В распределительных сетях основными видами сетевой автоматики являются автоматическое повторное включение и автоматическое включение резерва. При использовании двукратного АПВ с оптимальными выдержками времени бестоковых пауз первого и второго циклов число аварийных отключений линий 6—10 кВ сокращается на 50—70 %. Автоматическое включение резерва позволяет многократно повысить надежность электроснабжения потребителей, питающихся от секционированных линий, поэтому его применение является типовым в схемах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.
Учитывая, что в настоящее время проектируемые линии 10 кВ по пропускной способности не имеют возможности обеспечивать резервным питанием всех потребителей, подключенных к резервируемой линии, на которой по тем или иным причинам исчезло напряжение, в схемах автоматики обязательно предусматривается устройство делительной автоматики (делительной защиты), которое при исчезновении напряжения с определенной выдержкой времени отключает или пункт секционирования обесточнвщейся линии, или ее головной выключатель при исчезновении напряжения на подстанции. Иначе говоря, устройство делительной защиты делит сеть на границе зоны резервирования па резервируемую и нерезервируемые части при срабатывании АВР.
Устройство двукратного автоматического повторного включения типа АПВ-2П предназначено для двукратного автоматического повторного включения выключателей 6—35 кВ, работающих с приводами прямого и косвенного действия. Выполнено в виде одного блока и может размещаться на релейной панели шкафов комплектных распределительных устройств наружной и внутренней установки на подстанциях 35—110 кВ. Электрическая принципиальная схема приведена па рис. 10.
Реле АПВ-2П включает два элемента времени, диодный логический элемент МЛН, пороговый элемент, транзисторный усилитель и исполнительное реле. Входные и выходные цепи реле подключаются к вспомогательным контактам выключателя.
При отключении выключателем линии электропередачи, например при срабатывании релейной защиты, замыкается его вспомогательный контакт; при этом запускаются два элемента времени реле АПВ-2П. По истечении установленного времени первого цикла АПВ срабатывает первый элемент времени. Выходной сигнал через логический элемент ИЛИ, пороговый элемент и усилитель подается на выходное реле, при срабатывании которого сигнал поступает на электромагнит включения выключателя.
В случае повторного отключения линии электропередачи (неуспешного первого цикла АПВ) после подготовки привода к операции «Включение» запускается второй элемент времени, и начинается отсчет времени действия второго цикла АПВ. Причем первый элемент времени не запускается, так как в течение времени действия релейной защиты он не успевает подготовиться к повторному запуску. По истечении установленного времени второго цикла АПВ срабатывает выходное реле, которое снова действует на электромагнит включения выключателя.
Рис. 10. Электрическая принципиальная схема устройства автоматического повторного включения типа АПВ-2П
При неуспешном втором цикле АПВ выключатель отключается, но запуск элементов времени реле АПВ-2П не происходит (они не успевают подготовиться к работе).
В отличие от аналогичных это устройство имеет: возможность выполнения двукратного АПВ с регулируемой выдержкой времени бестоковой паузы каждого цикла; малую энергоемкость накопительных конденсаторов, стабильность выдержек времени бестоковых пауз АПВ, универсальность; возможность применения с приводами и выключателями любых типов, возможность выполнения сигнализации на питающую подстанцию об отключении сетевых секционирующих выключателей, оборудованных устройством АПВ, на основе информации, которую несут броски тока короткого замыкания и длительности бестоковых пауз АПВ при повреждениях за секционирующими выключателями.
АПВ-2П
Устройство делительной защиты сетей 10 кВ с сетевым резервированием типа ДМЗ предназначено для применения в распределительных сетях 10 кВ сельскохозяйственного назначения, оборудованных устройствами автоматического включения резерва.
Делительная защита сетей 10 кВ с сетевым резервированием (ДМЗ) предназначена для отключения резервируемой линии 10 кВ или ее участка от источника основного питания перед включением выключателя, который осуществляет автоматическое включение сетевого резерва, а также для выполнения функций устройства АВР.
Устройство реагирует на одновременное снижение напряжения во всех трех фазах сети при подведении к нему трехфазной системы напряжения или снижение напряжения в одной фазе при подведении одного из междуфазных напряжений. Схема устройства показана на рис. 11.
