Записки АПЕС › 2011 › 11 › d0... · Записки АПЕС 6 Тема 3.Изисквания към автоматичните устройства в ЕСС. Съгласуване

Записки АПЕС

0

[Въведете името на фирмата] Haskovo 2011

Хасково 2012


1

Настоящите записки са предназначени основно за студенти от специалност

,,Електроенергетика и електрообзавеждане”(ОКС Магистър) при факултет

„Електротехника и електроника” на ТУ – Габрово. Те представляват част

от основните въпроси, свързани с дисциплината: „Автоматизация на

промишленото електроснабдяване”.

Записки

на

Студент: ………………………………………………………………….

Последен преработен вариант!!!!!!!!!

Изготви: инж. Георги Стойков Ангелов

За контакт: [email protected] или [email protected]

Интернет страница: www.haskovo2011.wordpress.com [email protected]

mailto:[email protected]


http://www.haskovo2011.wordpress.com/



2

СЪДЪРЖАНИЕ

№ Тема Стр

1. Предназначение, класификация и основни функции на автоматичните

устройства в електроснабдителните системи …………………………………

3

2. Основни елементи и функционални части на автоматичните устройства в

ЕСС…………………………………………………………………………………

4

3. Изисквания към автоматичните устройства в ЕСС. Съгласуване действията

на АЧР, АПВ и АВР………………………………………………………………

6

4. Предназначение, приложение и изисквания към устройствата за

автоматично повторно включване……………………………………………….

9

5. Класификация и цикъл на работа на устройствата за АПВ. Ускорение

действието на защита преди и след АПВ………………………………………..

10

6. Устройство за АПВ тип АПВ 11………………………………………………… 13

7. Устройство за АПВ тип АПВ-1 с използване на реле тип РПВ-58…………… 17

8. Устройство за АПВ с използване на реле тип РПВ-358………………………. 20

9. Устройство за АПВ на линии с двустранно захранване. Устройство на АПВ

без контрол на синхронизма…………………………………………………….

23

10. Бързодействащо устройство за АПВ. Устройства на АПВ с контрол на

синхронизма………………………………………………………………………

25

11. Приложение, изисквания, пускане и настройка на устройствата за

автоматично включване на резерва (АВР)……………………………………..

27

12. АВР в електрическите мрежи с едностранно захранване за напрежение до

1000V………………………………………………………………………………

30

13. Устройство за АВР на електропровод за напрежение над 1000V.

Автоматично включване на резервен трансформатор…………………………

32

14. Предназначение, пускане и настройка на устройствата за автоматично

честотно разтоварване (АЧР)……………………………………………………

34

15. Устройства за противоаварийна автоматика на трансформатори…………… 37

16. Автоматични устройства за управление на променливотокови

електродвигатели………………………………………………………………….

39

Конспект по АПЕС……………………………………………………………….. 42


3

Тема 1. Предназначение, класификация и основни функции на

автоматичните устройства в електроснабдителните системи.

I. Видове автоматични устройства съобразно тяхното предназначение:

Автоматични устройства изпълняващи функции, които немогат да бъдат

изпълнени от човек;

Устройства повишаващи точността на работа и намаляващи вероятността за

грешки в сравнение с тази на човека;

Автоматични устройства използването на които повишава

производителността и намалява себестойността на продукцията.

II. Особености характеризиращи процесите в електроснабдяването:

Бързодействие на явленията в ЕЕС;

Неизбежност от повреди с авариен характер и аварии;

Необходимост от бърза реакция на автоматичните устройства за

предпазване от разширяване на пораженията. Например: от к.с. върху

неповредени елементи поради термично или динамично действие на тока на

к.с.

III. Основни видове автоматични устройства в ЕЕС:

1. Автоматично повторно включване (АПВ);

2. Автоматично включване на резерва (АВР);

3. Автоматична релейна защита (АРЗ) – тук спадат всички РЗ в електрическите

централи и подстанции: минимални и максимални токови и напреженови земни

защити, дистанционни защити, токови отсечки и т.н.;

4. Автоматично регулиране на възбуждането на СД (АРВСД) – чрез него се

осъществява регулиране на напрежението в мрежата;

5. Автоматично регулиране на напрежението на силови трансформатори (АРН) –

Янсенов регулатор;

6. Автоматични регулатори на комплексната мощност (АРКМ) – автоматични

регулатори на cosφ;

7. Устройства за регулиране на скоростта на въртене на СГ (турбинни генератори)

– чрез тях се регулира произвежданата активна мощност от генератора;

8. Автоматично честотно разтоварване (АЧР) – те следят честотата в мрежата и

при спадането и под определена стойност изключват неотговорни потребители.

Намаляването на честотата се получава при изключване на мощни електрически

централи при рязко повишаване на консумацията на електрическа инергия;

9. Автоматично честотно отделяне (АЧО) – използва се за разделяне на ЕС на

отделни части като последна стъпка когато проблема е в даден район. Могат да

се отделят и да работят с различни честоти;

10. Автоматично токово разтоварване (АТР) – служи за изключване на неотговорни

потребители, когато дадено работно съоръжение трябва да се замени с друго с

по-малки токови пропускателни способности;


4

11. Устройства за автоматична синхронизация на СГ – при тях се следи честотата и

началната фаза на векторите на напреженията на развъртания генератор и

мрежата;

12. Автоматични системи за управление на ЕЕС – включва всичи изброени по-горе

като се осъществява обработка на информация за напрежения, токове, фазова

разлика, честота, състояние на прекъсвачи и др. Измерванията се извършват в

т.н. контролиращи пунктове (КП) резултатите отиват в диспечерски пункт (ДП),

където се обработват от електро изчислителнимашини (РС). Такива системи в

енергетиката се наричат системи за телемеханизеция.

Тема 2. Основни елементи и функционални части на автоматичните

устройства в ЕСС.

Устройствата за релейната защита, автоматика и телемеханика се състоят от

отделни функционални елементи свързани помежду си в обща схема.

Във всяко устройство елементите се обединяват в функционални части. Условно

в съответсвие с последователността на преобразуване и предаване на сигналите

могат да се отделят измервателна, предавателна, логическа и изпълнителна част.

Измервателна

част

Предавателна

частЛогическа част

Изпълнителна

част

Вход Изход

Фиг. 2.1. Основни функционални части на автоматично устройство

При някой устройства може да липсва дадена функционална част.

I. Измервателна част:

Елементите на измервателната част контролират различни технически

параметри: ток, напрежение, честота, фазова разлика и др. Тези параметри се

преобразуват от първични измервателни преобразователи (токови и

напреженови измервателни трансформатори) и се наричат информационни

параметри.

Вторичните токове и напрежения на измервателните трансформатори се наричат

въздействащи величини и се явяват основни входни сигнали в автоматичните

устройства.

В някой случай предимно в устройствата на телемеханиката се използват

неелектрични величини, чиито измервателни елементи (датчици) ги

преобразуват в електрически входен сигнал за устройствата.

Измервателната част събира информация, показвая и формира определен

изходен сигнал.

II. Предевателна част:

Тя се състои се от предавателни линии. В практиката се използват следните

видове:


5

Специално положени контролни проводници;

Телефонни линии;

Радио линии (УКБ – радио канално управление);

Мрежово телеуправление – това е система със използване на самата

електропреносна мрежа върху напрежението на която се наслагват

високочестотни управляващи сигнали (ВЧ канали).

III. Логическа част:

Тя съдържа необходимият брой логически елементи: И, ИЛИ, НЕ, които

обработват получения от предавателната част сигнал и формират изходния

дискретен сигнал на автоматичното устройство, което след това се подава на

изпълнителната част. Условните изображения и контактно изпълнение на

основните логически функции са дадени на фигура 2.2.

ИЛИ

Х1

Х2

Х3

У

1

Х1

Х2

Х3

У

И

Х1

Х2

Х3

У

&

Х1

Х2

Х3

У

НЕХ2

У

1Х2

У

Фиг. 2.2. Основни логически функции

а) б) в)

Х1

Х2

Х3

УХ1 Х2 Х3

У УХ

Логическата част може да бъде изпълнена както с електромеханични релета така

и с полупроводникови елементи. При най-модерните цифрови устройства

логическата част е софтуерно изпълнение. В логическата част се формира

изходния дискретен сигнал на автоматичното устройство. Този сигнал се подава

на изпълнителната част. Пример: Максимално токова защита (МТЗ).

IV. Изпълнителна част:

Крайните изходни въздействия на автоматичните устройства обикновено са

дискретни въздействия на включване или изключване на прекъсвачи на

електропреносни линии, трансформатори, генератори и др., те се формират в

изпълнителните елементи които са най-често относително мощни релета и

контактори, те от своя страна захранват електромагнитите за включване или

изключване на прекъсвача.

Изпълнителните елементи са автоматични устройства с аналогово действие

например автоматични регулатори, които представляват мощни

полупроводникови (тиристори) или магнитни усилватели изходните токове на

които изменят желания параметър, например възбуждането на синхронния

генератор.

Изпълнителните елементи служат също и за изобразяване на информацията

необходима на дежурния персонал чрез устройства за светлинна или звукова

сигнализация, измервателни прибори и др.


6

Тема 3. Изисквания към автоматичните устройства в ЕСС.

