Для чего нужен секционный выключатель
Секционный АВР и его особенности.
Современные системы электрического снабжения защищены от многих внешних факторов и ситуаций, но ни один производитель не может гарантировать 100% защиту. Поэтому желательно использовать два источника питания, один из которых (резервный) начинает работать при отключении основного. Для этого система должна «считывать» и контролировать ток нагрузки и проходящее по проводам напряжение, чтобы в нужный момент автоматически переключиться на аварийный режим. Именно это и делает АВР – автоматический ввод резерва.
Для чего используется?
В частных или многоквартирных домах такая система используется редко, а вот в городской электросети или на промышленных предприятиях без нее никуда. Отключение электрики даже на короткое время чревато большими материальными потерями, поэтому необходимо обеспечить бесперебойную работу цепей напряжения до устранения поломки. АВР помогает в считанные минуты возобновить подачу электрической энергии и при этом пользователю ничего не нужно делать.
Крупные фирмы и предприятия уже давно устанавливают минимум два ввода на две секции распределительных приборов. Их между собой разделяет секционный выключатель и обе секции функционируют автономно друг от друга. Для потребителей первой категории – это обязательная мера предосторожности, которая прописана в ПУЭ.
Время срабатывания резерва зависит от модели прибора, качества сборки деталей, производителя и марки. Но в идеале оно должно быть от 3 до 8 секунд. Необходимость АВР проще доказать на примере. Допустим, есть важный охраняемый объект, который всегда должен быть освещен. По разным причинам основной источник питания может дать сбой. Тогда автоматически начинает действовать ввод резерва и при этом свет не будет отключен даже на минуту, освещение лишь станет немного более тусклым на 8 секунд до срабатывания аппарата.
Принцип работы.
Какая бы ни была конструкция автоматического ввода, ее главная задача – контроль напряжения. Он может осуществляться двумя способами: цифровой блок защиты или реле напряжения. Но в любом из вариантов сама схема работы одинакова. Ее проще объяснить на примере.
Есть две рабочие линии А (основная) и В (резервная). Также у нас есть К – катушка реле и Л – лампа индикатора напряжения. При нормальных режимах ток проходит через катушку реле и лампу. Нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые контакты функционируют по своей основной схеме, подавая напряжение на основную линию А. Но если на входе А ток пропадает, обе группы контактов возвращаются в исходное положение. Катушка прекращает свою работу и лампочка гаснет. Тогда срабатывает механизм защиты и замыкается контакт линии В, что приводит к возобновлению подачи электроэнергии. Как только неполадка будет устранена, К1 перекоммутирует все к исходному состоянию, то есть на линию А.
Классификация.
По своему устройству АВР могут быть:
— Односторонние. В данном случае предусмотрено два ввода, один из которых главный, а другой – дополнительный.
— Двухсторонние. Также два ввода, но оба используются в качестве основных источников питания.
В первом варианте в конструкции предусмотрена возможность переключения от одного источника к другому, а во втором она отсутствует, поскольку оба имеют одинаковый приоритет.
Рынок электроники постоянно совершенствуется и сейчас в качестве резервного источника можно использовать даже аккумулятор транспортного средства. Но для этого нужно прикупить еще и инвертор, который будет преобразовывать постоянное напряжение в переменное. Конечно, для силовых цепей такой мощности маловато. Но вот при неожиданных отключениях осветительных линий такая схема вполне может обеспечить стабильное напряжение на время аварии. Но учитывайте, что аккумуляторы малой мощности помогут только на короткое время.
Применяется для трехфазных сетей и учитывает практически все параметры сети, для создания совершенной системы. Это уже готовый блок, в конструкцию которого вмонтирован цифровой контроллер. Именно он и «считывает» все необходимые данные. Преимущество в том, что на корпусе очень подробная маркировка. Кроме того в комплекцию включена инструкция, разъясняющая как правильно подключать и отключать аппарат.
Но тут нужно подумать, есть ли смысл в покупке модуля. Подключить его к трехфазной сети, которая питается от одного трансформатора не очень целесообразно. Только если имеется дополнительный мощный резервный источник питания.
Еще одно чудо техники, в котором для управления используется микропроцессорный блок. Переключение выполняют полупроводниковые коммутаторы, которые считаются более быстрыми и надежными, чем контакторы. Это идеальный модуль для тех, кто не любит возиться с проводами, поскольку в конструкции не предусмотрены механические контакты. А значит, не нужно проводить механическую блокировку. У таких аппаратов множество функций, которые расширяют возможности управления. И всего один недостаток: сложный ремонт, который потребует не только вмешательства электрика, но и помощи программиста.
Особенности АВР в высоковольтных цепях.
На первый взгляд схема может показаться сложной, но это из-за необходимости использования дополнительного оборудования. В цепях с напряжением, превышающим 1000 Вольт необходимо использовать трансформатор напряжения. Он будет контролировать и измерять сетевую энергию. На вторичной обмотке такого механизма напряжение в 100 Вольт (при нормальной работе). Чтобы связать его с автоматическим вводом, необходимо реле контроля фаз. Оно среагирует и на понижение электрической энергии, и на обрыв любой из фаз.
Важно: такую схему можно реализовать только на новейшем оборудовании (многофункциональные терминалы защиты) или на механических реле старого образца.
Для чего нужен секционный выключатель
Программируемое реле EKF PRO-Relay
Основное управление логикой работы осуществляется программируемым реле EKF PRO-Relay. Это позволяет добиться более гибкой реализации основных функций системы управления.
В данной схеме программируемое реле контролирует положение автоматических выключателей, обеспечивает включение-выключение вводов, с помощью него задаются и изменяются временные задержки на срабатывание выключателей, выполняются функции диагностики.