Устройство состоит из двух блоков: релейного (БР) и блока трансформаторов (БТ). Релейный блок содержит два трансформатора напряжения, два измерительных органа минимального напряжения, реле времени, а блок трансформаторов — два трансформатора напряжения, обеспечивающих возможность контроля напряжения трехфазной сети 100, 220, 380 В, и промежуточное реле.
Рис. 11. Устройство ДМЗ:
а —входные цепи и минимальное реле напряжения; б — реле времени
Устройство ДМЗ может использоваться в качестве:
По условиям эксплуатации устройство может устанавливаться в ячейках КРУ и КРУН отходящих линий I 10 кВ подстанций НО—35/10 кВ, а также на распределительных пунктах, пунктах секционирования и АВР I в сетях 10 кВ.
Комплект автоматики для системы плавки гололеда типа АПГ-6/10 предназначен для автоматизации процесса плавки гололеда на линиях 6—10 кВ токами короткого замыкания на номинальном напряжении и обеспечивает дистанционное управление закорачивающим выключателем, подключенным к линии в расчетной точке с питающей подстанции, а также при необходимости может обеспечивать автоматический вывод защит линии на время плавки.
Комплект автоматики, выполненный с использованием электромагнитных реле и блока конденсаторов типа БК-402, работает на принципе расшифровки фиксированной по длительности бестоковой паузы на линии. Состоит из двух полукомплектов: подстанционного АП-П и пункта закорачивания АП-ПЗ. Схема комплекта приведена на рис. 12.
Подстанционный полукомплект АП-П — переносной, навесного типа. Подключается он к цепям управления выключателя через штыревой разъем. Черная кнопка на полукомплекте — «Начало плавки», красная — «Окончание плавки».
Рис. 12. Схема блока автоматики плавки гололеда пункта закорачивания (АП-ПЗ)
На время плавки полукомплект АП-П устанавливается в релейном отсеке выключателя, через который питается линия, а полукомплект АП-ПЗ размещается стационарно в релейном отсеке закорачивающего выключателя на пункте закорачивания.
Использование комплекта автоматики позволяет повысить оперативность проведения процесса плавки гололеда, снизить материальные и трудовые затраты, повысить безопасность и культуру эксплуатации воздушных сетей напряжением 6—10 кВ.
Комплектное устройство автоматического включения резерва АВР-10 предназначено для автоматического включения резерва источника питания при отключении основного (рабочего) источника. Установка АВР-10 предполагается в ячейках пунктов АВР секционированной сети 10 кВ для выполнения сетевого АВР, а также в ячейках секционного выключателя 10 кВ на подстанции для выполнения местного АВР при условии наличия контроля напряжения с двух сторон.
Устройство АВР-10 может применяться во всех отраслях, располагающих протяженными распределительными линиями электропередачи 6—10 кВ.
В состав функциональной схемы комплектного устройства АВР-10 входит пять основных блоков: блок сравнения и формирования управляющих импульсов 1, реле времени 2, блок запуска 5, исполнительное устройство 4, блок питания 5 (рис. 13).
В блоке сравнения и формирования управляющих импульсов происходит сравнение по значению напряжений, снимаемых со встречно включенных вторичных обмоток пофазно сгруппированных трансформаторов напряжения' 10/0,1—0,22 кВ типа НОМ, НТМИ или ОМ.
При отсутствие напряжения на двух-трех фазах одной из линии 10 кВ на выходе блока появляются прямоугольные импульсы тока с частотой следования 50 Гц, которые управляют работой последующего блока — реле времени. Реле времени создает регулируемую выдержку времени для отстройки от действия защиты от АПВ.
Блок запуска управляется импульсом, снимаемым с выхода реле времени, и формирует два гальванически развязанных сигнала постоянной величины, управляющих работой исполнительного устройства.
Рис. 13. Функциональная схема устройства АВР-10:
Q — силовой выключатель; TV1, ТV2— трансформаторы напряжения типа НОМ или ОМ
Исполнительное устройство предназначено для бесконтактного подключения к источнику питания катушки включения привода высоковольтного выключателя и указательного реле РУ-1 комплектного устройства АВР-10. При помощи указательного реле осуществляется не только визуальный контроль срабатывания исполнительного устройства, но и однократность работы АВР. При срабатывании реле РУ-1 разрывается цепь питания выпрямителя, п блоки сравнения и формирования управляющих импульсов и реле времени обесточиваются.
Блок питания обеспечивает необходимым стабилизированным постоянным напряжением блок сравнения и формирования управляющих импульсов, реле времени и блок запуска.