Съгласуване на действията на АЧР, АПВ и АВР.

I. Изисквания към автоматичните устройства:

1. Селективност:

Способността на защитата да определи повреденият елемент и да изключи

само него. Обикновено на отделните елементи от ЕЕС често има поставени

защити за вътрешни в дадения елемент аварии и такива на последователно

свързаните елементи. Например: газова защита на трансформатор (при

вътрешни повреди). Ако защитата сработва само на вътрешни к.с. или

повреди в защитавания елемент тя се нарича защита с абсолютна

селективност.

Когато дадена защита действа, като резервна и се задейства при повреда в

следващия защитен елемент когато собствената му защита не го изключва

имаме т.н. относителна селективност.

Пример за абсолютната и относителна селективност е даден на фиг. 3.1.

A1 A2 A3

K

Фиг. 3.1. Магистрална мрежа с устройства за защита В много случай се допуска неселективно действие на защитата с цел

ускорение на отстраняване на повредата. Например едновременно

задействане на трите защити А1, А2 и А3 и тяхното обезпечаване с

устройството на автоматично повторно включване (УАПВ), което отключва

прекъсвачите след много кратко време около като неуспешно АПВ

ще се получи само на повредения елемент.

2. Чувствителност:

Това е способността на защитата да реагира на повреди в минимални режими

на работа на системата когато измененията на задействащата величина са най-

малки.

Обикновено стремежа е да се направи защитата възможно най-чувсвителна,

но и да се съхрани нейната селективност.

Много висока чувствителност трябва да имат устройствата: АЧР, АВР и

устройствата за регулиране за скоростта на въртене на синхронните

генератори.

3. Бързодействие:

Повишеното бързодействие води до:

1) „Намаляване на продължителността на работа при консуматори с

понижено напрежение;


7

2) Намаляване на въздействието на токовете на к.с. върху изолацията и

тоководещите части;

3) Намаляване на вероятността за намаляване на синхронната работа на:

генератори, компенсатори и двигатели;

4) Повишаване на ефективността на АПВ, АВР и телемеханиката.

4. Надеждност:

Надеждността е свойството на устройствата да запазват експлоатационните

си параметри за определен период от време. Основните фактори за

надеждност са:

1) Качество на използваните елементи;

2) Качество на монтажа;

3) Правилна експлоатация и периодичен контрол.

Най-надежден елемент в автоматичните устройства се явяват контакторите

на използваните електромагнитни релета. При използване на безконтактни

електродни елементи се постига значително повишаване на надеждността на

устройствата.

5. Достоверност:

Оценява качеството на предаване на информация. Влияние върху

достоверността оказват най-често изкривяванията в каналите за връзка –

предавателна част.

Важно е да се намалят смущенията в телемеханичните системи и да се

гарантира че разликата между изпратеното и приетото съобщение не

нарушава избирателността на действие на устройството.

II. Съгласуване на АВР, АЧР и АПВ:

Разглеждаме фигури 3.2 и 3.3:

К1

К2

АВР

АПВ АПВ

АЧР АЧР

Отговорни потребители Неотговорни

потребители

Фиг. 3.2. Място и приложение на някои

автоматични устройства

УАВР

УАЧР

Л1

АЧР

Неотговорни


Отговорни


Фиг. 3.3.

Захранващ източник

Л2

РП


8

АПВ и АВР са устройства за автоматично възстановяване на захранването от

същия източник на АПВ и от резервен източник на АВР.

Устройствата на АЧР имат за цел изключване на електропотребители и да бъде

ефективно тяхното действие ни трябват други автоматични устройства, които да

възстановяват електрозахранването когато е изключено от АЧР. Разглеждаме

фиг. 3.4.

УАЧР1

Л1

РП1

УАЧР1 УАЧР2

Л2

РП2

Л3

РП3

Л4 Л5

ЗИ

УАВР1 УАВР2

Фиг. 3.4. Разпределителна мрежа с устройства за АПВ, АВР и АЧР

Елементи от схемата:

ЗИ – Захранващ източник;

РП – Разпределителна подстанция;

Л1, Л2 и Л3 – Захранващи линии;

Л4 и Л5 – резервни линии които се включват от УАВР1 и УАВР2.

По този начин се реализира резервно захранване на РП1 и РП2 от РП3. В

схемата РП3 се явява резервна линия. За да бъде съгласувана дадена схема

резервната линия Л3 трябва да се изключва преди или едновременно с работните

линии Л1 и Л2. Това се постига от по ранна степен на УАЧР. При

възстановяване на захранването на схемата (фигура 3.4) след задействане на

УАЧР резервната линия Л3 трябва да бъде включена последна за да няма

излишни заработвания на УАВР.


9

Тема 4. Предназначение, приложение и изисквания към устройствата

за автоматично повторно включване (УАПВ).

I. Предназначение и необходимост от АПВ:

Предназначението на АПВ е бързото и автоматично възстановяване на

захранването след самоликвидация на краткотрайни само отстраняващи се къси

или земни съединения в елементите от ЕЕС.

Статистически данни показват че при въздушни електропроводи от

от к.с. са преходни и при тях се получава т.нар. успешно АПВ, по-малък е

ефекта от АПВ при кабелни електропроводи от като обикновено к.с.

са на шините на трансформаторите или изолаторите на кабелните глави.

Ефектът АПВ е значителен при нетелемеханизираните подстанции без дежурен

персонал където възстановяването на захранването при подобни повреди става

за най-малко половин или един час ( ). Ползата от АПВ се изразява

не само при преходни повреди (к.с.). АПВ в редица случай възстановява

захранването и след неправилни и неселективни действия на релейната защита.

II. Приложение на АПВ:

Според наредба №3 от 2004 година със устройствата на АПВ при наличие на

съответните комутационни апарати трябва да се съоръжават:

1) Въздушни и смесени (кабелни) линии от всички видове с напрежение над

1000V. Неизползването трябва да се обуслови в проекта;

2) Шините на електрическите централи и подстанции когато са съоръжени със

съответните релейни защити и не са съоръжени с АВР;

3) Понижаващи силови трансформатори с мощност над 1MVA;

4) Обходните прекъсвачи, а при липса на такива шиносъединителните

прекъсвачи използвани за временна замяна на линейни прекъсвачи

съоръжени с АПВ;

5) Важните електродвигатели изключвани за осигуряване на самопускането на

най-отговорните двигатели. В този случай АПВ се прави след завършване на

процеса самопускане на най-отговорните двигатели.

III. Изисквания към УАПВ:

1. УАПВ не трябва да заработват при:

ръчно, дистанционно или телемеханично изключване на прекъсвача от

персонала;

автоматично изключване на прекъсвача от релейната защита;

непосредствено след включване на прекъсвача от персонала тъй като се

счита за малко вероятно че точно в този момент да възникне преходна

повреда.


10

2. Времето на прекъсване на захранването наречено „безтокова пауза“ трябва

да бъде минимално, но достатъчно за дейонизация на средата в мястото на

к.с.;

3. УАПВ трябва да се използват така че да има възможност да бъдат

използвани за ускорение на действието на защитата преди или след АПВ;

4. Трябва де се предвижда блокировка срещу многократно включване на

прекъсвача към трайно к.с. при каквато и да е повреда в схемата на

устройството;

5. След действие независимо успешно или не УАПВ трябва автоматично да се

възвръща в първоначално работно състояние с време задръжка по-голяма от

времезадръжката на най-бавната релейна защита изключила прекъсвача;

6. Трябва де се предвижда възможност за забрана на АПВ при заработване на

АЧР или на защита реагираща на повреди които не се самоотстраняват.

Например: газова защита на трансформатор;

7. Трябва да има възможност за ръчно извеждане на УАПВ от персонала;

8. За електропроводи с двустранно захранване (фиг. 4.1) се добавят следните

изисквания:

Фиг. 4.1. Електропровод с двустранно захранване

АПВ АПВ

1) УАПВ трябва да включват линията едва след като тя е била изключена и

от двете страни;

2) При включване трябва да се следи синхронизма на напреженията в двете

страни на разкъсаната линия.

Тема 5. Класификация и цикъл на работа на устройствата за АПВ.

Ускорение действието на защита преди и след АПВ

I. Класификация на УАПВ:

1. В зависимост от броя на циклите:

Еднократно АПВ – И – В –И (И – изключва, В – включва);

Двукратно АПВ – увеличаването на кратността води до слабо

повишаване на ефективността на АПВ и се използва само при дълги

въздушни електропроводи с едностранно захранване.


11

2. По броя на фазите обхванати от АПВ:

Трифазно АПВ;

Еднофазно (пофазно) АПВ – може да се осъществи пофазно

разпределение на прекъсвач. Това се прилага само при високо

напрежение където е допустимо непълнофазен режим на работа.

3. По вида на включените съоръжения:

АПВ на електропроводи;

АПВ на шини;

АПВ на трансформатори;

АПВ на електродвигатели.

4. По начина на въздействие на задвижването на прекъсвача:

Механично АПВ – при него УАПВ е вградено механически в прекъсвача;

Електрическо АПВ – изпълнено е с помощта на релета или цифрово като

се подава сигнал към включателния електромагнит на прекъсвача.

