Методические указания по проведению лабораторных работ по изучению устройств АВР

           4. Для отключения основного источника при исчезновении на нем напряжения, АВР дополняется защитой минимального напряжения. В отличие от АВР на крупных питающих центрах защиту минимального напряжения выполняют с помощью одного реле напряжения, обычно используют реле переменного тока ЭВ-235 или ЭВ-245 (одновременно и как орган времени).

         Данное решение целесообразно по двум  причинам:  объекты сетей 6—10 кВ сельскохозяйственного   назначения не имеют телесигнализации, обслуживаются выездными бригадами, и нарушения в цепях напряжения остаются незамеченными в течение длительного времени; цепи напряжения мало разветвлены и повреждения их редки, что и подтверждается эксплуатацией. Учитывая же объемный характер распределительной сети, сокращение количества релейной аппаратуры получается значительным и, в свою очередь дает большой экономический выигрыш.

       5.  Целесообразно    при   взаимодействии   с другими устройствами  автоматики выбирать очередность действия АВР такой, чтобы обеспечить наименьшее число переключений в сети. Например,   желательно,  чтобы АВР пережидало действие АПВ на питающей линии и работало    лишь в случае    неуспешного   АПВ.    Тогда при успешном   АПВ   схема  сети  остается   неизменной,  рабочей.

       Подобным  образом АВР в сети, то есть установленное в ТП или РП, должно пережидать действие АВР на питающем центре. В этом случае при успешном АВР на питающем центре схема электроснабжения в сети остается прежней и, при восстановлении нормальной схемы не требуется излишних оперативных переключений.

       3.3. Классификация схем  АВР.

       По  характеру взаимодействия АВР можно разделить на местные и сетевые.

       Местным АВР называют устройство, все элементы которого установлены на одной подстанции и действия которого не выходят за пределы этой подстанции. Характерной особенностью построения схемы местного АВР является подача команды на включение выключателя резервного источника питания только с помощью специальных вспомогательных контактов (блок-контактов) выключателя рабочего питания, которые замыкаются при его отключении. Например, секционный выключатель подстанции В (рис.3.1.) включается схемой АВР только после отключения рабочего  выключателя трансформатора Тр1 или Тр2, а выключатель линии Л3 на подстанции Д — только после отключения выключателя

       Рис.3.1. Схема распределительной  сети с устройствами  местных АВР на подстанциях В   (двустороннего   действия)   и Д (одностороннего действия)

Л 4 на этой же подстанции.  Этим исключается возможность подачи напряжения при АВР на короткое замыкание в сети рабочего источника питания.

         Сетевой АВР представляет собой комплекс устройств, в который входят само устройство АВР, а также устройства делительной автоматики, действующие до или после АВР, устройства для автоматического изменения уставок релейной защиты и т. п. Эти устройства расположены в разных точках распределительной сети, как правило, не связаны между собой проводными или высокочастотными каналами, но их действия объединены единством задачи и строго согласованы  между собой    путем     правильного выбора принципов действия .и параметров срабатывания (уставок). В отличие от местного АВР команда на включение нормально отключенного выключателя, оборудованного сетевым АВР, подается самим устройством АВР, а предварительное отключение выключателей рабочего питания в заданных точках сети производится другими устройствами, главным образом делительной автоматикой (рис.3.3). Поскольку выполнение схем и расчет уставок местных и сетевых АВР имеют существенные различия, эти устройства рассматриваются раздельно.

       3.4. Расчет и выбор уставок АВР.

       3.4.1. Основные условия выполнения  и расчета местных АВР. 

         Схемы и уставки местных АВР должны отвечать следующим основным требованиям:

       1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах подстанции по любой из двух причин:

       а. При аварийном, ошибочном или  самопроизвольном отключении выключателя рабочего питания, находящегося на данной подстанции (например, выключателя линии Л4 на подстанции Д - Рис. 3.1.); в этом случае немедленно должен автоматически включаться резервный источник питания (линия ЛЗ на той же подстанции); продолжительность перерыва питания в этих, случаях определяется в основном собственным временем включения резервного включателя, которое составляет 0,4—0,8 с. Такой «быстрый» АBP широко применяется и на электростанциях в системе собственных нужд и на подстанциях, за исключением подстанций с такими электродвигателями, для которых включение в противофазу является опасным.

         б. При исчезновении напряжения  на шинах или на линии, откуда питается рабочий источник; для выполнения этого требования в схеме АВР должен предусматриваться специальный пусковой орган, состоящий из .реле; реагирующих на снижение  напряжения рабочего источника питания, и реле, контролирующего наличие напряжения на резервном источнике питания. На подстанциях с крупными синхронными двигателями для ускорения действия АВР пусковой орган напряжения может дополняться реле понижения частоты или реле разности частот, запускающим АВР при снижения частоты на рабочем источнике; но при сохранении нормальной частоты на резервном, или устройством, реагирующим на скорость снижения частоты.

       Контроль  наличия напряжения на резервном  источнике особенно важен для подстанций; у которых могут одновременно отключаться оба источника питания (подстанция В, рис.3.1.). В таких случаях пусковые органы АВР будут ждать появления напряжения на одном из источников питания без ограничения времени. Контроль частоты резервного источника питания предотвращает излишние срабатывания АВР при авариях, связанных со снижением частоты и работой устройств АЧР.