Комплектное устройство автоматического включения резерва АВР-10 отличается простотой конструкции и содержит минимальное количество комплектующих изделий. На входе устройства АВР-10 применены перспективные электронно-оптические приборы — оптроны, позволяющие гальванически развязать входные цепи от остальных блоков устройства, что повышает надежность и безопасность его обслуживания, а также позволяет отказаться от разъединительных трансформаторов и минимальных реле напряжения.
Реле времени выполнено на цифровых элементах. Применение в схеме цифровых элементов позволяет использовать АВР-10 в автоматизированных системах управления.
Повышение надежности работы изделия за счет его комплектности и, следовательно, исключения ошибок и дефектов в схемах при монтаже, а также отсутствия регулирования механической части реле достигает значения 1,28 по сравнению с некомплектным АВР.
Мощность потребления электроэнергии в 4 раза, масса в 3,33 раза, объем в 6,1 раза ниже показателей АВР с электромеханическим реле времени.
Комплектное устройство автоматического включения резерва АВР-2 предназначено для автоматического переключения питания потребителей на резервный источник при отключении основного (рабочего) источника питания.
Устройство АВР-2 предполагается использовать в комплектных двухтрансформаторных подстанциях 10/0,4, 35/10, 110/35/10 кВ для выполнения местного автоматического включения резерва двухстороннего действия на секционном выключателе.
Устройство АВР-2 обеспечивает контроль наличия напряжения на двух источниках питания, отключение с первой выдержкой времени выключателя трансформатора при исчезновении на нем напряжения и однократное включение по истечении второй выдержки времени секционного выключателя резервного источника питания.
Устройство АВР-2 представляет собой прибор, объединяющий в себе функции реле напряжения, реле времени, исполнительного устройства и органа оперативного опробования, выполненного на полупроводниковых элементах, интегральных микросхемах и оптронах, смонтированных на печатных платах. Конструкция устройства АВР-2 — блочная, внешние связи выполняются проводами с помощью набора зажимов. Применение устройства АВР-2 позволяет отказаться от установки устройств АВР, собранных на электромеханических реле.
Рис. 14. Функциональная схема устройства ЛВР-2
Поясняющая схема подключения и работы устройства АВР-2 приведена на рис. 14.
Устройство АВР-2 подключается к измерительным трансформаторам напряжения TV1 и TV2, а также к трансформаторам собственных нужд Т1 и Т2, подключенным к соответствующим линиям W1 и W2. Такое подключение необходимо для исключения случаев ложной работы АВР-2 при перегорании предохранителей одного из трансформаторов секции.
При нормальном состоянии сети, когда через выключатели Q1 и Q2 осуществляется питание соответствующих секций шин от линий W1 и W2, секционирующий выключатель Q находится в отключенном состоянии.
Поступающие сигналы с измерительных трансформаторов напряжения TV1 и TV2 системы трехфазных напряжений преобразуются в блоках 1 и 2 в удобный для сравнения вид контролируемых сигналов в блоке 3 и сравниваются. При наличии напряжения в обеих линиях на выходе блока 3 сигнал отсутствует и дальнейшие элементы схемы не функционируют. При исчезновении напряжения на одной из линий; блок сравнения напряжений: фиксирует наступление дисбаланса, определяет линию с исчезнувшим напряжением и передает команду на включение в работу ключей управления выключателей Q1 (4) или Q2 (5). Одновременно приходят в действие блок питания 6 и формирователь импульсов счета 7.
Блоки б и 7 запускают орган выдержки времени 8, работающий по логическому принципу И. После отработки первой выдержки времени на отключение выключателей Q1 и Q2 сигнал подается через инвертор 9 на ключ разрешения отключения выключателей 10, после чего срабатывают блоки 4 или 5 и через блоки отключения 11 или 12 происходит отключение соответствующего выключателя Q/ или Q2 питающих линий W1 или W2.
По истечении второй выдержки времени с органа выдержки времени подается запирающий импульс на ключ управления 13, а затем на блок включения секционирующего выключателя 14.
После включения секционирующего выключателя Q напряжение на 1-й пли 2-й секции шин восстанавливается. Блок 14 включает Q и одновременно подает сигнал на блок 15, обеспечивающий однократный режим работы АВР. После отработки цикла АВР блок 15 отключает блок питания 6.