5. По начина на пускане на УАПВ:

С пускане от релейната защита;

От несъответствие между състоянието на прекъсвача и неговия ключ за

управление;

С пускане от изключения електромагнит на прекъсвача.

6. Според характера (вида) на електропровода по който е свързан АПВ:

С едностранно захранване;

С двустранно захранване.

7. АПВ на електропроводи с двустранно захранване са следните видове:

Несинхронно АПВ – при него не се следи за синхронизма на двете части

на разкъсаната верига;

Бързодействащо АПВ;

АПВ с контрол на синхронизма – от своя страна този вид АПВ се дели на:

АПВ с очакване на синхронизма;

АПВ с улавяне на синхронизма.

АПВ с контрол на напрежението;

АПВ със самосинхронизъм.

Отделен клас АПВ представлява т.нар. честотно АПВ (ЧАПВ), което служи за

автоматично възстановяване на захранването на консуматори изключени от АЧР

след възстановяване на номиналното ниво на честотата.


12

II. Цикъл на АПВ:

Съставните времена на циклите при двукратно АПВ и пускане от

несъответствие са показани на фигура 5.1:

к.с. к.с. к.с.

1 цикъл 2 цикъл

tбп > tди

tсз tип tАПВ1 tвп tсз tип tАПВ2 tвп tсз tвп

Фиг. 5.1. Цикъл на двукратно АПВ

където:

tсз – собствено време на релейната защита (селективна защита);

tип – време за изключване на прекъсвача (собствено време на

механиката);

tАПВ1 – времезадръжка на УАПВ за 1 цикъл;

tвп – време за включване на прекъсвача:

– време за безтокова пауза;

– време за дейонизация.

Времето за дейонизация зависи от работното напрежение, метрологичните

условия, големината и продължителността на протичане на тока на к.с.

UH, [kV] tди, [s]

< 35 0,07

115 0,16

230 0,32

> 400 0,35

Времето за самовъзвръщане на УАПВ в първоначално работно състояние трябва

да бъде по-голямо от времето за което релейната защита с най-голяма

времезадръжка изключва прекъсвача. Обикновено това време е от порядъка на:

В тази таблица са дадени усреднени времена на дейонизация

при трифазно АПВ.

При еднофазно АПВ времената се увеличават поради

капацитивна връзка между повредената и здравата фаза.

Основната зависимост е от големината на напрежението:


13

III. Ускорение действието на защитата след УАПВ:

Примерна схема е показана на фигура 5.2:

РТ РВ РП

РУЗ

Фиг. 5.2. Ускорено действие на защитата след АПВ

СЗСигнал за

изключване на

прекъсвача

АПВ

1. Елементи на схемата:

СЗ – селективна защита състояща се от:

РТ – токово реле;

РВ – реле за време.

РУЗ – реле за ускорение на защитата;

РП – помощно реле (изпълнително реле);

АПВ – блок контакт на УАПВ, който се затваря през безтоковата пауза.

2. Действие на схемата:

При поява на к.с. заработва токовото реле РТ, което подава захранване на

релето за време РВ и след изтичане на времезадръжката на релето РВ

получава захранване помощното реле РП и прекъсвача изключва. Със

изключване на прекъсвача заработва УАПВ с това захранва РУЗ следствие

на което с помощта на своя контакт шунтира релето за време от селективната

защита СЗ и при неуспешно АПВ със заработване на РТ от защитата веднага

получава захранване изпълнителното реле РП и прекъсвача изключва.

Тема 6. Устройство за АПВ тип АПВ-11

АПВ-11 е предназначено за автоматично еднократно, трифазно повторно

включване на електропроводи с едностранно захранване. Пускането му се

осъществява от несъответствие между положението на прекъсвача и ключа за

управление.


14

АПВ-11 е за постоянно оперативно напрежение, а АПВ-12 е за променливо

оперативно напрежение.

На фигура 6.1 е показана принципната схема на свързване на АПВ-11.

+

РЗ

И1 В1И В

КУ

П1 ИБ

-

РПБ1 РПБ

РПБ2 П2 ВБ

Н

2

1

3

2РП1

R7 R4 R51РП

R3

С1

R2

П3

6

СЛ

БрR8 2

1

2РП2РП2

2РП1R1

R9 С25

4R6

2РП3

9 10

Забрана за

АПВ

Фиг. 6.1. Принципна схема на свързване на АПВ-11

I. Елементи на схемата:

С пунктирана линия са заградени елементите на самото АПВ-11.

1. Елементи вътре в АПВ:

1) Реле за време:

Изпълнено е на принципа на до зареждане на кондензатор и се състой от

съпротивления (резистори) R2, R3, R5, настройващ реостат R4,

изпълнително реле 1РП, електролитен кондензатор С1 и стабилизираща

лампа СЛ.


15

2) Изходно реле 2РП:

Представлява помощно реле чиято бобина е изпълнена с две намотки

обозначени с 1 и 2. Релето заработва при захранване, на която и да е от

двете намотки. Също има и брояч (Бр) които отчита заработванията на

АПВ.

3) Контур за еднократно включване:

Той обхваща намотка 1 на 2РП, електролитен кондензатор С2 и резистори

R6 и R9.

2. Елементи извън АПВ-11:

РЗ – контакт на релейната защита;

КУ – ключ за управление;

При включване или изключване КУ само кратко отива на положение В1

или И1 и след това трайно остава на положение В или И.

ИБ и ВБ – съответно изключвателна и включвателна бобина на

прекъсвача;

РПБ – реле за блокировка против многократни включвания при повреда в

АПВ;

Н – мост (накладка) за ръчно извеждане на АПВ от персонала;

П1, П2 и П3 – блок контакти на самия прекъсвач.

II. Принцип на действие на схемата:

1. Първоначално състояние на схемата:

Прекъсвачът е включен КУ се навира в положение В и по верига „+“, КУ,

клема 3, R9, С2, клема 5 и верига „-„ се зарежда кондензаторът С2.

Кондензаторът С1 през съпротивления R7, R4, R5, R3, R2 и R1 се зарежда до

стойност на напрежението зададена от потенциометъра R4, което е по-малко

от напрежението на заработване на релето 1РП и стабилизаторната лампа

СЛ. Това ниво на заряд се поддържа за да не изсъхне електролита на

кондензатора С1.

2. Действие при изключване на прекъсвача:

Затваря се контакта П3 следствие на което той шунтира съпротивлението R1

и напрежението на кондензатора С1 започва да се повишава. При достигане

на напрежението достатъчно за заработване на релето 1РП то сработва и

чрез контакта си 1РП затваря веригата за разреждане на С2 през намотка 1 на

2РП. 2РП заработва и с контакта си 2РП1 подава оперативно напрежение

към включвателна бобина на прекъсвача ВБ и прекъсвачът се включва.

Контактът 2РП2 служи за самозадържане на релето 2РП до окончателното

включване на прекъсвача. В същата верига за самозадържане получава

захранване и брояча (Бр) които регистрира едно заработване на

устройството.


16

Потенциометърът R4 задава първоначалното напрежение на кондензатора С1

и с това променя времезадръжката на АПВ. Ръкохватката е изведена на

предния панел на УАПВ с обозначена скала за време.

3. Действие при успешно АПВ:

Прекъсвачът остава включен и кондензатора С1 се разрежда до

първоначално напрежение определено от потенциометъра R4. Релетата 1РП

и 2РП се възвръщат. След отваряне на контактът на 1РП започва зареждане

на кондензатора С2 през съпротивление R9, което е избрано така, че

напрежението достига напрежението на заработване на 2РП за време около

. След изтичане на това време схемата е готова за ново действие.

4. Действие при неуспешно АПВ:

Релейната защита отново изключва следствие на което прекъсвача П3 се

затваря, релето 1РП заработва, но при затваряне на контактът му 1РП,

кондензаторът С2 не е зареден и релето 2РП не заработва. По нататъшното

негово зареждане на С2 също е невъзможно тъй като кондензаторът е

шунтиран от намотката на релето. Схемата остава в това състояние до

завъртането на ключът за управление (КУ) в положение И при което се

прекъсва и оперативното напрежение към УАПВ.

5. Действие на УАПВ при ръчни манипулации:

1) При изключване на прекъсвача от персонала КУ се поставя в положение

И с което се прекъсва оперативната верига към АПВ-11 и то няма да

заработи.

2) При включване на прекъсвача ако веднага постъпи сигнал от релейната

защита кондензатора С2 няма да бъде зареден и АПВ няма да има.

6. Блокировка против многократни включвания поради повреда в УАПВ:

Пример: залепване (заваряване) на контакта 2РП1.

Намотката на РПБ е свързана паралелно на изключвателната бобина и

заработва винаги заедно с нея за кратко време при изключване на

прекъсвача. В случай на повреда в УАПВ в момента на изключване на

прекъсвача релето РПБ се самозадържа по веригата от клема 2, мост Н,

собствения контакт РПБ1, РПБ и верига „-„.

РПБ остава заработило и след изключване на прекъсвача заедно с контактът

си РПБ2 прекъсва веригата към влючвателната бобина на прекъсвача ВБ и с

това предотвратява многократно включване на прекъсвача следствие на

повредата на АПВ.