       Напряжение  срабатывания (замыкания) размыкающих  контактов реле,  реагирующих  на снижение напряжения (минимальных реле), следовало бы выбирать таким образом, чтобы пусковой орган срабатывал только при полном исчезновении напряжения. Однако по условиям термической устойчивости стандартных реле их напряжение срабатывания не должно быть ниже 15 В (реле РН-53/60Д . Наряду с этим выбор очень низкого напряжения срабатывания вызовет замедление действия АВР, поскольку двигатели нагрузки, вращаясь по инерции после отключения питания, могут при определенных условиях поддерживать на шинах достаточно медленно снижающееся напряжение. Поэтому рекомендуется:

       При выполнении пускового органа с помощью реле времени переменного напряжения типа ЭВ-215 — ЭВ-245 [  ] следует отбирать реле, имеющие напряжение срабатывания (отпадания якоря) в пределах, указанных в (3.1.), что не всегда возможно. У трехфазных реле времени типа ЭВ-215к - ЭВ-245к значение этого напряжения не превышает 0,35 U_ном. [  ].

       Напряжение  срабатывания максимального реле напряжения, контролирующего наличие напряжения на резервном источнике, определяется из условия отстройки от минимального рабочего напряжения:

                       (3.2.)

Где U_{раб.мин.} - минимальное рабочее напряжение;  k_н — коэффициент надежности, принимаемый в пределах 1 ,1-1,2; k_в – коэффициент возврата релe, который для реле серии РН-50 равен 1,2 – 1,2 [  ] .Таким образом из выражения (3.2.)

                                                                                           (3.3.)                                           

       Частота   срабатывания   частотного   пускового  органа  АВР принимается в пределах 48— 49 Гц. При установке старых реле понижения частоты типа ИВЧ требуется дополнительное замедление действия пускового органа на 0,3 - 0,5 с во избежание излишнего действия АВР из-за возможного срабатывания реле при снятии с него напряжения. При установке новых реле типа РЧ-1  такое замедление частотного органа не выполняется.

       2.Пуск  схемы местного АВР при снижении  напряжения на шинах ниже принятого  по (3.1.) должен производиться с выдержкой времени для предотвращения излишних действий АВР при к.з. в питающей сети или на отходящих элементах, а для  создания при необходимости определенной последовательности действий устройств противоаварийной автоматики в рассматриваемом узле. Время срабатывания реле времени пускового органа напряжения местного  АВР  (t_{с.р. АВР}) должно выбираться   по   следующим   условиям.

        а. По условию отстройки от времени срабатывания  тех защит, в зоне действия которых к.з. могут вызывать снижения напряжения ниже принятого по (3.1.):                                 

                                                (3.4.)

                                                (3.5.) 

        где t₁ - наибольшее время срабатывания защиты присоединений шин высшего напряжения подстанции (например, защиты линий Л3 или Л4 при выборе уставок АВР 2 в схеме на рис. 3.2.); t₂ - то же для присоединений шин, где установлен АВР (для АВР 2 – линий Л5, Л6 или трансформаторов, рис. 3.2.); Dt – ступень селективности, принимаемая

равной 0,6 с при использовании  реле времени  АВР типа ЭВ со шкалой до 9 с и равной 1,5 – 2 с – со шкалой 20 с.

       б. По условию согласования действий АВР  с другими устройствами противоаварийной автоматики узла (АПВ, АВР, делительной автоматикой). Например, для устройства АВР 1 (рис.3.2) с целью ожидания срабатывания двух циклов АПВ Л1(2):

       где t_с.з. — время действия той ступени защиты линии Л1 (2), которая надежно защищает всю линию; t'_c.з. — время действия защиты Л1 (2), ускоряемой после АПВ; t_1АПВ, t_2АПВ — уставки по времени первого и второго циклов двукратного АПВ линии Л1 (2); 2,5 3,5 с в зависимости от типов выключателей, реле времени в схемах защит, АПВ, АВР [  ].

       Для устройства АВР2 (рис. 3.2.) с целью ожидания срабатывания АВР1, расположенного ближе к источникам питания,

       где t_зап≈ 2-3 с в зависимости от типов выключателей и реле времени в схемах АВР1 и АВР2 [  ].

       Поскольку условия (3.6.) и (3.7.) в ряде случаев могут приводить к значительной задержке восстановления электроснабжения, особенно при ожидании срабатывания второго цикла двукратного АПВ на питающей линии (до 20 с), в целях ускорения действия местных АВР можно не ждать успешного срабатывания второго, а иногда и первого циклов АПВ питающей (рабочей) линии. При этом выбирают t_с.р.АВР только по условиям (3.4.) и (3.5.). Однако в этих случаях в схемах АВР должна предусматриваться возможность автоматического возврата к нормальной первичной схеме предаварийного режима после восстановления нормального напряжения  со  стороны  рабочего  источника  питания   (такие схемы, называемые АВР с автоматическим возвратом, широко применяются [  ]. Переход от одной схемы к другой может производиться с кратковременным замыканием сети между рабочим и резервным источниками питания (А и Б, рис. 3.2.), то есть без погашения потребителей,  или, если такое замыкание недопустимо, то с кратковременным погашением — от момента отключения резервного   питания  (например,   секционного  выключателя,   рис.3.2.) до включения выключателя рабочего питания.  Недопустимость даже кратковременного замыкания сети между рабочим и резервным источниками может быть вызвана их несинфазностью (например, при разных группах соединения обмоток рабочего и резервного питающих трансформаторов), отсутствием синхронизма (например, из-за принадлежности к разным, не связанным или слабо связанным между собой энергосистемам) и т. п.