Кроме того, в случае необходимости, можно без лишних затрат изменить алгоритм работы схемы АВР, выводить необходимую информацию о работе АВР на верхний уровень по Modbus, правда для этого необходим дополнительный интерфейсный модуль.
В качестве программного обеспечения для PRO-Relay используется PRO-Design. Программу можно бесплатно скачать с официального сайта EKF.
Также для загрузки программы понадобится кабель ILR-ULINK, который необходимо будет приобретать отдельно.
Видео
Параметры выключателей нагрузки, секционных выключателей серии ТНО
Соответствие нормам:
Какие бывают виды пакетников
Они классифицируются по степени защиты. И от этого зависит назначение того или иного ПВ:
По типу крепления пакетники изготавливаются в 4-х вариантах:
На заметку! В распределительный щиток проще и надежней крепить подключенный пакетник на din-рейку.
Какая разница между черной и белой завистью?
Зависть — очень необычное понятие в характере человека. Так считают психологи. У лексикографов — свое мнение. Если обратиться к словарям русских лингвистов Даля, Ушакова, Ожогова, то они сходятся в одном, что: «Зависть — это желание человека иметь то, что имеется в других». Скорее всего — в плане достатка, материальных благ, внешних данных и даже таланта.
И я не удивляюсь. На самом деле все сходится. Не зря писатель Ю. Бондарев назвал зависть человека «слепой проституткой». Ведь завистников хватало во все периоды существования жизни на Земле.
И очень трудно разобраться между понятиями черная и белая зависть. Вот именно о белой зависти четко и понятно высказался поэт В. Рыжов:
«Разве не бывает зависть белая,
Зависть к прямоте, что рядом с бедами.
К тем, кто не забудет, что обещано,
К тем, кто не солжет врагам и женщинам».
Алгоритм работы схемы АВР
Вводной автомат QF1 питает секцию 1, QF2 питает секцию 2. В нормальном режиме работы каждый из подключенных к АВР потребителей получает питание от своей секции, при этом секционный выключатель находится в выключенном состоянии.
При пропаже питания на первом вводе, второй ввод запитывает, через секционный выключатель, секцию 1 и секцию 2 и соответственно наоборот, при пропаже питания на втором вводе, первый ввод, через секционный выключатель, обеспечивает питание секций 1 и 2.
АВР осуществляет свою работу в автоматическом режиме после подачи питания на программируемое реле согласно заложенному алгоритму, с 5 сек задержкой включения и отключения при пропаже и появления напряжения на одном из вводов и включение и отключение секционного выключателя.
При исчезновении напряжения на вводе 1 контакты реле KSV1 размыкаются, с 5 сек. задержкой подается команда на отключение автоматического выключателя QF1. Через определенный промежуток времени, включается секционный выключатель, при условии что:
При срабатывании выдается световая индикация на двери щита QF1 (Ввод1) – выкл. QF2 (Ввод2) – вкл. QF3 (Секционный) – вкл. Если напряжение на вводе 1 появится раньше, чем истечет время задержки 5 сек, то команда на включение секционного выключателя не подается.
При восстановлении питания на первом вводе подается команда, с задержкой, на отключение секционного выключателя QF3. Затем приходит команда на включение вводного автомата первого ввода.
При восстановлении ввода выдается световая индикация на двери щита QF1 (Ввод1) – вкл. QF2 (Ввод2) – вкл. QF3 (Секционный) – выкл.
При исчезновении напряжения на вводе 2 контакты реле KSV2 размыкаются, подается команда на отключение автоматического выключателя QF2. Весь процесс повторяется аналогично первому вводу.
При пропаже напряжения на обоих вводах контроллер отключается.
Блокировка работы АВР происходит при переключении мотор-приводов автоматических выключателей в ручной режим, при отключении QF1, QF2, QF3 по срабатыванию защиты по сигналу от контакта аварийного состояния, при неисправности блока управления АВР. При этом есть возможность перейти в ручной режим управления.
Сброс (квитирование) аварии осуществляется оператором методом отключения и включения питания контроллера, либо кнопкой на лицевой панели шкафа.
Задействованные входа-выхода программируемого реле
Входы DI
I1 – NO контакт реле контроля фаз KSV1 I2 – NO контакт реле контроля фаз KSV2 I3 – Переключатель SA1 (Ручной- Авто) I4 – Кнопка SB1 Сброс ошибки (блокировки) АВР I5 – Контакт состояния включено-выключено (Обозначение на схеме OF) QF1 I6 – Контакт аварийного срабатывания (Обозначение на схеме SY) QF1 I7 – Контакт состояния включено-выключено (Обозначение на схеме OF) QF2 I8 – Контакт аварийного срабатывания (Обозначение на схеме SY) QF2 I9 – Контакт состояния включено-выключено (Обозначение на схеме OF) QF3 IA — Контакт аварийного срабатывания (Обозначение на схеме SY) QF3
Выходы DO
Q1 – Индикация Работа АВР в автоматическом режиме Q2 — Индикация Работа АВР в ручном режиме Q3 — Индикация Ошибка работы АВР Q4 – Отключить мотор привод автоматического выключателя QF1 Q5 – Включить мотор привод автоматического выключателя QF1 Q6 – Отключить мотор привод автоматического выключателя QF2 Q7 – Включить мотор привод автоматического выключателя QF2 Q8 – Отключить мотор привод автоматического выключателя QF3 Q9 – Включить мотор привод автоматического выключателя QF3
Схема АВР — Скачать
Программа — Скачать
Разновидности
У быстродействующих выключателей имеется специальный механизм, отключающий сеть. ПО принципу действия этого элемента их можно разделить на две категории. Первая категория — устройства с пружинным вариантом отключения, где разрыв цепи достигается за счет усилия мощных отключающих пружин. Вторая категория — магнитно-пружинные приспособления. В них также используется сила пружины, однако к ним добавляется еще и электромагнитное воздействие для отключения цепи.