7. Когато е необходимо да се блокира АПВ от защитата след заработването на

която не трябва да има АПВ:


17

Контактът на тази защита се поставя на мястото на контактът обозначен с

„Забрана на АПВ“. При затварянето на този контакт кондензаторът С2 бързо

се разрежда през малкия резистор R6 и след това 2РП от там АПВ-11 не

може да заработи.

Тема 7. Устройство за АПВ тип АПВ-1 с използване на реле

тип РПВ-58

Разглеждаме схемата показана на фигура 7.1.

+ -РЗ

KV1:1

SAИ1 В1И В

9

11

13

15

17

19

10

12

14

16

18

20

22

1 2

3 4

5

6

7

8

KV1S QS:1 YAI

KV1:2 KV1P

KHИзвеждане

АПВ KV1:3 QS:2YAV

РПВ-58KV3:1

KV3:2KV3S

KV2:1 KTR1

KT:1

KT:2 KV3P

R2 CЗабрана за

АПВ

R3

KV2АЧР QS:3

KV2:2 РУЗ

Фиг. 7.1. Схема на АПВ-1 с реле тип РПВ-58


18


SA – ключ за управление;

YAI – изключвателна бобина на прекъсвача;

YAV – включвателна бобина на прекъсвача;

KV1 – двунамотъчно реле за блокировка против многократни включвания:

KV1P – паралелна намотка;

KV1S – серийна намотка.

KV2 – пусково реле на УАПВ;

KH – сигнална реле;

QS:1, QS:2 и QS:3 – блок контакти на прекъсвача;

РУЗ – реле за ускорение на действието на защитата;

РЗ – контакт на релейната защита;

Н – мост (накладка) за ръчно извеждане на АПВ от персонала.

Вътрешната схема (с пунктирана линия) са елементите на самото реле тип

РПВ-58.

KV3 – помощно двунамотъчно реле с две намотки:

KV3P – паралелна намотка;

KV3S – серийна намотка.

KV3:1 – контакт на релето;

КТ – реле за време задаващо времезадръжката на АПВ;

R1 – съпротивление служещо за повишаване на термичната устойчивост на

релето за време;

R2 – съпротивление определящо времето за зареждане на кондензатора „С“;

R3 – съпротивление през което при необходимост бързо се разрежда

кондензатора „С“;

С – кондензатор.



Прекъсвачът е включен като по верига 15 (+) и 14 (-) получава напрежение

включвателна бобина на прекъсвача YAV следствие на което прекъсвачът

включва и блок контактите си QS:1, QS:2 и QS:3 които се превключват.

Ключът за управление SA остава в положение В с което по верига 17, 7, 6 и

16 се зарежда кондензаторът С.

2. Действие при изключване на прекъсвача (при к.с.):

При поява на к.с. релейната защита затваря контактът си по верига 9, 10,

захранва изключвателната бобина на прекъсвача YAV която изключва

прекъсвача.

Блок контактите QS:1, QS:2 и QS:3 се превключват и със затварянето на

контактът QS:3 по верига 17, 20 получава захранване пусковото реле KV2.


19

Релето KV2 затваря контактът си KV2:1 с което по верига 17, 5, 6 и 16

захранва релето за време КТ.

След изтичане на времезадръжката на релето КТ то затваря контактът си

КТ:2 със което затваря веригата за разреждане на кондензатора С през

паралелната намотка KV3P на KV3, следствие на това KV3 заработва и със

затваряне на контактът си KV3:2 по верига 17, 3, 4 и 14 захранва

включателния електромагнит на прекъсвача YAV.

В същата верига се намира и сигналното реле КН, което сигнализира

(регистрира) заработването на АПВ.

Серийната намотка KV3S служи за самозадържане на релета KV3 след

разреждане на кондензатора С и до окончателното включване на прекъсвача.

Контактора КТ:1 заработва с релето КТ като дешунтира резистора R1 с което

намалява тока на бобината в КТ за повишаване на нейната термична

устойчивост.


Прекъсвачът остава включен, блок контактите му QS:1, QS:2 и QS:3 са

превключени, релетата KV2 и КТ се възвръщат (изключват). Кондензаторът

С започва да се зарежда през резистора R2 които е избран така че

напрежението достига напрежението на заработване на KV3 за време около

20s. След изтичане на това време схемата е готова за ново действие.


Отново релейната защита изключва прекъсвача. KV3 и КТ заработват отново.

След изтичане на времезадръжката на КТ, КТ2 отново се затваря но тъй като

кондензатора С не е зареден няма да заработи релето KV3 и АПВ няма да

има.

5. Действие на УАПВ при ръчни манипулации:

1) При ръчно изключване от SA (ключът за управление) ключът се поставя в

положение И с което се прекъсва верига 17, 20 и пусковото реле KV2 не

може да заработи.

2) При ръчно включване кондензаторът С не е зареден и при сигнал от

релейната защита за авария веднага след включване на прекъсвача АПВ

няма да има.


KV1 заработва винаги с изключване на електромагнита YAI на прекъсвача,

чрез KV1S. Ако едновременно с изключващия импулс има и включващ

импулс от клема 4 на повреденото АПВ по верига 4, 12 получава захранване

паралелната намотка KV1Р чрез която релето KV1 се самозадържа и след

изключване на прекъсвача. Едновременно с това чрез контактът си KV1:3

прекъсва веригата към електромагнита YIV на прекъсвача.


20

7. Забрана на АПВ:

Контактът на релейната защита след действието на която не трябва да има

АПВ се поставя на мястото на контакта обозначен с „Забрана на АПВ“ на

схемата. Затварянето на този контакт предизвиква бързо разреждане на

кондензатора С през малкия резистор R3 с което не може да заработи.

Тема 8. Устройство за АПВ с използване на реле

тип РПВ-358

УАПВ за изправено оперативно напрежение с използване на реле тип 358 е

показано на фигура 8.1.

01 B10 B

01 B10 B

01 B10 B

+От TV

UGV

AKS (РПВ-358)

KL1.2

KQT.1

KL1.1 KL1.1

KT.1

R1

C1

KT

VD R2

KH

KT.2KL1.2

R3

KBS.1

KBS.2

KBS.1

Q1KM

KL2

KQTR

-

SA.2

SA.3

Уск

ор

ени

е н

а

защ

ита

та

Сп

ир

ане

на

АП

В

От защитата

KL2.1

KBS.2

KBS.3

Q2

УАТ

От Т1

УАС

UGV

C2

KM.1 KM.2

VS

А)

Б)

В)

Фиг. 8.1. Схема на АПВ с реле тип РПВ-358

+-

+-

SA.1


21

Верига А – Оперативна верига;

Верига Б – Верига на УАТ – електромагнит за изключване на прекъсвача, които

заработва при разреждане на предварително заредения от UGV кондензатор С2;

Верига В – Верига на УАС – електромагнит за включване на прекъсвача, получава

захранване от изправителя VS. А той от своя страна се захранва от трансформатора

собствени нужди Т1.


В комплексното реле РПВ-358 влизат следните елементи:

КН – сигнално реле;

SA – ключ за управление;

0 – изключено положение;

В – включено положение.

UGV – изправителни схеми;

VS – изправители;

КТ – реле за време;

KL1 – междинно двунамотъчно реле:

KL1.1 – серийна намотка;

KL1.2 – паралелна намотка.

С1 – кондензатор за еднократност на АПВ;

КМ – контактор;

Q1 и Q2 – блок контакти на прекъсвача;

KL2 – помощно реле разделящо оперативната верига на АПВ и магнит за

изключване на прекъсвача;

R1 – съпротивление служещо за повишаване на термичната устойчивост на

релето за време КТ;

R2 – съпротивление за ограничаване скоростта на зареждане на

кондензатора С1;

R3 – съпротивление през което при необходимост бързо се разрежда

кондензатора С1 при заработване на защитното устройство след действие

на което не трябва да има АПВ;

KBS – двунамотъчно реле на релето за блокировка против многократни

включвания на АПВ

VD диод – предотвратяващ разреждането на кондензатора С1 при

понижаване на напрежението на захранващия блок UGV следствие от

близко к.с.;

КQТ – пусково реле на АПВ.



Прекъсвачът е включен и ключът за управление SA е в положение включено

В. По веригата от „+“,SA.1, VD, R2, C1 и „-„ се зарежда кондензатора С1.


22

2. Действие при изключване на прекъсвача (при к.с.):

При поява на к.с. прекъсвачът изключва и затваря спомагателният си контакт

Q1. Това не довежда до заработване на контактора КМ тъй като резистора R

ограничава тока през намотката на КМ, но и в същата верига се намира

пусковото реле KQT за което токът е достатъчен за сработване. KQT затваря

контактът си KQT.1 с което захранва релето за време КТ. След изтичане на

времезадръжката се затваря контакта КТ.2 който затваря веригата за

разреждане на кондензатора С1 през намотка KL1.1 на междинното реле

КL1. КL1 затваря контактът си КL1.1 със което по веригата „+“, SA.1, KL1.1,

KL1.1, KH, KBS.2, Q1 и KM. Токът в тази верига е достатъчен.

В схемата е включено двунамотъчното реле за блокировка КВS със забавен

възврат:

Захранваме КМ той сработва затваря контактите КМ.1 и КМ.2 следствие на

което УАС получава захранване и прекъсвача включва.


