Методические указания по проведению лабораторных работ по изучению устройств АВР

       Включение рабочего выключателя после восстановления напряжения на рабочем источнике в типовой схеме АВР производится с выдержкой времени, равной 14—15 с (для того чтобы убедиться в полной исправности рабочего источника). Еще через 4—5 с отключается резервный выключатель. Таким образом, примерно через 20 с восстанавливается нормальная схема подстанции.

       3. Действие АВР должно быть  однократным. Однократность обеспечивается: в схемах АВР на переменном оперативном токе использованием энергии предварительно поднятого груза или натянутых пружин в приводах выключателей, или энергии предварительно заряженных конденсаторов, а в схеме АВР на постоянном оперативном токе — применением специального промежуточного реле однократности включения, имеющего небольшое замедление на возврат после снятия напряжения с его катушки [  ]. Выдержка времени при возврате этого реле должна несколько превышать время включения выключателя резервного питания:

       

                                                  (3.8.)

       где  t_в.в. — время включения выключателя резервного источника питания;  t_зап — время   запаса, принимаемое равным 0,3—0,5 с. Однако при необходимости ожидания предварительного срабатывания делительной защиты (автоматики) генераторов, синхронных компенсаторов или двигателей замедление по условию (3.8.);.может оказаться недостаточным, и такая схема АВР выведется из действия раньше, чем сработает делительная защита. Для предотвращения отказа АВР по этой причине следует применять схему АВР с ожиданием (без ограничения времени) снижения напряжения ниже принятого по (3.1.), например схему АВР с реле РПВ-58 или другие специальные схемы [  ].

       4. Для ускорения отключения выключателя  резервного источника питания в случае включения на неустранившееся к. з. должно предусматриваться автоматическое кратковременное ускорение защиты. Это ускорение не допускается производить до 0 с (путем полного исключения выдержки времени) на резервных источниках питания собственных нужд электростанций,   поскольку   при   этом   возможны   неправильные   действия защиты  резервного   источника   из-за   кратковременных бросков пусковых токов или токов при АВР незатормозившихся двигателей. Такие же требования должны быть предъявлены к ускорению защит и на подстанциях, в нагрузке которых преобладают электродвигатели и понижающие трансформаторы (для последних характерны броски намагничивающего тока). Поэтому выдержка времени ускоряемых защит не должна быть менее 0,5 с. Защиты, имеющие время срабатывания не более 1,2 с, допускается не ускорять при действии АВР. В современных типовых схемах предусматривается возможность выполнения выдержки времени в цепи ускорения защит. Выдержка времени 0,5 с позволяет не отстраивать максимальную защиту (по току) от бросков пусковых токов (а только от установившегося значения I_сзп), токов включения незатормозившихся двигателей, бросков намагничивающих токов трансформаторов, на которые подается напряжение в результате действия АВР.

       3.4.2. Основные условия выполнения и расчета сетевых   АВР

       Схемы и уставки сетевых АВР должны отвечать следующим основным требованиям:

       1. Схема сетевого АВР одностороннего действия должна приходить в действие при исчезновении напряжения со стороны основного (рабочего) источника питания при наличии напряжения со стороны резервного. Схема сетевого АВР двустороннего действия должна приходить в действие при исчезновении напряжения со стороны любого  из двух источников питания при наличии  напряжения со стороны другого источника питания (рис. 3.3.).

       Напряжение  срабатывания реле, контролирующих отсутствие напряжения, выбирается по (3.1.).

       Уставка реле, контролирующего наличие напряжения на резервном источнике питания, выбирается по (3.2.), (3.3.).

       2. Действие сетевого АВР на включение при условиях п.1 должно происходить с выдержкой времени, также как и местных АВР, причем время срабатывания реле времени пускового органа выбирается по условиям (3.4.)—(3.6.) и дополнительно по условию ожидания срабатывания делительных защит (автоматики) минимального напряжения, действующих перед АВР (защита на подстанции Г, рис. 3.3.):

       

        ,    (3.9.)