Кроме этого, есть еще один пункт, по которому быстродействующие выключатели делятся на категории — способность реагировать на направление тока.
В данном случае выделяют поляризованные и неполяризованные аппараты. Первый вид способен произвести разрыв цепи при условии, что ток будет проходить в определенном направлении. Второй же вид будет размыкать цепь при достижении определенного значения тока, не обращая внимания на то, в каком направлении он протекает непосредственно через устройство.
Стоит отметить, что ранее выпускались отечественные быстродействующие автоматические выключатели, которые пользовались широкой популярностью на тяговых подстанциях. Здесь стоит добавить, что производство некоторых моделей данного оборудования уже завершилось, однако они все еще находятся в эксплуатации.
секционный выключатель
Смотреть что такое «секционный выключатель» в других словарях:
Преимущества вакуумных коммутаторов
Вакуумные выключатели на 6, 10 и 35 кВ обладают очевидными преимуществами по сравнению с конкурентными решениями, что обуславливает широкое их применение. К очевидным достоинствам можно отнести:
Баковые и маломасляные выключатели
Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.
Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.
На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.
Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.
Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.
При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.
Область применения и механизм работы
Сейчас приборы применяют в основном на производстве. Пакетники используются для пуска и выключения вентиляционных систем, подъемников, привода конвейера и т.д. Применяется как силовой элемент для отключения нагрузки в различных электрических установках. Также приборы могут использоваться для распределения тока в жилых домах, сетях освещения промышленных помещений. Незаменим аппарат и для аварийного подключения резервной нагрузки, то есть для переключения напряжения с одной электроцепи на другую. Некоторые типы приборов можно использовать в условиях высокой влажности, запыления и других негативных факторов.
Пакетник не может осуществлять защиту электроцепи от аварийного режима, поэтому в схеме обязательно должен быть предусмотрен автоматический предохранитель либо выключатель. Он защитит систему питания от короткого замыкания или электрической перегрузки.
Пакетный выключатель имеет только два положения переключателя – отключено, включено. После того, как человек повернул рубильник, в действие приходят подвижные шайбы, передающие, в свою очередь, движение на контакты. В результате они, в зависимости от первоначального положения, замыкаются (ток поступает) либо размыкаются (ток прекращает поступать).
Существуют одно-, двух- и трехполюсные аппараты. Первые два рассчитаны на нагрузку 10-25 А, допустимое напряжение – 220В. Трехполюсные приборы могут выдержать напряжение в 380 В, при этом нагрузка несколько понижена, она не должна быть больше 15 А.
Выпускаются открытые, закрытые и полностью герметичные пакетники. В выключателях открытого типа защитная оболочка отсутствует. Эти пакетники используют для переключения соединений при безопасном напряжении и только в помещениях. Закрытые аппараты оборудованы корпусом из пластика или металла. Клеммы этих приборов закрыты от прикосновений, а само устройство отлично защищено от грязи и запыления. Закрытые модели допускается устанавливать вне щитового шкафчика.
Герметичные электроприборы заключены в негорючую, противоударную, герметичную оболочку из пластика. Высокий уровень защиты позволяет монтировать приборы в открытом пространстве. Некоторые модели снабжены прозрачным окном, через которое можно отслеживать состояние контактов.
Вывод пакетника обычно не изолирован, следовательно, при подключении находится под напряжением. При замене аппарата нужно будет полностью отключить ток.
Популярность пакетных устройств постепенно снижается, но производство таких электроприборов не прекращено. Надежность, доступность, быстрота срабатывания помогают пакетникам все еще оставаться востребованным товаром.
Как работает секционный выключатель
Как работает секционный выключатель
Назначение, принцип действия и область применения АВР
Ни одно устройство или система не обладает абсолютной надежностью, в том числе источники питания. Для повышения надежности питания ответственных потребителей применяется питание от двух и более источников, при этом потеря одного источника питания компенсируется питанием от второго источника. Сети напряжением 110 кВ и выше работают, как правило, с замыканием всех транзитов, так как отключение основных связей может быть покрыто запасом по перегрузочной способности резервных связей. В сетях более низкого напряжения параллельная работа двух источников, как правило, недопустима. Рассмотрим процессы, возможные при параллельной работе на стороне низкого напряжения на примере подстанции 110 кВ Новая, подключенной отпайками к ВЛ-110 Центральная – Южная и Южная – Юго-Западная:
— усложняется выбор уставок защит трансформаторов и отходящих фидеров в связи с тем, что токи короткого замыкания изменяются в зависимости от схемы: нормальный режим и отключение одного из трансформаторов по какой-либо причине;
— при коротком замыкании на отходящем фидере ток КЗ оказывается выше, чем при раздельной работе трансформаторов, что приводит к дополнительному износу основного оборудования;
— существенно усложняется схема защит и автоматики трансформаторов для обеспечения защиты при КЗ на питающих линиях или в окружающей сети;
— ухудшаются условия работы АПВ с элементами контроля и АВР на прилегающих подстанциях.
При аварийном отключении одной из питающих ВЛ-110 за счет трансформации напряжения остающейся в работе линии на шины 10 кВ подстанции Новая и обратной трансформации на поврежденной линии остается напряжение. Это напряжение значительно ниже, чем номинальное, поэтому АПВ с контролем отсутствия напряжения на линии не срабатывает, а АПВ с контролем синхронизма в общем случае работает неправильно.
