Автоматическое повторное включение

3.1. Автоматическое повторное включение

Автоматическое повторное включение вслед за аварийным отключением позволяет быстро восстановить нормальную работу электроустановок, значительно сокращая их простои, недоотпуск электроэнергии и ущерб от перерывов электроснабжения.

АПВ, после которого электроснабжение потребителей восстанавливается, называется успешным. Если причина повреждения не устраняется (устойчивое к.з.), то после АПВ защита срабатывает вторично и обеспечивает отключение поврежденного участка без последующего АПВ. Такое АПВ называется неуспешным. Кроме указанного однократного, возможно так же двукратное. В этом случае после неуспешного АПВ оно повторяется еще один раз.

На рис. 11 приведен график цикла двукратного АПВ. При возникновении тока к.з. Iк выключатель под действием защиты отключается через время t1. После первой бестоковой паузы tАПВ1

Выключатель выключается повторно. Если причина к.з. устранена (успешное АПВ), то выключатель остается включенным (обозначено пунктиром); если АПВ не успешное, выключатель отключается вторично через время t2. после второй бестоковой паузы tАПВ2, выключатель включается второй раз. При успешном втором АПВ выключатель остается включенным, а при неуспешном – через время t3 в третий раз и окончательно отключится.

Устройство автоматического повторного включения линий 0,38 кВ (АПВ – 0,38)

АПВ – 0,38 предназначено для установки на ТП – 10/ 0,38 кВ с автоматическими выключателями А- 3700, имеющими электромагнитный привод. Оно выполнено в виде приставки к автоматическому выключателю и позволяет получить однократное АПВ аварийно отключающихся выключателей линий электропередачи напряжением 0,38 кВ отходящих от комплектных ТП КТП 10/0,38 кВ.

Устройство АПВ – 0,38 кВ может применяться во всех отраслях, располагающих протяженными распределительными линиями электропередачи 0,38 кВ. Устройство АПВ- 0,38 кВ является одним из резервов повышения надежности электроснабжения с/х и других потребителей и снижение ущерба из-за недоотпуска электроэнергии.

Устройство АПВ – 0,38 выполнено на полупроводниковых элементах с применением одного электромеханического реле. Пуск устройства происходит при всех видах аварийного отключения автоматического выключателя. Устройство АПВ – 0,38 кВ содержит пусковое устройство, элемент выдержки и исполнительный орган, имеющий самоудержание.

Пусковым устройством служат вспомогательные контакты SF автоматического выключателя А 3700. При оперативном дистанционном включении автоматического выключателя переключаются вспомогательные контакты привода:

SQ 1.1 размыкаются, а SQ1.2 замыкаются и переключаются вспомогательные контакты выключателя; SF 1.1 и SF1.2 размыкаются, а SF 1.3 замыкаются и по цепочке диод VD1, резисторы R1, R4 происходит заряд конденсатора С1 до амплитудного значения напряжения питания. В результате заряда конденсатора устройство АПВ – 0,38 кВ подготовлено к работе.

При автоматическом отключении выключателя релейной защитой его выключательные контакты переключаются:

SF 1.1 и SF1.2 замыкаются и SF 1.3 размыкаются. Так как привод выключателя находится в положении «выключено» и его вспомогательный контакт SQ1.2 замкнут, то через вспомогательные контакты SF 1.1 и SF1.2 на электромагнит привода подается питание, и привод автоматически возвращается в положение «отключено», при этом вспомогательные контакты привода переключаются: SF 1.1 замыкается, а SQ1.2 размыкается.

Замыкание вспомогательного контакта SF 1.2 выключателя вызывает разряд накопительного конденсатора С1 по цепи С1, R4, R3 (R5, R6), С2. Элемент цепочки R3 (R5, R6), С2, VD2 в зависимости от положения перемычки, определяющей установку выдержки времени срабатывания.

Напряжение на конденсаторе С2 постепенно повышается и когда достигнет напряжения пробоя динистора VD2, последний открывается. В этот момент конденсаторы С1 С2 одновременно начинают разряжаться на исполнительный орган устройства- реле К1. Реле К1 срабатывает и своими контактами 31-34, 41-44 замыкает цепь электромагнита привода, что вызывает выключение выключателя. Период времени, в течении которого происходит заряд конденсатора С2 до значения напряжения отпирания динистра VD2 определяет паузу автоматического повторного включения. Это время выбирается из условия подготовки привода к включению и обеспечению дионизации дуги в месте повреждения.