Прекъсвачът остава включен, блок контактите му QS:1, QS:2 и QS:3 са

превключени, релетата KQT и КТ се възвръщат (изключват). Кондензаторът

С1 започва да се зарежда през резистора R2 които е избран така че

напрежението достига напрежението на заработване на KL1 за време около

20s. След изтичане на това време схемата е готова за ново действие.


Схемата заработва както в подточка 2, но тъй като кондензатора С1 е все още

незареден помощното реле KL1 и от там цялото АПВ няма за заработи.

Схемата е готова за ново повторно действие след зареждане на кондензатора

С1, което става за около 20 sec (определено от резистора R2), при това се

обезпечава еднократността на действие на АПВ тъй като С1 се зарежда само

при включен прекъсвач.


За целта се използва двунамотъчното реле КВS.

Пример:

При залепване (заваряване) на контактът KL1.1 се получава непрекъснато

подаване на напрежение. Намотката на КВS.2 (фиг. 8.1 – Б) заработва винаги

с изключване на електромагнита УАТ. Контактите КВS.1 и КВS.2

(фиг. 8.1 – А) в този момент се превключват. Ако едновременно с това имаме

и повреда в УАПВ се получава самозадържане на релето КВS от намотката

му КВS.1 като с контакта КВS.2 се прекъсва веригата към контактора КМ и с

това блокировката е осъществена.


23

Тема 9. Устройство за АПВ на линии с двустранно захранване.

Устройство на АПВ без контрол на синхронизма.

Разглеждаме фигура 9.1. – А):

Фиг. 9.1. Времедиаграми за избор на настройка на УАПВ без контрол на синхронизма

А)

Б)

В)

А Б К1 К2

Q1 Q2

АПВ1 АПВ2

tсз2

tип2

tдс + tзап

tАПВ1(2)

tвп2

tсз1

tип1

Б

А

0

Начало на к.с. К1

tАПВ1(1)

tвп1

t [s]

t [s]

Включване на Q1 Включване на Q2

1 2 3

Начало на к.с. К2 Включване на Q2 Включване на Q1

tдс + tзап

tсз1

tип1

tАПВ1(1)

tвп1

tсз2

tип2

tАПВ1(2)

tвп2Б

А

0

I. Особености на УАПВ с линии с двустранно захранване:

1. Необходимо е изключване на повредената линия и от двете страни преди тя

да бъде включена отново;

2. Трябва да се отчита вероятността за несинхронно повторно включване на

напреженията от двете страни на прекъснатата линия.


24

В редица случай е необходимо да се предприемат мерки такова несинхронно

включване да не се допуска.

Удовлетворяването на тези допълнителни изисквания се постига със помощта на

допълнителни органи състоящи се от реле за контрол на синхронизма и реле за

контрол на линията. УАПВ с такъв орган се нарича УАПВ с контрол на

синхронизма (УАПВКС).

АПВ без контрол на синхронизма е допустимо да се използва в следните случай:

1) Наличие на голям брой паралелни връзки които съхраняват синхронизма;

2) При използване на бързодействаща защита и прекъсвач които позволява

цикъла на АПВ да стане много кратък от порядъка на tАПВ = s.

Счита се че за такова време векторите на напрежение не могат да се разминат

на значителен ъгъл и АПВ се съпровождат от допустими уравнителни токове

и успешно влизат в синхронизъм. Такива УАПВ се наричат бързодействащи

АПВ (БАПВ);

3) Ако включването на несинхронна работа при произволни ъгли между

напрежението не представляват опасност за оборудването и се осигурява

бързо възстановяване на синхронизма такива УАПВ се наричат несинхронни

АПВ (НАПВ).

II. УАПВ без контрол на синхронизма:

Схемата на това АПВ е дадена на фигура 9.2 и е аналогична на схемата от 8

въпрос (фиг. 8.1.).

01 B10 B

+

SA

AKS (РПВ-358)

KL1.2

KQT.1

KL1.1 KL1.1

KT1

R1

C1

KT

VD R2

KH

KT.2KL1.2

R3

-У

ско

рен

ие

на

защ

ита

таС

пи

ран

е н

а А

ПВ

Фиг. 9.2. Схема на УАПВ с проверка за наличие на напрежение на линията

KSV.1

За включване

Разликата се състой само в избора на времената на сработване на УАПВ от

двете страни на линията. Обикновено изключването на повредена линия

става неедновременно от двете страни на линията в зависимост от мястото на

късо съединение.

На фигура 9.1 – Б) и В) са показани времедиаграмите на действие на АПВ в

зависимост от мястото на к.с. Тези времедиаграми се използват за


25

определяне на настройката по време на УАПВ. От фигура Б) за време

задръжката tАПВ1(1):

Важно е при включване на прекъсвачите от УАПВ да не се допуска

включване към трайно к.с. и от двете страни на линията. За целта обикновено

АПВ включва линията първо от едната страна, а от отсрещната се извършва

контрол на напрежението по линията преди включване на прекъсвача.

Това се постига чрез въвеждане в схемата на АПВ на контакт от

напреженовото реле контролиращо наличието на напрежение на линията.

Пример е контактът KSV.1 на фигура 9.2.

Тема 10. Бързодействащо устройство за АПВ. Устройства на АПВ с

контрол на синхронизма.

I. Бързодействащо устройство за АПВ (БАПВ):

БАПВ неизисква никакви допълнителни устройства разрешаващи неговото

действие. Целта на този вид АПВ е максимално да се съкрати времето до

повторното включване на прекъсвача. За изпълнение може да се използва

схемата от фигура 10.1.:

01 B10 B

+

SA

AKS (РПВ-358)

KL1.2

KQT.1

KL1.1 KL1.1

KT1

R1

C1

KT

VD R2

KHKT.2 KL1.2

R3

-

Уск

орен

ие

на

защ

ита

та

Сп

иран

е н

а А

ПВ

Фиг. 10.1. Схема на бързодействащо АПВ (БАПВ)


а

б


26

Схемата на това АПВ е аналогична на схемата от 8 въпрос (фиг. 8.1.). Разликата

се състои в допълнителните изводи а и б от контактът КТ-2 които позволява

АПВ да заработи и без времезадръжка.

Целта е повредената линия да се изключи и от двете страни за време във

интервала и е необходимо да се използват бързодействащи

прекъсвачи. Често се използват въздушни прекъсвачи за вида.

II. УАПВ с контрол на синхронизма (АПВКС):

В АПВКС се използва реле което не допуска включване на линията при големи

разлики между векторите на напрежение при което нарастването на

управляващия ток превишава дадена допустима стойност.

АПВКС се разделят на следните две групи:

АПВ с очакване на синхронизма (АПВОС);

АПВ с улавяне на синхронизма (АПВУС);

АПВУС се поставя на двустранно захранващи линии с липсващи или „слаби“

паралелни връзки. При изключване на такива линии се нарушава синхронната

работа и АПВУС контролира ъгъла между напрежението и разликата в

честотите на несинхронно работещите части, когато те са под дадена допустима

стойност се осъществява АПВ.

АПВОС разрешава включване на линията само при наличие на синхронизъм и за

това се поставят на линии с достатъчно мощни паралелни връзки. АПВОС

включва последователно прекъсвачите в двата края на линията. При първото

включване се извършва проверка за отсъствие на напрежение, а в отсрещното

(второто) включване се извършва проверка за наличие на синхронизъм.

На фигура 10.2 е показана принципна схема на АПВОС:

01 B10 B

+

SA

AKS (РПВ-358)

KL1.2

KQT.1

KL1.1 KL1.1

KT1

R1

C1

KT

VD R2

KH

KT.2KL1.2

R3

-

Уск

орен

ие

на

защ

ита

та

Спиране на АПВ

Фиг. 10.2. Схема на АПВ с очакване на синхронизация (АПВОС)

KSV.1


SX1

KSS.1KSV.2


27

KSV.1 и KSV.2 – напрежителни релета;

KSS.1 – реле за контрол на синхронизма.

Обикновено АПВ от двете страни на линията е изпълнено по една и съща схема

като наличието на мостчето SX1 задава начина на заработване на УАПВ. Ако

SX1 е затворен АПВ е при отсъствие на напрежение на линията при това трябва

схемата на АПВ от отсрещната страна да бъде без мостчето SX1 и тогава там

АПВ ще заработи при наличие на напрежение и синхронизъм.

В практиката има случай на „залепване“ (заваряване) на контакта KSS.1 което би

довело до включване на прекъсвача към устройството. Ако има к.с. при

неуспешно АПВ от отсрещната страна за предотвратяване на такива включвания

е въведен контактът KSV.2.

Тема 11. Приложение, изисквания, пускане и настройка на

устройствата за автоматично включване на резерва (АВР).

I. Предназначение и приложение на АВР:

Предназначението на АВР е да възстанови захранването чрез автоматично

включване на резервен захранващ източник при аварийно или погрешно

изключване на работното захранване.

В зависимост от мястото на приложение се различават автоматични включвания

на:

Резервна линия;

Резервен трансформатор;

Секционен прекъсвач;

Аварийно осветление;

Резервен механизъм (помпа, компресор и др.).