В связи с этим широкое распространение получило питание потребителей от одного (рабочего) источника с возможностью быстрого переключения на резервный. Включение резервного источника может выполняться как оперативным персоналом, так и с помощью автоматических устройств. Второй метод называется автоматическим включением резерва (АВР).
Устройства АВР предусматриваются для восстановления питания потребителей путем автоматического присоединения резервного источника питания при отключении рабочего источника питания. Устройства АВР предусматриваются также для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению нормального технологического процесса.
К устройствам АВР предъявляются следующие требования:
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 часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.
2. Для уменьшения длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.
3. Действие АВР должно быть однократным.
4. АВР не должно выполняться до отключения выключателя рабочего источника для того, чтобы исключить параллельную работу двух источников и включение резервного источника на неустранившееся КЗ.
5. Должно предусматриваться ускорение защит резервного источника после работы АВР.
Рассмотрим простейший случай применения АВР на напряжении до 1000 В:
Рис. Схема АВР с двумя равноправными источниками питания
Нагрузка питается от двух источников: источник 1 и источник 2. Как правило, это – трансформаторы, питающиеся от разных секций одной подстанции или от разных подстанций. Включать на параллельную работу такие трансформаторы нельзя, так как при потере питания одного из трансформаторов на стороне высокого напряжения вся нагрузка соответствующей секции или подстанции окажется запитанной через сеть 0,4 кВ. При коротком замыкании в трансформаторе или на питающих его элементах через сеть 0,4 кВ пойдет и ток КЗ. Для исключения параллельной работы двух источников здесь применяется взаимная блокировка магнитных пускателей ПМ1 и ПМ2. В том случае, когда первым включается автомат АВ1, блок-контакт пускателя ПМ1 разрывает цепь катушки ПМ2. При исчезновении напряжения от источника 1 по любой причине ПМ1 отпадает и срабатывает ПМ2. В том случае, когда первым включается автомат АВ2, срабатывает пускатель ПМ2 и блокирует срабатывание ПМ1. Отдельный орган контроля напряжения на рабочем источнике не требуется, так как при исчезновении напряжения теряет питание катушка соответствующего пускателя.
При такой схеме выполнения источники питания равноправны. В тех случаях, когда нужно отдать приоритет одному из источников, применяется более сложная схема:
Схема дополнена реле контроля напряжения РКН. Независимо от порядка включения автоматов при наличии напряжения на первом источнике один контакт РКН готовит цепь для срабатывания ПМ1, второй блокирует срабатывание ПМ2. Независимо от порядка включения автоматов при включении обоих питание будет выполняться от источника 1, который является рабочим. Источник 2 является резервным.
Пример организации системы АВР 10 кВ на секционном выключателе приведен на следующем рисунке:
В нормальном режиме включены вводы 10 кВ Т1 и Т2 (В-10 Т1 и В-10 Т2), секционный выключатель СВ-10 отключен. Устройство АВР контролирует наличие напряжения на 1 и 2 секциях шин. При исчезновении напряжения на 1СШ и наличии напряжения на 2СШ АВР с выдержкой времени дает команду на отключение В-10 Т1. При подтверждении отключенного положения выключателя подается команда на включение СВ-10. При исчезновении напряжения на 2СШ и наличии напряжения на 1СШ отключается В-10 Т1 и включается СВ-10. Выдержка времени АВР выбирается больше, чем время АПВ питающих элементов для того, чтобы при успешном АПВ не выполнялись лишние переключения. Резервирование по этой схеме называется неявным, то есть, каждый трансформатор несет нагрузку одной секции и при отключении второго трансформатора подхватывает нагрузку второй секции.
В тех случаях, когда имеются выключатели на стороне высокого напряжения трансформаторов и один трансформатор может длительно нести нагрузку двух секций, для снижения потерь может применяться явное резервирование. Пример явного резервирования приведен ниже:
В нормальном режиме обе секции получают питание от трансформатора Т1. В том случае, когда исчезает напряжение на шинах 10 кВ 1СШ, при наличии напряжения на стороне 110 кВ трансформатора Т2 отключается ввод 10 кВ Т1 и дается команда на включение Т2 со стороны высокого и низкого напряжения. В этом случае трансформатор Т1 является рабочим, Т2 – резервным.
Опробование устройств АВР механизмов собственных нужд электростанций должно производиться оперативным персоналом не реже одного раза в шесть месяцев, а устройств АВР вводов питания собственных нужд – не реже одного раза в год. Допуск этого персонала к таким опробованиям оформляется распоряжением технического руководителя предприятия. Опробование выполняется по специальным инструкциям, методикам и программам.
В нормальном режиме устройства АВР должны быть введены в работу. АВР выводится из работы в следующих случаях:
— вывод устройства из работы для технического обслуживания;
— вывод устройства из работы в связи с неисправностью;
— проведение операций с шинными разъединителями, воздушными выключателями, выкатными тележками КРУ;
— вывод из работы объекта, питание которого резервируется с помощью АВР;
— вывод из работы выключателей или ТН, участвующих в схеме АВР.