При оперативном отключении выключателя кнопкой «отключено» SB1. 2 на кнопочном пульте конденсатора С1 шунтируется, что вызывает быстрый разряд конденсатора С1 и запрет АПВ.

Устройство автоматического повторного включения (АПВ – 10) обеспечивающее двукратность действия

Схема показана на чертеже 5. Положение контактов соответствует включенному выключателю и подготовленному приводу.

При включении выключателя замыкается контакт SQА. После окончания подготовки привода замыкается контакт SQУ и размыкается SQМ.

При включении выключателя замыкается контакт SQ. После окончания подготовки привода замыкается контакт SQУ и размыкается SQМ. При установке отключающего устройства SX2 в положении 1.2 (ввод устройства АПВ двукратного действия) заряжается конденсатор С1, обеспечивающий однократность второго цикла АПВ. Таким образом, при включенном выключателе готова к работе схема АПВ двукратного действия. При отключении выключателя релейной защитой замыкается вспомогательный контакт SQС и происходит пуск реле времени КТ по цепи SX1 – KL1 – SQA – SQC. Временно замыкающий контакт этого реле КТ1(типа ЭВ – 238) замыкает цепь электромагнитного включения YАС, выключатель. При этом размыкается контакт SQY и замыкается контакт SQM. Таким образом,происходит действие АПВ в первом цикле.

 При неуспешном АПВ первого цикла (выключатель в отключенном положении) вновь начинает работать реле времени КТ, замыкается временно замыкающий контакт КТ1, однако цепь включения разорвана контактом SQY, и выключатель не включается. Вместе с тем реле времени КТ продолжает работать и замыкает свой упорный контакт КТ2. Через замкнутые контакты КТ2 и SQC предварительно заряженный конденсатор С1, расположенный в комплексе АКS, замыкается на катушку промежуточного реле KL и за счет энергии запасенной конденсаторе С1 реле KL срабатывает и самоудерживается через замыкающий контакт KL2.Через замкнувшейся контакт KL4,создающий при неуспешном первом цикле АПВ (выключатель отключен) единственную цепь для работы двигателя подготовки привода, действует АВМ и приводит однократный завод пружин. Пока идет подготовка привода и вспомогательный контакт SQY разомкнут, заряда конденсатора С1 не происходит. Контакт КL 3 снимает оставшийся заряд конденсатора С1 для исключения повторного срабатывания промежуточного реле КL при неуспешном АПВ второго цикла.

Реле времени КТ возвращается в исходное положение, как только в цепи его катушки размыкается контакт КL1. Для обеспечения работы контакта КL1 в схеме установлен контур из конденсатора С2 и резистора R3.

После окончания подготовки привода замыкается контакт SQY и размыкается контакт SQМ. Последний разрывает цепь самоудерживания реле КL и оно возвращается в исходное положение. Через замкнувшийся контакт КL1 вновь начинает работать реле времени КТ по цепи SX1 – KL1 – SQA – SQC и после замыкания контакта КТ1 происходит АПВ второго цикла.

При неуспешном АПВ второго цикла вновь замыкается SQC, запускается реле времени КТ, замыкается конечный контакт КТ2, но реле КL не может сработать, так как конденсатор С1 не заряжен. Этим и обеспечивается однократность подготовки привода в схеме АПВ двукратного действия.

При успешном АПВ второго цикла через вспомогательный контакт SQ запускается двигатель подготовки привода АМР, после окончания подготовки привода замыкается контакт – SQY и происходит заряд конденсатора С1, по окончанию которого схема АПВ двукратного действия вновь готова к действию.

Сигнализация работы устройства АПВ в этой схеме выполняется с помощью сигнального реле, которое запускается мгновенным контактом реле времени КТ. Отсутствие счетчика отключений является недостатком схемы. Выдержка времени (установка на замыкание контакта КТ1, определяющая время действия первого цикла АПВ (tАПВ1) принимаем в пределах 2- 5с. Выдержка времени второго цикла складывается из трех значений:

tАПВ1 = t КТ1 - времени замыкания временного замыкающего контакта реле КТ, t КТ2 - времени замыкания упорного контакта реле КТ и t ГП - времени готовности привода.

По условию работы выключателя, учитывая возможность отключения им третьего К3 при неуспешном втором цикле АПВ, необходимо подобрать значение t КТ2 таким образом, чтобы обеспечить время действия второго цикла АПВ порядка 10 – 20 с.

