минимального напряжения ПОН, и, как правило, больше времени действия АПВ со стороны питания;

5) элемент минимального напряжения ПОН АВР должен быть выполнен так, чтобы исключалась его ложная работа при перегорании одного из предохранителей трансформатора напряжения (ТН) со стороны обмотки высшего

(ВН) или низшего (НН) напряжения; при защите обмотки НН автоматическим выключателем при его отключении действие ПОН должно блокироваться;

6) при выполнении устройства АВР необходимо учитывать перегрузку резервного источника питания и самозапуск электродвигателей и, если имеет место чрезмерная перегрузка или не обеспечивается самозапуск, выполнять разгрузку при действии АВР (например, отключение неответственных, а в некоторых случаях и части ответственных электродвигателей; для последних рекомендуется применение АПВ);

7) устройства АВР не должны действовать на включение потребителей, отключенных устройствами АЧР; с этой целью должны применяться специальные мероприятия (например, блокировка по частоте).

Схемы устройства АВР должны:

а) обеспечивать возможно раннее выявление отказа рабочего источника питания;

6) действовать согласованно с другими устройствами автоматики (АПВ, АЧР) в интересах возможно полного сохранения технологического процесса;

в) не допускать, как правило, включение резервного источника на КЗ;

г) исключать недопустимое несинхронное включение потерявших питание синхронных электродвигателей на сеть резервного источника;

д) не допускать подключение потребителей к резервному источнику, напряжение на котором понижено.

Рассмотрим наиболее распространенную на промышленных предприятиях схему АВР на секционном выключателе с пружинным приводом. В нормальном режиме выключатели Q1 и Q2 первой секции подстанции включены, секционный выключатель Q3 отключен. В схеме имеется электродвигатель M для завода пружины привода, отключаемый конечным выключателем SQ. Реле блокировки KBS, служащее для обеспечения однократности

действия АВР, получает питание от выпрямительного моста VT. Готовность схемы АВР к работе сигнализируется лампой HL. Ключи SA1 и SA2 установлены в положение АВР. Реле минимального напряжения KV1 - KV4 и реле блокировки включены. Контакт привода SQM замкнут.

При аварии на первой секции и исчезновении на ней напряжения срабатывают реле KV1 и KV2, включая реле времени KT1, которое своим контактом KT1: 1 с выдержкой времени включает промежуточное реле KL1. Контакт KL: 1, замыкаясь, включает цепь электромагнита отключения YAT1 выключателя Q1, который отключается. Вспомогательный контакт выключа теля Q1: 3 включает электромагнит YAC3 секционного выключателя Q3, чем освобождается пружина привода этого выключателя, который, включаясь, восстанавливает питание на первой секции от линии 2, оставшейся в работе. Одновременно срабатывает двигатель М, заводя пружину и подготовляя схему к новому циклу срабатывания. При исчезновении напряжения на второй секции схемы работает аналогично. Однократность АВР обеспечивается за счет того, что при отключении выключателя Q1 или Q2 реле блокировки KBS размыкает с выдержкой времени цепь включения электромагнита YAC3. При включении на КЗ секционный выключатель Q3 отключается своей релейной защитой.

Рис. 10.1