       где t_ДЗН – время    срабатывания реле времени   делительной защиты минимального напряжения,  определяемое по условию ожидания действия АПВ на линии основного (рабочего) питания,

аналогично (3.6.), или АВР в питающей сети ; Dt = 0,6 с при использовании реле времени со шкалами до 9 с, и Dt = 1,5-2 с – со шкалами до 20 с.

Для ускорения  действия сетевых АВР, так же как и местных, допустимо не ждать срабатывания АПВ на питающей (рабочей) линии или АВР в питающей сети. Соответственно настраиваются и делительные защиты, действующие перед данным сетевым АВР. При отсутствии делительной защиты необходимо в схеме АПВ питающей   (рабочей)   линии   предусмотреть   контрольный   орган отсутствия напряжения на линии,  чтобы избежать АПВ  после срабатывания сетевого АВР, особенно если замыкание сети между двумя источниками питания является недопустимым (например, при несинфазных или несинхронных напряжениях этих источников). На схеме рис. 3.3. нет делительной защиты минимального напряжения на подстанции А, поскольку шины этой подстанции надежно   питаются   от   нескольких   источников   («непогасаемые» шины). Поэтому АПВ линии Л2 со стороны этой подстанции должно быть выполнено с контролем отсутствия напряжения на линии, если   имеется   необходимость   ускорить  действие  сетевого  АВР в сторону подстанции Б, не считаясь с условием (3.6.), а замыкание сети между источниками А и Д недопустимо. Контроль отсутствия напряжения можно выполнить только для второго цикла АПВ или для обоих циклов. Соответственно и выполняется при расчете условие (3.6.).

       Для сетевых АВР двустороннего действия могут быть выбраны разные уставки  по времени для работы в разные стороны.

       3. Действие сетевого АВР должно  быть однократным. Имеются различные схемы, обеспечивающие однократность АВР, в том числе широко применяются схемы с использованием реле РПВ-58 или РПВ-258 АПВ линии. Поскольку уставки по времени АПВ (первого цикла) и АВР обычно существенно отличаются друг от друга, рекомендуется выполнить (путем небольшой переделки реле РПВ) автоматическое изменение уставок по времени при переводе режимного ключа АПВ—АВР из одного положения в другое.

       4. Ускорение действия защиты при срабатывании сетевого АВР, так же как и местного, должно осуществляться с t_с.з.≥0,5 с, но при этом дополнительно необходимо обеспечить селективность ускоряемой защиты как с предыдущей (на элементе, где может сохраниться повреждение), так и с последующей (со стороны питающего источника). При АВР двустороннего действия ускоряемая защита, очевидно, должна обладать способностью действовать при направлениях тока к. з. как от шин в линию, так и в обратном направлении, и обладать селективностью со смежными защитами в обоих режимах после АВР. Например, на рис. 3.4. такой защитой является защита на выключателе 3, оборудованном сетевым АВР двустороннего действия. При срабатывании АВР в сторону подстанции Б у этой защиты может шунтироваться элемент направления или автоматически изменяться уставка по времени [  ]. 
 
 
 

       3.5. Стенд для изучения устройств АВР.

       3.5.1. Общие сведения.

       Устройства  автоматического ввода резерва  широко применяются в системах электроснабжения с обеспечением резервного питания от дизельных станций. Для изучения устройств АВР разработан учебный лабораторный стенд, на котором смонтирована действующая модель устройства автоматического включения резервного питания от бензиновой электростанции. На данном лабораторном стенде могут проводиться лабораторные работы по изучению устройств АВР, проводиться проверка  расчетных  данных по выбору уставок времени АВР при пропадании напряжения на первом вводе и при автоматическом восстановлении нормальной схемы электропитания.

       3.5.2. Основные характеристики лабораторного стенда.