Расчет установок устройства АПВ

Основными параметрами устройств АПВ, обеспечивающими их правильную работу, является выдержка времени на повторное включение выключателя (время срабатывания) и время автоматического возврата схемы АПВ в исходное положение (деблокировка устройств АПВ).

Время срабатывания устройства АПВ – 10 t АПВ I цикла выбирается по двум значениям:

1)  по условию деномизации среды время от момента отключения линии до момента повторного включения и подачи напряжения должно определяться по выражению:

t АПВ Iц  t д + tзап (27)

где t д - время денолминации;

t tзап - время запаса для сетей 6 – 35 кВ t д – составляет 0,2 с, время запаса tзап = 0,4 – 0,5с t АПВ Iц = 3с  0,2 + 0,5 = 0,7 с

2) по условию готовности привода выключателя t ГП к повторному включению после отключения.

t АПВ Iц  t гп + tзап

где t гп = 0,5 с

tзап = 0,3 – 0,5 с

t АПВ Iц = 3 с  0,5 + 0,5 = 1

Второй цикл должен происходить спустя 10 с. после вторичного отключения выключателя. Такая большая выдержка времени АПВ во втором цикле диктуется необходимостью подготовки выключателя к отключению третьего К3 в случае включения на устойчивое повреждение. За это время из гасительной камеры удаляются разложившиеся и обугленные частицы. Камера вновь заполняется маслом и отключающая способность выключателя восстанавливается. Время автоматического возврата

t АПВ II ц = t АПВ Iц + t вкл + tзащ + t откл + tзап

где tзащ - наибольшая выдержка защиты,

t откл – время отключения выключателя,

t вкл – наибольшее время включения выключателя,

tзап = 3 с (для пружинного привода)

t АПВ II ц = 3 + 0,5 + 1+ 0,5+ 3 = 8 с

Время срабатывания двукратного АПВ tср = 18 с

3.2 Автоматическое включение резервного питания (АПР)

В случае устойчивого повреждения на линии и других элементах сети, такой элемент отключается и для восстановления электроснабжения потребителей необходимо включение резервного питания – трансформатора или резервной питающей линии. Такой резерв вводится автоматическим устройствами АВР.

Принимаем АВР двустороннего действия, по характеру взаимодействия – местные. К местным АВР относятся устройства, пусковой орган которых действует на отключение рабочего ввода, а затем на включение резервного ввода.

К устройствам АВР предъявляются следующие требования:

1.  АВР должно обеспечиваться при прекращение электроснабжения от основного (рабочего) источника по любой причине и при наличии напряжения на резервном источнике питания, включение резервного источника допускается только после отключения рабочего;

2.  АВР должно быть однократным;

3.  АВР должно осуществляться с возможно минимальной продолжительностью действия;

4.  в схеме АВР должен быть предусмотрен контроль исправности включения резервного оборудования.

Время срабатывания пускового органа устройства АВР(tсрАВР)выбираем по следующему условию: по согласованию действия АВР с другими устройствами автоматики – АПВ линии, по которой осуществляется подача энергии от основного источника питания.

t ср АВР t сзл + t АПВ,л + tзап

где t сзл - наибольшее время защиты линии

t сзл = 1 с

t АПВ,л – время цикла неуспешного АПВ

t АПВ,л Iц = 3с ; t АПВ,л IIц = 10 с

tзап - запас времени, tзап - 3 с

t ср АВР - выбираем 19 с

Делаем проверку:

19  2+ 13 + 3 = 18 с

Устройство АВР напряжение до 1000 В для ответственных электроприемников.

Устройство АВР, серийно выпускается в виде шкафов управления, содержат два контактора КМ1 и КМ2 и реле напряжения, обеспечивают подключение электроприемника ЭП к основному источнику питания ИП1, а в случае его отказа- к резервному источнику ИП2.

Для улучшения надежности и контроля качества напряжения, используют по два реле напряжения на каждом вводе. Реле КV1 и КV2 типа ЕЛ – 10 позволяют контролировать последовательность чередования фаз и значительные отклонения напряжения (более 23 %) от номинального значения, а реле КV3 и КV4 типа РН – 54 срабатывают при понижении напряжения на 15 %.

Реле КV4 включается через контакты реле КV2 для задержки его срабатывания в случае одновременного восстановления напряжения на обоих источниках питания после их отключения для предотвращения подачи сигналов на включение сразу двух контакторов КМ 1 и КМ 2.