Резервирането може да бъде явно или неявно. На фигура 11.1 е показан пример

на двата вида резервиране.

Фиг. 11.1. Схеми на резервиране

а) б)

АВР

АВР

На фиг.11.1 – а) явното резервиране, а на фиг. 11.1 – б) неявното резервиране.

При неявното резервиране има взаимно резервиране между двата захранващи

източници. В зависимост от ресурса по мощност на резервния източник се

различава пълно (100%) и непълно резервиране.


28

При непълното резервиране за да не се претоварва резервния източник трябва да

се предвижда автоматично или ръчно изключване на някой неотговорни

потребители.

II. Изисквания към УАВР:

1) УАВР да заработват при загуба на напрежение на резервния елемент по

каквото и да е причина включително и от к.с. Изключение се прави само

когато изключването е от АЧР.

2) Включването на резервното захранване трябва да става след изключване на

прекъсвача на работното захранване. По този начин не се допуска включване

на резервния източник към неизключено к.с. и се избягва възможно

несинхронно включване между двата източника.

При преходни повреди по този начин АВР може да изпълни ролята на АПВ.

3) УАВР трябва да се задействат само ако има напрежение на резервния

източник.

4) УАВР трябва да имат еднократно действие като се предвижда ускорение

действието на защитата при неуспешно АВР.

5) При възстановяване на работното захранвана възвръщането на захранването

към него по възможност да става автоматично.

6) При изпълнение на УАВР трябва да се проверяват условията за претоварване

на резервния източник и за самопускане на отговорни електродвигатели. В

случай че има недопустимо претоварване и самопускане не се осигурява,

трябва да се предвиди автоматично изключване на неотговорни потребители.

Това изключване може да бъде трайно или само за времето на самопускане

на отговорни електродвигатели. За тази цел УАВР се комбинира с УАПВ.

7) УАВР трябва да сигнализират за своето заработване и да имат възможност

за ръчно извеждане от персонала.

III. Пускане и настройка на УАВР:

Пускането на УАВР се осъществява най-лесно от нормално затворен блок

контакт на прекъсвача на работното захранване (контактора при ниско

напрежение). При този начин на пускане няма да заработи АВР при повреда или

грешно изключване в по-горните степени на ЕЕС. За това често УАВР се

изпълнява с пусков орган по напрежение (ПОН) които представлява минимално

напреженово реле. При наличие на синхронни машини в консуматорите на

загубилия захранване обект поради преминаването им в генераторен режим се

поддържа високо остатъчно напрежение. Тава би забавило значително

заработването на АВР с ПОН. В такива случай като пусков орган на АВР може

да се използва честотно реле, тъй като честотата спада много по бързо

отколкото напрежението.

Времезъдръжаката на АВР трябва да бъде минимална за улесняване

самопускането на двигателите и от друга страна достатъчно голяма за


29

дейонизация на средата при преходна повреда. При настройка на УАВР трябва

да се спазват следните изисквания:

1. При наличие на АПВ на работното захранване АВР трябва да изчаква

неговото действие и да заработва само при неуспешно АПВ.

К1

К2

АВР

АПВ АПВ

АЧР АЧР

Отговорни потребители Неотговорни


Фиг. 11.2. Място и приложение на някои

автоматични устройства 2. При късо съединение изходящите линии, например К2 на фигура 11.2. при

к.с. по изходящите линии, се получава кратковременно но дълбоко

понижаване на напрежението докато собствените защити на изходящата

линия изключат. В такива случай не е необходимо АВР тъй като след

изключване на повредената линия напрежението на линиите се възстановява

напълно. За предотвратяване заработването на АВР е необходимо:

където:

– времезадръжка на най-бавната релейна защита на

изходящите линии.

3. За да незаработва ненужно „ПОН“ следствие на външни к.с. или пускане на

мощни електродвигатели минимално напреженовите релета трябва да

отпадат при:

4. Релетата контролиращи наличността на напрежение на резервния захранващ

източник трябва да иман напрежение на заработване равно на:

𝑡 𝑡 𝑡


30

Тема 12. АВР в електрическите мрежи с едностранно захранване за

напрежение до 1000V

Схеми за АВР за НН (до 1000V) могат да се реализират лесно със помощта на

контактори.

I. УАВР за напрежение до 1000V – фигура 12.1:

а)

Л1 Л2

А1 В1 С1 А2 В2 С2

КМ1.1 КМ2.1

б)

А1 С1

А2 С2

КМ1Sx1

Sx1

в)

КМ2

КМ1:2

Фиг. 12.1. Схеми на УАВР за напрежение до 1000V

На фигура 12.1 – а) е дадена силовата верига на схемата, а на б) и в) са показани

оперативните вериги на двата контактора КМ1 и КМ2. Схемата е явно

резервирана като линия 1 (Л1) е работна, а Л2 е резервна линия.

А1, А2, В1, В2, С1 и С2 са връзки между силовото и оперативно напрежение на

контакторите.

Нормално при наличие на напрежение в работната линия Л1 бобината на

контактора КМ1 е захранен от силовият си контакт КМ1.1 които е затворен, а

блок контакта (спомагателен) КМ1.2 на фигура в) е отворен. По този начин

шините получават напрежение от работна линия Л1, а КМ2 не е захранен и

линия Л2 е изключена (чака в резерв).

При загуба на напрежение на работна линия Л1 отпада напрежението на

бобината на КМ1 следствие на което той отворя силовите си контакти КМ1.1

със което прекъсва връзката между линия Л1 и шините. Едновременно с това се

затваря и блок контактът КМ1:2 на схема в) и с това получава напрежение

бобината на КМ2 която сработва и чрез силовите си контакти КМ2.1 включва

резервната линия Л2 към шините. С това АВР е завършен.

Схемата се възвръща към работно захранване при възстановяване на

захранването на работна линия Л1. Бобината на КМ2 е захранена от резервната

линия Л2. Мостчето Sx1 и Sx2 са за извеждане на АВР от персонала.


31

II. УАВР с двустранно резервиране за напрежение до 1000V – фигура 12.2:

А1 В1 С1 А3 В3 С3

А2 В2 С2 А4 В4 С4

А5

В5

С5

А6

В6

С6

КМ2 КМ4

КМ1:5 КМ3:5

Л1

Л3

Л2

а)

А1 С1

КМ1Sx1

б)

КМ1:1

KL1

KM2

КМ1:2

КL1:1 КL1:2

КМ2:2КМ2:1

КМ1:4КМ1:3

А2

С5А5

C2

в)

А3 С3КМ3

Sx2

г)

КМ3:1

KL2

KM4

КМ3:2

КL2:1 КL2:2

КМ4:2КМ4:1

КМ3:4КМ3:3

А4

С6А6

C4

д)

А Б

Фиг. 12.2. Схеми на УАВР с двустранно резервиране за напрежение

до 1000V Силовите вериги са на фигура 12.2 – а), а оперативните вериги са дадено на

фигури б), в), г) и д) като фигури б) и в) са аналогични на фигури г) и д).

Фигури б) и в) са оперативни вериги в подстанция „А“, а г) и д) са оперативни

вериги в подстанция „Б“.

Схемата е с двустранно резервиране между подстанция А и Б чрез автоматичния

включвател на резервна линия Л3. Нормално резервната линия е свързана към

една от подстанциите.

При разясненията приемаме че първоначално резервната Л3 е свързана към

подстанция А.

1) При отпадане на захранването на шини Б:

Поради отпадане на напрежението на линия Л2. На фиг. г) отпада

захранването на бобината КМ3 следствие на което контактите КМ3.1 и

КМ3.2 на фигура д) се затварят със което бобината на КМ4 на фиг. а)

включва резервна линия Л3 към подстанция Б. С това АВР е завършено.

2) Загуба на напрежение на линия Л1:

Подстанция А на фиг. б) изгубва оперативно напрежение следствие на което

КМ1 и изключвателните му контакти КМ1.1 и КМ1.2 на фиг. в) се затварят,

но КМ2 не заработва тъй като оперативното напрежение на А2 и С2 е

загубено заедно с напрежението в подстанция А.


32

Едновременно с това на фиг. д) поради изгубване на напрежението на

резервната линия Л3 отпада помощното реле KL2. Следствие на отпадането

му контактите KL2.1 и KL2.2 се затварят със това при наличие на

напрежение на линия Л2 и с което напрежение е и захранен контактът КМ3

на фиг. г) и са затворени контактите му КМ3.3 и КМ3.4 на фиг. д). В резултат

на това получава захранване бобината на контактора КМ4 от оперативното

напрежение на шини Б (подстанция Б) КМ4 заработва и със силовите си

контакти КМ4 на фиг. а) захранва резервната линия Л3 откъм подстанция Б.

След това получава оперативно напрежение контактът КМ2 на фиг. в)

заработва и чрез силовите си контакти КМ2 на фиг.а) подава резервно

захранване на подстанция А чрез резервно захранване от подстанция Б.

Пълното време на действие на разглежданите схеми за АВР е около:

При кратковременни падове на напрежение вследствие на близки к.с. АВР не

заработва тъй като времената на изключване на защитите НН са по-кратки от

времето на изключване на контактора.

Тема 13. Устройство за АВР на електропровод за напрежение над

1000V. Автоматично включване на резервен трансформатор.

