АВР (назначение, требования, схема АВР, уставки АВР)

Электроснабжение потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением к другому источнику питания с помощью устройства автоматического включения резервного источника (УАВР). Применяются различные схемы УАВР, но все они должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать при прекращении питания потребителей по любой причине и наличии нормального напряжения на другом, резервном для данных потребителей источнике питания. Признаком прекращения питания является исчезновение напряжения на шинах потребителей, поэтому воздействующей величиной УАВР обычно является напряжение. При снижении напряжения до определенного значения УАВР приходит в действие.

2. Иметь минимально возможной время срабатывания t_АВР1. Это необходимо для сокращения продолжительности перерыва питания потребителей и обеспечения самозапуска электродвигателей. При выборе выдержки времени необходимо согласовывать действие УАВР с действием УАПВ и с действием других УАВР, расположенных ближе к рабочему источнику питания.

3. Обладать однократностью действия, что необходимо для предотвращения многократного включения резервного источника на устойчивое КЗ.

4. Обеспечивать вместе с защитой быстрое отключения резервного источника питания и его потребителей от поврежденной резервируемой секции шин и тем самым сохранять их нормальную работу.

5. Не допускать опасных несинхронных включений синхронных электродвигателей и перегрузок оборудования.

6. Разрешать возможно более полное автоматическое восстановление схемы доаварийного режима после успешного действия.

Схемы УАВР различаются в основном их пусковыми органами. При этом в качестве воздействующих величин могут быть: значение напряжения на контролируемой секции шин, частота этого напряжения, угол между векторами напряжения рабочего и резервного источников питания и некоторые другие электрические величины. В качестве примера рассмотрим УАВР с минимальным пусковым органом напряжения на секционном выключателе сети. В схеме шины секционированы; секционный выключатель Q5 отключен. Схему УАВР можно выполнить так, что устройство будет действовать на включение СВ Q5 при отключении любого источника питания и исчезновении напряжения на любой секции шин. Но прежде чем включить выключательQ5, УАВР должно
отключить выключатель Q2 или Q4, если он остался включенным при исчезновении напряжения на соответствующей секции шин. Для этой цели в схему УАВР вводят пусковой орган, в котором обычно применяют минимальные реле напряжения. Минимальный пусковой орган не должен срабатывать при понижениях напряжения на шинах, н-р секции 1, до U_ост.к., вызванных КЗ в точках К₁-К₃ (за элементами с сосредоточенными параметрами). Эти повреждения обычно отключаются с выдержкой времени третьей ступени . Характер изменения напряжения на шинах секции 1 и напряжение срабатывания показаны на рис. 10.12,в.

где k_отс = 1,1 – 1,2.

При КЗ в точках К₄ – К₆ УАВР тоже не должно срабатывать. В этих случаях напряжение на шинах секции 1 может снизиться до нуля (рис.10.12.б) и минимальные реле напряжения срабатывают. КЗ в точках К₄ – К₆ликвидируются быстродействующими защитами с выдержкой времени . После отключения поврежденного элемента напряжение на шинах секции 1 начинает восстанавливаться и осуществляется самозапуск электродвигателей. Для того, чтобы исключить действие УАВР, в этом случае необходимо соответствующим образом выбрать выдержку времени t_АВР1 и обеспечить возврат минимальных реле напряжения в исходное состояние при напряжениях, не больших значения U_{отс.сзп}. Это второе условие выбора напряжения срабатывания

где k_в = 1,25 – коэффициент возврата.

Принимается меньшее значение напряжения срабатывания, полученное из выражений [1] и [2]. В расчетах часто принимают

При этом выдержка времени t_АВР1должна быть больше времени . Обычно в расчетах принимают наибольшую выдержку времени защит присоединений, отходящих от шин источника питания ИП1 и от шин секции 1, т.е.

Для предотвращения ложных действий УАВР имеется ряд способов, н-р в пусковом органе вместе с минимальным реле напряжения используют минимальное реле тока, включенное на ток питающей линии Л1. Ток срабатывания реле отстраивается от минимального рабочего тока I_рабmin питающей линии по условию

где k_отс = 1,5.

В этом случае выдержка времени t_АВР1, определяемая из условия [3], согласуется только с защитой, действующей при КЗ в точке К6. При минимальном рабочем напряжении U_{раб min} реле должно находиться в состоянии после срабатывания, разрешая действие пускового органа УАВР. Это обеспечивается выбором его напряжения срабатывания по условию

где k_отс = 1,5…1,7 – коэффициент отстройки; k_в = 0,8 – коэффициент возврата.

В расчетах обычно принимают

Требование однократности действия УАВР удовлетворяется, если принять продолжительность воздействия на включение выключателя Q5: t_АВР2 = t_в.в+ t_зап

где t_в.в – время включения выключателя Q5; t_зап = 0,3…0,5 с.

Релейно-контактные устройства АВР на переменном оперативном токе обычно применяются в установках с выключателями, оборудованными грузовыми или пружинными приводами, имеющими различные вспомогательные контакты. На рис.10.13 показана подстанция, получающая питание от рабочего источника. Выключатель Q1 включен, а выключатель Q2 резервного источника отключен. В качестве пускового органа УАВР применено вторичное реле напряжения KVT прямого действия РНВ (рис.10.13.б). Оно срабатывает при исчезновении напряжения на шинах подстанции и отключает выключатель Q1 с заданной выдержкой времени. Вспомогательный контакт выключателя Q1.1замыкает цепь электромагнита включения YAC2 выключателя Q2, который включается лишь при наличии напряжения от резервного источника, электромагнит подключается к трансформатору TV2(рис.10.13.в)

Релейно-контактные устройства АВР на постоянном оперативном токе применяют в установках, имеющих выключатели с электромагнитными приводами, электромагниты отключения и тем более электромагниты включения которых потребляют сравнительно большие мощности. При этом схемы релейной защиты и схемы автоматики выполняют на постоянном или выпрямленном оперативном токе с использованием блоков питания и мощных выпрямительных устройств (рис.10.14.). Пусковой орган УАВР содержит минимальные реле напряжения KV1, KV3 и максимальное реле напряжения KV2 (рис 10.14.а). Выдержку времени t_АВР1создает реле времени KT (рис 10.14.б). Однократность действия обеспечивается промежуточным реле KLT, имеющим при возврате выдержку времени t_АВР2. В нормально режиме выключатель Q1 включен, а выключатель Q2 отключен. На шинах и на линии Л2 имеется напряжение. Контакты минимальных реле напряжения KV1 и KV3 разомкнуты, а контакт максимального реле напряжения KV2 замкнут. Вспомогательные контакты Q1.1 иQ1.2 выключателя Q1 замкнуты, а вспомогательный контакт Q1.3 разомкнут. При этом реле KLT находится в возбужденном состоянии и его контакты KLT.1 и KLT.2 замкнуты. Вспомогательный контакт Q2.1 выключателя Q2 замкнут; цепь электромагнита
включения УАС2 подготовлена.