Схема устройства АВР использует двухпозиционное реле управления К, позволяющее дистанционно выбрать любой из источников питания в качестве основного. Подключение электроприемника к нему осуществляется в этом случае через 20- 100 с после устойчивого восстановления качества напряжения на выбранном источнике.

Схема работает следующим образом: допустим, включен контакт Км1, а необходимо в качестве основного источника питания использовать ИП1. нажав кнопочный выключатель SB1, переводим контакты К в положение, изображенное на схеме. Если качество напряжения ИП1 лежит в допустимых пределах, то реле KV1 и KV3 включает промежуточное реле KL1,которое в свою очередь включит реле времени КТ. Последнее с заданной выдержкой времени разорвет свои контакты КТ2 в цепи обмотки контактора КМ2, котрое отключаясь размыкающими блок- контактами КМ2: 1 подает напряжение на обмотку КМ1. При недопустимом ухудшении качества напряжения на ИП1 посредством реле напряжение отключается реле КL 1, за ним контактор КМ1, который блокконтактами КМ1:2 подает питание на обмотку КМ2 через контакторы КL 2: 3 и КТ2. Одновременно подается напряжение на звуковую сигнализацию аварийного переключения контакторов устройства АВР.

При восстановлении напряжения на основном вводе вновь подается напряжение на реле времени, которое и переключит контакторы с выдержкой времени.

При наличии только одного работоспособного источника питание электроприёмник подключается к нему без выдержки времени. При неисправном ИП 2 АВР подключает ЭП и ИП 1, даже если напряжение на нем будет понижено (контакты КV3 шунтируются контактами КL: 1). Это сделано с целью сохранения работоспособности ЭП.

В этой схеме предусмотрено световая сигнализация включенного состояния контакторов. Автомат F1 и F2 служат для защиты цепей управления от короткого замыкания и перевода контакторов с автоматического режима управления на ручной. При отключении одного из выключателей, отключается соответствующий ему контактор и устройство АВР перестает функционировать.

Регулируемые резисторы R2, R3 в нормальном режиме, зашунтированные выключателями SА1, SА2, служат для облегчения контроля работоспособности чувствительных элементов устройства АВР в процессе эксплуатации.

Устройство АВР двухстороннего действия для 3ТП 10/ 0,4 кВ на выключателях с пружинными проводами.

Схема применяется на 3 ТП – 10, которые выполняют функции пункта АВР в сети 10 кВ. Положение контактов в схеме АВР соответствует включенному положению выключателя рабочего ввода QW2, отключенному положению резервирующего выключателя Q3

(находящегося в режиме двухстороннего АВР), на шинах управления схемы напряжение сети со стороны подстанции 35 / 10 I – секция шин 10 кВ.

Напряжение на 3ТП исчезает в случае отключения выключателя Q1, срабатывает устройство делительной защиты ДМ3 [устройство делительной защиты минимального напряжения, используемое здесь в качестве пускового органа напряжения; основными элементами ДМ3 является реле минимального напряжения и реле времени, работающие при снижении или полном исчезновении контролируемого напряжения и замыкающее свой контакт в цепи отключения рабочего выключателя QW2 с заданной выдержкой времени (в пределах от 10 до 90 с)], реле промежуточное KL2 типа РП – 256, которое с некоторым замедление переключает шинки управления на трансформатор напряжения TVл резервные шины от подстанции 35 / 10 кВ II секция шин 10 кВ.

Замыкается контакт KL2: 5 в цепи реле времени КТ, контакты реле КV3 и КV4 замкнуты при наличии напряжения на резервной линии. Через заданное время срабатывает делительная защита и отключает выключатель нагрузки QW2 в бестоковую паузу, потом срабатывает реле времени КТ подключая электромагнит включения УАС3 выключателя Q3.

Если прекращается питание со стороны подстанции 35 /10 кВ вторая секция шин 10 кВ, то теряют питание реле КV3 и КV4, замыкая свои контакты в цепи реле КV1, которое срабатывает в том случае, когда имеется напряжение со стороны подстанции 35 /10 кВ I секция шин 10 кВ. При замыкании контакта КV1 начинает работать реле времени КТ, через заданное время срабатывает электромагнит включения УАС3 выключателя Q3. Теперь электроснабжение осуществляется в сторону подстанции 35 / 10 кВ II секция шин 10 кВ.