I. Схема на УАВР на електропровод за напрежение над 1000V:

Примерна схема е показана на фигура 13.1.

KV1 KV2

KT1

KV3

KTVE

+

TV2

+

РЗ

-+

TV1 QS1

YAI

-

+

YAV

+

QS2

Фиг. 13.1. Принципна схема за автоматично включване на резервен електропровод


33


QS1 – прекъсвач на работния електропровод;

QS2 – прекъсвач на резервния електропровод;

YAI – бобина за изключване на QS1;

YAV – бобина за включване на QS2;

TV1 и TV2 – напреженови трансформатори;

KV1 и KV2 – минимално напреженови релета контролиращи наличието

на напрежение (ПОН);

KV3 – напрежително реле за контрол на наличието на напрежение в

резервния електропровод;

KT1 – реле за време задаващо времезадръжката на АВР;

KTEV – реле за еднократно включване;

РЗ – контакт от релейната защита на QS1.

2. Принцип на действие на схемата:

1) В нормален режим прекъсвачът QS1 е затворен, а QS2 отворен. Към

релетата KV1 и KV2 е подадено напрежение и контактите им са отворени.

2) При отпадане на напрежение на шините релетата KV1 и KV2 отпадат

(изключват) контактите им се затварят и захранват релето за време КТ1,

след изтичане на времезадръжката КТ1 затваря контактът си. Със това

при наличие на напрежение на резервния електропровод е затворен

контактът KV3 и се подава положителен импулс на оперативното

напрежение към YAI. Прекъсвачът получава захранване след което

изключва QS1 при това се затваря най-десния блок-контакт на схемата с

което през контактът с времезадръжка при отваряне на KTEV получава

сигнал за включване бобината на YAV на QS2 и прекъсвача QS2 включва

и подава резервно захранване на шините от резервния електропровод.

За да работи ефективно (надеждно) и еднократно АВР времезадръжката

на отваряне на релето KTEV трябва да отговаря на следното условие:

където:

– са собствени времена за включване и изключване

на прекъсвача QS2;

– собствено време на релейната защита на QS2.

Ако след АВР заработи и релейната защита на QS2 след изключване на

прекъсвача QS2 трябва контактът на KTEV да се е отворил за да не

получи ново включване на прекъсвачът от УАВР.

II. Автоматично включване на резервен трансформатор:

Автоматичното включване на резервен трансформатор се изпълнява по схеми

аналогични на тези на електропроводи.


34

Разликата се състой в това, че резервния трансформатор нормално е изключен и

от двете страни докато резервния електропровод е включен от едната страна.

Разглеждаме фигура 13.2 – а) и б).

QS1

QS2

QS3

QS4 АВР

а)

QS1

QS2

QS3

QS4 АВР

б)

АВР

Фиг. 13.2 На фигура а) е дадена схема на резервен електропровод, а на фиг б) схема на

резервен трансформатор.

Обосновката на тази разлика в ориентацията на АВР е следната:

При работа на електропровод при празен ход няма загуби докато при

трансформатора те са значителни;

Вероятността за трайна повреда на изключен електропровод е близка до тази

на работещ докато при трансформатор тя е много по-малка;

Разстоянието между QS3 и QS4 (фиг. б) при трансформаторите е малко и

прекъсването на оперативни проводници между тях не е свързано с големи

разходи.

Тема 14. Предназначение, пускане и настройка на устройствата за

автоматично честотно разтоварване (АЧР).

I. Предназначение на АЧР:

За поддържане на стабилната честота в ЕЕС във всеки момент от време трябва

да има баланс между консумираната или произвежданата мощност.

Поддържането на баланса се поддържа от центробежните регулатори на

турбините в електроцентралите като регулаторите увеличават или намаляват

притока на първична енергия (вода или пара) към турбините.

При рязко нарушаване на баланса на реактивна мощност, най-често

предизвикано от аварийно изключване на мощни генератори започва спадане на

честотата в ЕЕС. Понижената честота води до нарушаване на нормалната работа

не електропотребителите, намаляване на скоростта на въртене на

електрическите двигатели и механизмите собствени нужди в електрическите

централи. Това води до ново намаляване на генераторните мощности следствие

на което честотата още повече спада.

Това води до допълнително увеличаване на дисбаланса и ако турбинните

регулатори не успеят да овладеят скоростта на въртене се получава т.нар.


35

„лавина на честотата“, което би довело да разпадане на енергийната система.

Времето за автоматично пускане на резервни водни генератори е около

, което е твърде голямо за предотвратяване на лавината на честотата.

За да се избегне недопустимото понижаване на честотата в такива случай се

използват устройства за автоматично честотно разтоварване (УАЧР), които

изключват неотговорни товари.

Капиталовложенията за УАЧР и загубите на изключените потребители са много

малки от предотвратените загуби които биха се получили при разпадане на ЕЕС.

II. Пускане и настройка на УАЧР:

Прилагат се два основни принципа за пускане на УАЧР:

В зависимост от абсолютната стойност на честотата;

В зависимост от скоростта на нейното изменение.

У нас сега намира приложение първия начин на пускане.

Изключването на потребителите от УАЧР обикновено започва при понижаване

на честотата под 48,8 Hz като минимално допустимата честота не трябва да бъде

по ниска от 45 Hz. Големината на изключващите мощности зависи от нивото на

понижение на честотата.

Потребителите изключвани от АЧР са разпределени в цялата ЕЕС и се

изключват неедновременно, а на стъпала. За увеличаване на ефекта от УАЧР

времезадръжката трябва да бъде минимална, но от друга страна АЧР нетрябва да

се задейства при резки изменения на напрежението при „люлеене“ в системата и

при кратковременни прекъсвания на захранването от АПВ или от АВР във

висшите (по-горни) степени на ЕЕС.

На фигура 14.1 е показана времедиаграма на изменение на честотата при

действие на УАЧР.

t, [s]t5t4t3t2

Δt Δt Δtt1 АЧРII

t1t0

f1 АЧРI

f2 АЧРI

f3 АЧРI

f4 АЧРI

f0

f, [Hz]

f АЧРII

Δf

2

1

Фиг. 14.1. За ускоряване на ефективното действие на АЧР устройствата се разделят на три

групи с различно предназначение и начин на настройка:

1) Група:

АЧРI които са бързодействащи с времезадръжка до 0,5 sec. Отделните

стъпала на АЧРI се настройват да задействат последователно при все


36

по-голямо понижаване на честотите, като започват приблизително от

. Предназначението им и бързо да намалят скоростта на

понижение на честотата.

2) Група:

АЧРII с времезадръжка до 5 sec като всички стъпала се настройват да

заработват на една и съща честота около , но с различно заработване

по време (Δt) с цел селективно изключване. По неотговорните потребители

са с по-малка времезадръжка. Предназначението на АЧРII е повишаване на

честотата, която е била ограничена до някаква по-ниска от номиналната

стойност на АЧРI.

3) Група:

Допълнителни стъпала на АЧР с времезадръжки в интервала sec и

честота на заработване . Предназначението им е да

предотвратяват задържането на честотата на допустимо ниско ниво след

действието на част от АЧР при много голям дефицит на активна мощност.

Моментът на възникване на дефицит на мощност на фиг. 14.1 е обозначен с t0.

При липса на АЧР честотата би се изменила по крива 1, а при наличие на УАЧР

се изменя по крива 2.

1) В момента t1 честотата спада до настройката на първото стъпало на АЧР

( f1 АЧРI ) едновременно с това заработват и всички стъпала на АЧРII.

Стъпалата на АЧРI заработват последователно през интервала Δf и забавят

понижаването на честотата.

2) В момента t2 изтича времезадръжката на първото стъпало на t1АЧРII.

Останалите стъпала на АЧРII продължават да изключват през интервал от

време Δt до повишаване на честотата над настройка за възвръщане на

честотните релета.

Сумарната мощност на потребителите обхванати от АЧР трябва да бъде по-

голяма от недостига на мощност предизвикан от изключването на най-мощния

генератор в ЕЕС (1000 MW в България – АЕЦ Козлодуй).

За да се намали времетраенето на изключването, захранването на потребители

от АЧР може да се прилага тяхното АПВ при възстановяване на номиналната

честота, за целта се използват устройства наречени честотни АПВ (ЧАПВ).

Големината на изключващите мощности, честоти на заработване и

времезадръжки на отделните стъпала в АЧР се определят от централното

диспечерско управление.


37

Тема 15. Устройства за противоаварийна автоматика на

трансформатори.

I. Автоматично включване на резервен трансформатор:

Подстанциите обикновено се изпълняват така, че при наличие на два и повече

трансформатора шините НН се секционират и всеки трансформатор захранва

отделна секция от шинната система. На фигура 15.1 е показана примерна схема

за АВР на трансформатор.

УАВР

Т2

Q4Q1

ТV

Q1.1

TA1 TA2

YAT

T1

Q2Q2.1

+

Q3

K

-

От УАВР

а)

г)

в)

б)

TA1

TA2KW2.1

KW1.1

a b c a b cKF

KW

2.1

KW

1.1

KW1

KW2

От TV

KT

KF+ -

KT

KL

KL.1

KL.2

Да се изключи Q1

Да се изключи

електропровода

Фиг. 15.1. Автоматично включване на резервен трансформатор

УАВР въздейства върху секционния прекъсвач Q4. Пускането на УАВР се

осъществява от честотно реле KF и посочни релета KW1 и KW2. По този начин

се избягва забавеното действие на АВР поради наличие на остатъчно

напрежение от синхронните машини сред консуматорите.