Действия персонала при срабатывании АВР
При срабатывании АВР необходимо:
— определить по выпадению флажков указательных реле, по световой или светодиодной сигнализации, по загоранию ламп или табло с соответствующей надписью и внешним осмотром, что произошло: отключение или включение первичного оборудования с успешным или неуспешным АПВ (АВР), работа релейной защиты и какой ступени на отключение или сигнал (например, газовой защиты или защиты от перегрузки), замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью, повреждение различных устройств на данной электростанции или подстанции (например, замыкание на землю в цепях оперативного тока, перегорание предохранителей), затем произвести запись в журнале и сообщить вышестоящему оперативному персоналу;
— квитировать ключи управления изменивших свое положение коммутационных аппаратов, спустя время, достаточное для срабатывания устройства АПВ (АВР);
— осмотреть, при их наличии, счетчики срабатываний АПВ и АВР и записать изменения их показаний в журнале.
Принцип работы автоматического включения резерва (АВР)
Автоматический ввод резерва – один из видов релейной защиты, который позволяет значительно увеличить надежность сетей электроснабжения. Данный метод защиты заключается в автоматическом подключении источников электроэнергии в сеть при сбое работы или аварии на основном вводе, обеспечивает поддержание электрической энергией устройств, которые критичны к кратковременному или длительному исчезновению электропитания. 
Система АВР должна срабатывать в автономном режиме за минимально короткий промежуток времени после отключения основного источника питания. Независимо от причины исчезновения напряжения у потребителей АВР обязано всегда срабатывать. При использовании схем дуговой защиты АВР блокируется для снижения повреждении от короткого замыкания. Для того чтобы не допустить включения резервного питания в сеть с не устраненным коротким замыканием система АВР включается только единожды. Для изготовления схем АВР используют: реле различного назначения, Цифровые блоки защит, микропроцессорные блоки управления, а также панели индикации.
Существует несколько схем автоматического включения резерва:
— АВР одностороннего действия. В таких схемах две питающих линии, одна основная и одна резервная. При выходе из строя основной линии в работу вступает резервная.
— АВР двухстороннего действия. При данной схеме обе линии могут работать как резервные и как основные.
— АВР с восстановлением. При появлении напряжения на отключенной линии с выдержкой времени эта линия запускается в работу, а секционный выключатель отключается. Схема возвращается в исходное положение.
— АВР без восстановления.
Перебои в электроснабжении потребителей может привести не только к моральным неудобствам, но нанести ущерб жизни, здоровья не говоря о колоссальных экономических потерях. Обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии можно с помощью питания потребителей от двух источников одновременно. Но при данной схеме существует ряд проблем:
— Высокие токи короткого замыкания.
— Большие потери энергии в питающих трансформаторах.
— Трудности с подбором одного режима работы системы.
— Сложная релейная защита.
— Сложность с осуществлением параллельной работы источников электроэнергии.
В высоковольтных сетях в качестве измерительного прибора используют реле минимального напряжения, подключаемые с помощью трансформатора напряжения к определенным участкам сети. Реле посылает сигал на АВР только в случае снижения напряжения на участке, но этого недостаточно для начала работы АВР. 
Необходим ряд условий:
— на подключенном участке не должно быть короткого замыкания.
— должен быть включен вводный выключатель.
— на участке, с которого планируется взять питание, присутствует напряжение.
В качестве измерительного и пускового органа в низковольтных сетях используют магнитные пускатели. А также специально созданные микропроцессорные контроллеры. Схемы автоматического включения резерва необходимы в сетях питания потребителей 1 и 2 категории.
Выключатели нагрузки QS1и QS2 включены. Питание получает контактор КМ, нормально разомкнутые контакт КМ замыкается, а нормально замкнутый контакт КМ размыкается.
В свою очередь нормально разомкнутый контакт КМ15 замыкается, и на щите мы видим горящую зеленую лампочку HLG.
Питание подается на автоматический выключатель QF и к потребителю. При сбое в работе основного ввода прекращается подача напряжения на контактор КМ (QS1 выключается) нормально разомкнутые контакты КМ, КМ15 размыкаются, зеленая лампочка гаснет. В этот момент нормально замкнутые контакты контакты контактора КМ размыкаются.
Затем через автоматический выключатель QF, ток поступает к потребителю, при этом загорается зелёная лампочка HLG.
При отсутствии напряжения на основном источнике катушка контактора КМ остается без питания, все контакты контактора КМ возвращаются в свое первоначальное положение, а к потребителю ток поступает уже через резервный источник L21 и загорается красная лампочка HLR.
Как работают устройства автоматики включения резерва (АВР) в электрических сетях
В статье, описывающей работу устройств АПВ, рассмотрены случаи пропадания электроэнергии по различным причинам и методы ее восстановления автоматикой линий электропередач в том случае, когда причины создания аварийных ситуаций самоустранились и перестали действовать.
Птица, пролетающая между проводами воздушной ЛЭП, может создать короткое замыкание через свои крылья. Это повлечет снятие напряжения с ВЛ отключением от защит силового выключателя на питающей подстанции.
Устройства АПВ через несколько секунд восстановят питание потребителей электроэнергией, а защиты в этот момент уже не отключат его потому, что пораженная током птица успеет упасть на землю.
Однако, если на воздушную ЛЭП от порыва ураганного ветра упадет рядом выросшее дерево, сломав опору, то произойдет длительное короткое замыкание, оборвутся провода, которые исключат быстрое автоматическое восстановление электроснабжения подключенных объектов.
Все потребители этой линии не смогут получать питание до полного окончания ремонтных работ, которые могут растянуться на несколько суток…
Представим, что такое повреждение произошло на линии, которая снабжает электроэнергией районный город с большими производственными мощностями, например, использующими электрические печи в автоматическом режиме для плавки стекла.