Устройство АВР-2 отличается простотой конструкции и содержит минимальное количество комплектующих изделий. На входе устройства применены весьма перспективные электронно-оптические приборы — оптроны, позволяющие гальванически развязать входные цепи от остальных блоков устройства, что повышает надежность и безопасность его обслуживания. Реле времени выполнено на цифровых элементах. Применение в схеме цифровых элементов позволяет использовать АВР-2 в автоматизированных системах управления.
Устройство АВР-2 потребляет из сети электроэнергию только в режиме выполнения функции, поэтому при его использовании достигается существенная экономия в потреблении энергии.
Устройство автоматического повторного включения линий 0.38 кВ (АПВ-0,38) предназначено для установки на трансформаторных подстанциях 10/0,38 кВ с автоматическими выключателями А-3700, имеющими электромагнитный привод. Оно выполнено в виде приставки к автоматическому выключателю и позволяет получить однократное автоматическое повторное включение аварийно отключающихся выключателей линий электропередачи напряжением 0,38 кВ, отходящих от комплектных трансформаторных подстанций КТП 10/0,38 кВ.
Устройство АПВ-0,38 может применяться во всех отраслях, располагающих протяженными распределительными линиями электропередачи 0,38 кВ. Устройство АПВ-0,38 является одним из резервов повышения надежности электроснабжения сельскохозяйственных и других потребителей и снижения ущерба из-за недоотпуска электроэнергии. Анализ аварийных отключений в воздушных сетях 0,38 кВ показывает, что 50—60 % случаев аварийных отключений происходит из-за неустойчивых повреждений и при повторном оперативном включении автоматического выключателя или замене предохранителя на трансформаторной подстанции 10/0,38 кВ восстанавливается нормальное электроснабжение потребителей. Таким образом, большинство аварийных повреждений, при которых происходит отключение линий 0,38 кВ, является проходящими, что указывает на целесообразность применения в сетях 0,38 кВ устройств автоматического повторного включения.
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 (рис. 15) содержит пусковое; устройство, элемент выдержки времени и исполнительный орган, имеющий самоудерживание.
Рис. 15. Принципиальная электрическая схема устройства АПВ-0,38
Пусковым устройством служат вспомогательные кон такты SF автоматического выключателя А3700Ф. При оперативном дистанционном включении автоматического выключателя переключаются вспомогательные контак ты привода: SQ1.1 размыкается, a SQ1.2 замыкается, и переключаются вспомогательные контакты выключателя; SF1.1 и SF1.2 размыкаются, a SF1.3 замыкается, и по цепочке диод VD1, резисторы Rl, R4 происходит заряд конденсатора С1 до амплитудного значения напряжения питания. В результате заряда конденсатора устройство АПВ-0,38 подготовлено к работе.
При автоматическом отключении выключателя релей ной защитой его вспомогательные контакты переключа ются: SF1.1 н SF1.2 замыкаются, a SF1.3 размыкается. Так как привод выключателя находится в положении "Включено") и его вспомогательный контакт SQ1.2 замкнут, то через вспомогательные контакты SF1.1 и SF1.2 на электромагнит привода подается питание, и привод автоматически возвращается в положение ("Отключено") при этом вспомогательные контакты привода переключаются: SF1.1 замыкается, a SQ1.2 размыкается.
Замыкание вспомогательного контакта SFJ.2 выключателя вызывает разряд накопительного конденсатора С1 по цепи C1, R4, R3 (R5, R6), С2. Элемент выдержки времени состоит из времязадающей цепочки R3 (R5,R6), С2, VD2 в зависимости от положения перемычки, определяющей уставку выдержки времени срабатывания.
Напряжение на конденсаторе С2 постепенно повышается и, когда достигнет напряжения пробоя динистора VD2, последний открывается. В этот момент конденсаторы С1 и С2 одновременно начинают разряжаться на исполнительный орган устройства — реле К1.
Реле КA срабатывает и своими контактами 31—34, 41—44 замыкает цепь электромагнита привода, что вы зывает включение выключателя. Период времени, в течение которого происходит заряд конденсатора С2 до значения напряжения отпирания динистора VD2, определяет паузу АПВ. Это время выбирается из условия подготовки привода к включению и обеспечению деионизации дуги в месте повреждения.
При оперативном отключении выключателя кнопкой «Отключено» SB1.2 на кнопочном пульте конденсатор С1 шунтируется, что вызывает быстрый разряд конденсатора С1 и запрет АПВ.