       Данный  лабораторный стенд имеет основное питание напряжением 220 В от электросети, и резервное питание от бензиновой электростанции, имеющей регулируемое напряжение 210-230 В и мощность 0,5 кВА. Цепи управления работают на переменном токе напряжением 220 В, цепи сигнализации на переменном токе напряжением 36 В. Для питания цепей сигнализации предусмотрен трансформатор напряжения 380/36 В мощностью 0,063 кВА. В качестве осветительной нагрузки на стенде размещены 4 лампы накаливания мощностью по 100 Вт, каждая лампа имеет свой выключатель, тем самым, позволяя изменять  осветительную нагрузку. В качестве силовой нагрузки используется однофазный асинхронный электродвигатель мощностью 180 Вт, который может включаться независимо от осветительной нагрузки. Контрольно-измерительные приборы стенда включают в себя : однофазный счетчик электроэнергии – для измерения количества электроэнергии, полученной от резервного источника, амперметр – для измерения тока нагрузки, вольтметр – для измерения напряжения основного и резервного питания. Цепь сигнализации включает в себя 3 сигнальных лампы разного цвета и звонок. Сигнальная лампа белого цвета включается при питании цепей нагрузки от электросети, сигнальная лампа красного цвета, включается совместно со звонком и сигнализирует отсутствие питания, сигнальная лампа зеленого цвета включается при питании от резервного источника. Схема управления устройством АВР стенда представлена на рис. 3.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Устройство  АВР на лабораторном стенде выполнено  с помощью двух реле времени KT 1 и KT 2 , двух магнитных пускателей ПМЕ -111, обозначенных KM 1 и KM 2, реле напряжения для переключения цепей сигнализации РПУ-1, обозначенное KV . Реле времени KT1 и KT2 имеют широкий диапазон уставок времени, реле KT 1 – от 1 до 100 с, реле KT 2 – от 0,2 до 60 с.

         Данный лабораторный стенд может  быть модернизирован за счет  электрического пуска электростанции, тогда устройство  АВР будет работать по схеме, приведенной на рис. 3.5.

       

       Рис. 3.5. Логическая схема  работы АВР 

3.5.3. Методические указания по проведению лабораторных работ по изучению устройств АВР

 3.5.3.1. Подготовка  лабораторного стенда к работе.

    Перед проведением работы нужно убедиться  в исправности оборудования, на котором будет проводиться лабораторная работа, произвести внешний осмотр всех соединений. Подключение к электросети и все переключения на стенде должны производиться с разрешения и под наблюдением преподавателя или лаборанта. Порядок подготовки стенда следующий:

1. Убедиться в том, что переключатель SB1 находится в положении «0» (выключено), в противном случае установить его в это положение.
2. Убедиться в том, что автоматический выключатель QF находится в положении «выключено», в противном случае установить его в это положение.
3. Установить переключатель SB2 и выключатели SA1, SA2, SA3,SA4 в положение «выключено».
4. Проверить наличие топлива в топливном баке резервной электростанции.
5. Подготовить бензоагрегат к запуску.

 3.5.3.2. Проведение лабораторной работы

       1.    Установить уставки времени срабатывания на реле времени KT 1 и KT 2.

2.    Подать питание на стенд от электросети.

3.    Включить автоматический выключатель QF, при этом загорится сигнальная лампа HL1 белого цвета, получит питание катушка реле времени KT1 и через интервал времени, установленный на KT1 включаются силовые контакты KM 1:1.

4.     Снять показания с амперметра и вольтметра без нагрузки.

5.     Снять показания при включении силовой нагрузки.

6.     Снять показания при включении осветительной нагрузки.

7.     Отключить автоматический выключатель  QF , обесточив цепи нагрузки.

8.    При появлении звукового и светового сигнала, произвести запуск резервной электростанции.

9.     После подключения электростанции  загорается сигнальная лампа HL3 зеленого цвета.

10.   Снять показания приборов при подключении силовой нагрузки.

11.    Снять показания приборов при  подключении осветительной нагрузки.

12.   Включить автоматический выключатель  QF, восстановив тем самым основное питание.

13.   Произвести отсчет времени восстановления  нормальной схемы электропитания.

По  окончании работы:

1. Установить переключатель SB1 в положение «выключено».
2. Автоматический выключатель QF установить в положение «выключено».
3. Отключить питание стенда от электросети.

 

     В случае модернизации стенда за счет электрического пуска электростанции устраняется  операция ручного запуска электростанции и в этом случае устройство АВР становится полностью автоматическим. В функции персонала в этом случае входит контроль исправности бензоагрегата и электрооборудования устройства АВР.