С отключением электроэнергии плавильные ванны перестанут работать, а все жидкое стекло затвердеет. В итоге предприятие потерпит огромные материальные убытки, будет поставлено перед необходимостью остановки производства, проведения дорогостоящего ремонта…
Чтобы избежать подобных ситуаций на всех крупных производственных объектах предусматривается источник резервного электропитания, состоящий из дублирующей линии электропередачи от другой подстанции или собственная мощная генераторная установка.
На питание от нее потребуется переходить быстро и надежно. Для этого используются устройства автоматического включения резерва, сокращенно называемые АВР.
Таким образом, рассматриваемая автоматика предназначена для бесперебойного снабжения ответственных потребителей электроэнергией при возникновении серьёзных аварий на основной питающей линии за счет быстрого задействования резервного источника.
Требования, предъявляемые к АВР
Устройства автоматики ввода резервного питания должны срабатывать:
максимально быстро после потери электроэнергии на основной линии;
при любом пропадании напряжения на собственных шинах потребителя без анализа причин возникшей неисправности, если не предусмотрена блокировка запуска от определенного вида защит. Например, дуговая защита шин должна блокировать запуск АВР с целью предотвращения развития возникшей аварии;
с необходимой задержкой при выполнении определенных технологических циклов. Например, во время включения под нагрузку мощных электродвигателей возможна «просадка» напряжения, которая быстро заканчивается;
всегда только однократно, ибо иначе возможно многократное включение на не устраняемое короткое замыкание, способное полностью разрушить сбалансированную электрическую систему.
Естественным требованием, необходимым для надежной работы схемы, является постоянное поддержание ее в исправном состоянии и контроль технических параметров в автоматическом режиме.
Преимущества схемы АВР над параллельным питанием от двух источников
На первый взгляд, для питания ответственных потребителей можно вполне обойтись их одновременным подключением к двум разным линиям, берущих энергию от разных генераторов. Тогда при аварии на одной из ВЛ эта цепочка разорвется, а другая останется в работе и будет осуществлять бесперебойное питание.
Такие схемы уже создавались, но не получили массового практического применения из-за следующих недостатков:
при возникновении коротких замыканий на любой линии токи значительно увеличиваются за счет подпитки энергией от обоих генераторов;
на питающих трансформаторных подстанциях увеличиваются потери мощности;
значительно усложняется схема управления электроснабжением за счет использования алгоритмов, одновременно учитывающих состояние потребителя и двух генераторов, возникновения перетоков мощностей;
сложность реализации защит, взаимосвязанных алгоритмами на трех удаленных концах.
Поэтому питание потребителя от одного основного источника и автоматический переход на резервный генератор при пропадании напряжения считается наиболее перспективным. Время перерыва в энергоснабжении при этом способе может быть менее 1 секунды.
Особенности создания схем АВР
Для работы автоматики может быть заложен один из следующих алгоритмов:
одностороннее питание от рабочей станции с нахождением в горячем резерве дополнительной, вводимой в работу только при пропадании напряжения от основного источника;
возможности двухстороннего использования любого из источников в качестве рабочей станции;
способности схемы АВР автоматически возвращаться на питание от основного источника после восстановления напряжения на шинах входящего выключателя. При этом создается последовательность срабатывания силовых коммутационных устройств, исключающих возможность подключения потребителя в режим параллельного питания от двух источников;
простая схема АВР, исключающая переход на режим восстановления питания от основного источника в автоматическом режиме;
ввод резервного питания должен происходить только в том случае, когда приняты меры подачи напряжения на поврежденный силовой элемент основного питания отключением соответствующего выключателя.
В отличие от автоматики АПВ устройства АВР показывают наибольшую эффективность при пропадании питания, оцениваемую в 90÷95%. За счет этого они широко применяются в системах энергоснабжения промышленных предприятий.
Автоматическое включение резерва применяется для питания линий электропередач, трансформаторов (силовых и собственных нужд), секционных выключателей.
Принципы, заложенные в работу АВР
Для анализа напряжения на линии основного питания используется измерительный орган, состоящий из реле контроля напряжения РКН в комплексе с измерительным трансформатором и его цепями. Высоковольтное напряжение первичной сети, пропорционально преобразованное во вторичную величину 0÷100 вольт, поступает на обмотку контролирующего реле, которое выполняет роль пускового органа.
Настройка уставок реле РКН имеет особенность: требуется учитывать низкий необходимый уровень срабатывания пускового органа, обеспечивающего снижение напряжения до 20÷25% номинальной величины.
Это связано с тем, что при близких коротких замыканиях происходит кратковременное «проседание напряжения», ликвидируемое срабатываниями токовых защит. А пусковые органы РКН необходимо отстраивать от этих процессов. Но при этом нельзя использовать обычные типы реле из-за их неустойчивой работы на начальном пределе шкалы.
Для эксплуатации в пусковых органах АВР используются специальные конструкции реле, исключающие вибрации и дребезг контактов при срабатывании на нижних пределах.
Когда питание оборудования происходит нормально по основной схеме, то реле контроля напряжения просто отслеживает этот режим. Стоит только напряжению исчезнуть, как РКН переключает свои контакты и этим выдает сигнал на электромагнит включения соленоида резервного выключателя для ввода его в работу.
При этом соблюдается определенная последовательность срабатывания силовых элементов первичной схемы, которая заложена в логику управления системы АВР при ее создании и настройке.
Кроме пропадания напряжения на основной линии питания, для полного срабатывания пускового органа АВР обычно необходимо выполнить проверку еще нескольких условий, например:
отсутствие неустраненного КЗ на защищаемой зоне;
включение вводного выключателя;
наличие напряжения на резервной линии питания и некоторые другие.
Все пусковые факторы, введенные для срабатывания АВР, проверяются в алгоритме логики и при соблюдении необходимых условий выдается команда на исполнительный орган с учетом выставленной временно́й уставки.