Т1 и Т2 – силови трансформатори;

ТА1 и ТА2 – токови трансформатори (на фиг. б) са показани токовите

намотки);

ТV – напреженов трансформатор (на фиг. в) са показани напрежителните

намотки);

KW1.1 и KW2.1 – посочни релета;

Q1, Q2, Q3 и Q4 – прекъсвачи;

КТ – реле за време;

KL – помощно реле.


38

2. Действие на схемата:

При повреда на захранващата линия шините загубват захранване от нея и

честотата на остатъчното напрежение на синхронните машини започва да

намалява. Едновременно с това се променя и посоката на протичане на тока

от шините към захранващата линия, при това сработват честотното реле и

поне едно от посочните релета.

Техните контакти на фиг. г) (KF и KW1 или KW2) затварят веригата на

релето за време КТ и след изтичане на времезадръжката на КТ2 получава

захранване помощното реле KL, което изключва прекъсвачът на

захранващата линия Q1 и включва секционния прекъсвач Q4.

В такива схеми действието на УАВР не се съгласува с АПВ на захранващата

линия тъй като може да доведе до значително увеличаване на времето за

възстановяване на захранването.

II. АПВ на трансформатор:

1. При еднотрансформаторна подстанция с едностранно захранване:

Пускането на АПВ се изпълнява така че да не допуска включване на

трансформатор при вътрешни повреди които не се самоотстраняват. На тези

повреди сработва газовото реле на масления трансформатор затова АПВ

заработва при всички аварийни изключвания на трансформатора без тези при

които заработва газовото реле.

2. При подстанция с два или повече трансформатора:

Заедно с УАВР се използва и АПВ като действията им трябва да са

съгласувани. Тъй като се разполага с резервен захранващ източник.

Пускането на АПВ се разрешава само при външни къси съединения и за

целта се използва МТЗ за страна НН на трансформаторите. Сработването и

показва повредите на шините или че външно к.с. не е било изключено от

съответната му защита. В такива случай се изключва прекъсвача от страна

НН на трансформатор или УАПВ го включва повторно. Във всички останали

случай подаването на напрежение на секция от шините загубила захранване

става от УАВР.

III. АЧР на трансформатор:

Действието е аналогично на действието на защитата от претоварване като

вместо традиционното реле за време се използва многопозиционно реле с

няколко контакта и с изменение на времезадръжката от порядъка на 10 min и

повече. Потребителите се изключват на стъпала като времезадръжката на

първото стъпало се избира в интервала от . Ако след изключването

на дадено стъпало претоварването на трансформатора не се е отстранило се

изключват и следващите стъпала с времезадръжки през 30 sec от първото

стъпало. Токът на сработване на защитата от претоварване се избира от

пъти от Iн на трансформатора.


39

При определяне на големината на изключвания товар се изхожда от условието

трансформатора да „издържи“ с действащия към него товар , за което

обслужващия персонал взема мерки за разтоварване на трансформатора.

Принципно е по-правилно защитите от претоварване да задействат не в

зависимост от тока, а в зависимост от температурата на намотката на

трансформатора, за което е необходимо да имаме съответните сензори.

Тема 16. Автоматични устройства за управление на

променливотокови електродвигатели.

I. Автоматика на АД за НН (до 1000V):

Ако технологичният процес изисква автоматично включване на резервен

електродвигател от УАВР може лесно да се изпълни с помощта на контактори.

На фигура 16.1 е показана комбинирана схема АПВ-АВР на електродвигатели.

~380 V

Фиг. 16.1.

~380 V

ИП1

ИП2

SF1c1b1

c2b2

KM1.1

KST1

M1

SF2

KM2.1

KST2

M2

~ b1~ c1

SB2SB1

KST1KM1

KST1

KL1

KM1.2 KL1

KT1

KM2.3

KT1

SA:10 B

~ b2~ c2

SB4SB3

KST2KM2

KST2

KL2

KM2.2 KL2

KT2

KM1.3

KT2

SA:20 B


40


М1 и М2 – електродвигатели;

ИП1 и ИП2 – два независими захранващи източника;

KST – топлинна защита;

KL1 и KL2 – помощни релета съответно при самозадръжка и при

отваряне на контакта;

КТ1 и КТ2 – релета за време;

SB1, SB2, SB3 и SB4 – бутони за включване и изключване на двата

електродвигателя

SF1 и SF2 – защитни прекъсвачи;

SA:1 и SA:2 – ключове за управление (КУ) които задават кои двигател да

бъде работен и кой резервен.

2. Принцип на действие на схемата:

В първоначално състояние на КУ QS:1 е включен и първия двигател М1 е

работен, а QS:2 е изключен и следователно М2 е в състояние на резерв. При

отпадане на напрежението на ИП1 контактора КМ1 отпада и изключва

работния двигател М1 едновременно с това заработват помощното реле KL1

на работния двигател, следствие на което КМ1.3 се затваря и захранва релето

за време КТ2 на резервния двигател. В този момент започват да текат

времезадръжките за отваряне на контактът KL1 и за затваряне на КТ2.

В зависимост от времето на отсъствие на захранващото напрежение се

получава АПВ на работния двигател М1 или АВР на резервния двигател М2.

Времезъдръжаката за отваряне на KL1 е в порядъка на 1,3 sec, а на затваряне

на КТ2 – 2 sec.

Ако ИП1 се възстанови за време по-малко от tKL1 (1,3 sec) се получава АПВ

на работния двигател след това КМ1 включва и прекъсва веригата на КТ2 и

АВР няма да има. След изтичане на времезадръжката на tКТ2 (2 sec) се затваря

контакта КТ2, което с контактът си KL2 включва контакторът КМ1 за

пускане на резервния електродвигател М2.

Ако работния двигател М1 бъде изключен от защитния прекъсвач SF1

следствие на което KST1 изгубва оперативно напрежение няма да има АПВ.

Ако изключването е от топлинната защита KST1 или КST2 нейните контакти

KST1 или KST2 прекъсват веригата на контактора КМ1 и отново се блокирва

АПВ.


41

II. УАПВ за електродвигатели за напрежение над 1000 V:

Примерна схема е показана на фигура 16.2:


~ ~a bKV

F1 F2

KL1

KT

KL2

От защитата

KL1.1

KL1.2

KV

KT1

KT2

KL2.1

KL2.2

Фиг. 16.2

УАПВ се задейства от защитата на електродвигателя, която е минимално

напреженова защита. Изключвайки електродвигателя защитата едновременно

захранва и помощното реле KL1 тъй като сигнала от защитата може да е кратък.

KL1 се самозадържа чрез контактът си KL1.1. След възстановяване на

напрежението релето за напрежение KV затваря контактът си KV и захранва

релето за време КТ. Това реле КТ чрез импулсният си контакт КТ1

кратковременно затваря веригата на помощното реле KL2, което с контактите си

KL2.2 включва електродвигателя.

Това условие се удовлетворява тъй като времето на затворено състояние на

импулсния контакт КТ1 е от порядъка на . Контактът КТ2 на релето

за време КТ служи за възвръщане на схемата в първоначално състояние.


42

К О Н С П Е К Т

по "Автоматизация на промишленото електроснабдяване"

за студентите ОКС „Магистър”, специалност "EE", Задочно обучение

1. Предназначение, класификация и основни функции на автоматичните устройства в

електроснабдителните системи.

2. Основни елементи и функционални части на автоматичните устройства в ЕСС.

3. Изисквания към автоматичните устройства в ЕСС. Съгласуване действията на АЧР, АПВ и

АВР.

4. Предназначение, приложение и изисквания към устройствата за автоматично повторно

включване.

5. Класификация и цикъл на работа на устройствата за АПВ. Ускорение действието на

защита преди и след АПВ.

6. Устройство за АПВ тип АПВ 11.

7. Устройство за АПВ тип АПВ-1 с използване на реле тип РПВ-58.

8. Устройство за АПВ с използване на реле тип РПВ-358.

9. Устройство за АПВ на линии с двустранно захранване. Устройство на АПВ без контрол на

синхронизма.

10. Бързодействащо устройство за АПВ. Устройства на АПВ с контрол на синхронизма.

11. Приложение, изисквания, пускане и настройка на устройствата за автоматично включване

на резерва (АВР).

12. АВР в електрическите мрежи с едностранно захранване за напрежение до 1000V.

13. Устройство за АВР на електропровод за напрежение над 1000V. Автоматично включване

на резервен трансформатор.

14. Предназначение, пускане и настройка на устройствата за автоматично честотно

разтоварване (АЧР).

15. Устройства за противоаварийна автоматика на трансформатори.

16. Автоматични устройства за управление на променливотокови електродвигатели.

Documents

Записки АПЕС › 2011 › 11 › d0... · Записки АПЕС 6 Тема 3.Изисквания към автоматичните устройства в ЕСС. Съгласуване