Примеры выполнения некоторых схем АВР
В зависимости от величины рабочего напряжения системы и сложности конфигурации сети схема АВР может иметь разную структуру, выполняться на постоянном или переменном оперативном токе или обходиться вообще без него за счет использования основного напряжения сети в схемах 0,4 кВ.
АВР высоковольтной линии на постоянном оперативном токе
Кратко рассмотрим логику работы релейной схемы резервирования питания линии с основным источником питания №1.
Если на участке Л-1 произойдет КЗ, то защиты отключат выключатель В-1 и на шинах присоединения пропадет напряжение. Реле минимального напряжения «Н
От его контактов запустятся команды на срабатывание целого ряда реле, выполняющих различные функции контроля и выдачи управляющего сигнала на соленоид включения силового выключателя В-2.
В схеме обеспечивается однократность действия и выдача информации о срабатываниях сигнальными реле.
АВР секционного выключателя на постоянном оперативном токе
Рабочие силовые трансформаторы Т1 и Т2 запитывают свою секцию шин, разъединенных секционным выключателем В-5.
При отключении или выводе из работы любого из этих трансформаторов подача питания на отключенный участок осуществляется коммутацией выключателя В-5. Реле РПВ обеспечивает однократность действия АПВ.
Работа схемы построена на взаимодействии блок-контактов выключателя с подачей + опер тока на обмотки реле РПВ и сигнальные блинкера. Здесь же предусмотрено оперативное ускорение ОУ, вводимое в работу на время выполнения переключений дежурным персоналом.
Принцип формирования логики работы АВР может быть изменен. Например, при эксплуатации схемы с включением дополнительного секционного выключателя, как показано на картинке ниже, потребуются дополнительные пусковые и логические элементы.
АВР секционного выключателя на переменном оперативном токе
Особенности работы автоматики на источниках, использующих энергию от расположенных на подстанции измерительных ТН, можно оценить по следующей схеме.
Здесь контроль напряжения на каждой секции выполняют реле 1РН и 2РН. Их контакты запускают в работу органы отсчета времени 1РВ или 2РВ, которые воздействуют через блок-контакты и обмотки блинкеров на соленоиды силовых выключателей.
Принцип выполнения АВР потребителей сети 0,4 кВ
При создании резервного питания трехфазной сети используют магнитные пускатели КМ1, КМ2 и реле минимального напряжения kV, контролирующее параметры основной линии Л1.
Обмотки пускателей подключены от одноименных фаз своих линий через коммутационные контакты логики к заземленному нулю, а силовые контакты врезаны в шины питания потребителя с обеих сторон.
Контактная система реле напряжения в любом положении подключает в сеть только один какой-то пускатель. При наличии напряжения на линии Л1 kV сработает и своим замыкающим контактом включит обмотку пускателя КМ1, который своей силовой цепью будет запитывать потребителя и подключит свою сигнальную лампочку, одновременно выводя из работы обмотку КМ2.
При пропадании напряжения на Л1 реле kV разрывает цепь питания обмотки пускателя КМ1 и запускает КМ2, выполняющего для линии Л2 те же функции, что и КМ1 для своей цепочки в предыдущем случае.
Силовые рубильники QF1 и QF2 служат для полного снятия напряжения со схемы.
Этот же алгоритм может быть взят за основу для создания питания ответственных потребителей в сети однофазного питания. Просто в нем надо исключить лишние элементы и применить однофазные пускатели.
Особенности современных комплектов АВР
Для объяснения принципов построения алгоритмов автоматики была намеренно использована старая релейная база, позволяющая более доступно понять работающие алгоритмы.
Современные статические и микропроцессорные устройства работают по этим же схемам, но имеют улучшенный вид, меньшие габариты, обладают более удобными настройками и возможностями.
Их создают отдельными блоками или целыми комплектами, собранными в специальных модулях.
Для промышленного использования комплекты АВР выпускают полностью готовыми к использованию комплектами, размещенными в специальных защищенных корпусах.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Секционный выключатель
Включение секционного выключателя В5 при отключении выключателей питающих линий В1 или ВЗ происходит так же, как в схемах АВР, рассмотренных выше. К ТН2 подключено также реле частоты РЧ, с помощью которого предотвращается действие АВР в случае отключения выключателя В4 питающей линии 7 / 2 от действия АЧР. Реле частоты, уставка срабатывания которого на 0 2 — 0 3 Гц превышает уставку срабатывания АЧР на питающей подстанции, срабатывает при понижении частоты в энергосистеме и подает плюс на обмотку промежуточного реле РПЧ. [31]
Шкаф секционного выключателя оборудуется: устройством АВР, контролирующим наличие напряжения на неповрежденной секции и снижение напряжения на отключенной секции до 0 2 — 0 3 [ / н; устройством, обеспечивающим однократность действия АВР; устройством, контролирующим. [32]
На секционных выключателях при наличии специальных защит шин, а также на шиносоединительных нормально включенных выключателях при наличии обходных защиты имеют другое основное назначение: обеспечение в аварийных ситуациях более полноценного ( например, лучшего по чувствительности) удаленного дальнего резервирования путем разрезания ( деления) шин на части ши-носоединительными и секционными выключателями. Часто это достигается совместно с местным дальним резервированием, например защитами от внешних КЗ на трансформаторах, автотрансформаторах, которые, как указывалось в гл. [33]
На секционном выключателе выдержка времени необходима на случай питания отходящих линий от другого трансформатора. Если максимальная защита не обеспечивает необходимой чувствительности к коротким замыканиям в трансформаторе, тогда дополнительно предусматривается поперечная дифференциальная защита. [34]
Йрй отключенном секционном выключателе и включенной на резервную секцию фазируемой линии производится фазировка линии с системой шин. Нулевое показание вольтметра указывает на одноименность фаз линии и системы шин. [36]
На секционном выключателе ВС работает устройство АВР и питание всех потребителей восстанавливается. Если количество подстанций, присоединяемых к линиям по рассматриваемой схеме, превышает 2 — 3, то эксплуатация сети затрудняется, а надежность ее работы снижается. Это связано с большим количеством участков сети, которые могут повреждаться более часто. [38]
На станциях секционные выключатели при нормальной работе, как правило, замкнуты, поскольку генераторы должны работать параллельно. В случае КЗ в зоне сборных шин поврежденная секция отключается автоматически. Остальные секции остаются в работе. Таким образом, секционирование через нормально замкнутые выключатели способствует повышению надежности РУ и электроустановки в целом. Заметим, однако, что в случае замыкания в секционном выключателе отключению подлежат две смежные секции, следовательно, в устройствах с двумя секциями полное отключение не исключено, хотя вероятность его относительно мала. [39]
Если же секционный выключатель не включается, то срабатывает сигнал отказа. [40]
Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР), то с его помощью можно осуществить мгновенное включение в том случае, когда прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [41]
Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР) с помощью пружинно-грузового или электромагнитного привода, то можно осуществить его мгновенное включение на тот случай, если прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [42]
Если же секционный выключатель снабдить устройством для автоматического включения резервного питания ( АВР), то с его помощью можно осуществить мгновенное включение в том случае, если прекратится питание одной из раздельно работающих секций. [43]
Для чего нужен автоматический ввод резерва и как работает АВР
Назначение АВР
Назначение данной системы в электрике схоже с организацией бесперебойного питания. Главная задача автоматического ввода резервного питания — это быстрое восстановление электроснабжения без участия в этом процессе человека. На больших подстанциях всегда имеется два ввода на две, разделённые секционным выключателем, секции распределительного устройства, работающие автономно друг от друга. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) автоматическое подключение резервного питания и снабжение на 2 ввода является обязательной мерой обеспечения электричеством потребителей первой категории.
Простой пример необходимости данной системы можно привести относительно освещения какого-то важного охраняемого участка. То есть при отключении основного ввода система сама включит питание от резервного источника, при этом данный важный участок останется осветлен. Максимум что может возникнуть — это непродолжительное прекращение питания, которое визуально даже отследить тяжело. Это зависит от скорости срабатывания АВР, время включения резерва должно составлять порядка 0,3–0,8 секунд.
Как работает автоматический ввод резервного питания
Принцип действия АВР основан на контроле напряжения в цепи. Это может осуществляться с помощью любых реле напряжения либо цифровых логических блоков защиты. Однако принцип работы всё рано остаётся неизменным. Рассмотрим его на самом простом примере.
Это однолинейная схема, на которой видно, что контроль наличия напряжения осуществляется контактором КМ. Оба автомата QS1 и QS2 должны быть включены, при этом катушка КМ получит питание и будет втянута, а соответственно её замыкающий контакт в цепи основного ввода тоже замкнут и размыкающий контакт в цепи резервного ввода разомкнут. Тем самым электроснабжение потребителя осуществляется от основной сети и светятся соответствующие лампы. В случае неисправности питания по линии L12 и снижения напряжения до величины, когда контактор КМ отключится, произойдёт размыкание замыкающего контакта в основной линии и одновременно с этим контакт в цепи резервного питания линии L22 перейдёт в замкнутое состояние, тем самым подав напряжение к потребителю от резервного источника. Обратная ситуация произойдёт при возобновлении основного электроснабжения по линии L12.
На видео ниже наглядно рассмотрен принцип работы АВР в сетях 6 кВ:
Требования к системе
Основными требованиями, предъявляемыми к системам АВР являются:
Естественно, что простейшая схема на контакторах не сможет реализовать все предъявляемые требования к системе АВР. Для этого в современной электронике применяются логические системы, подающие сигнал на включение резервного источника питания только при соблюдении всех правил и блокировок. Также для дополнительной надёжности даже применяется механическая блокировка.
Классификация АВР и варианты реализации
Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.
В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:
Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.
Особенности работы с бытовыми генераторами
Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:
Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:
Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.
На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:
АВР на аккумуляторах
С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.
Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.
Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.
Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.
Применение логического контроллера
Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.
Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.
Организация АВР в высоковольтных цепях
Для того чтобы выполнить организацию автоматического резервирования в цепях с напряжением больше 1000 Вольт, в качестве элемента, измеряющего и контролирующего сетевую энергию, служит специальный трансформатор напряжения, на вторичной обмотке которого в нормальном режиме работы 100 Вольт. Для связи его с системой АВР используется реле минимального напряжения или же реле контроля фаз. Оно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но и на исчезновение хотя бы одной фазы, например, при обрыве воздушной линии ВЛ. Здесь уже обязательно выполнение всех требований, касающихся правильному вводу АВР, а иногда даже при системе с восстановлением устанавливается выдержка времени на возврат в исходную первоначальную конфигурацию.
Также важно отметить, что в высоковольтных сетях схема автоматики АВР реализуется на электромеханических реле старого образца или современных многофункциональных микропроцессорных терминалах защиты, которые выполняют несколько функций, в том числе и АВР.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:
Теперь вы знаете, что такое автоматический ввод резерва, какие бывают схемы АВР и какой принцип работы у данной системы электроснабжения. Надеемся, предоставленная информация и видео уроки были для вас полезными!
Наверняка вы не знаете: