Глава 12
Автоматизация электроснабжения
Общие сведения
При коротких замыканиях в питающих линиях во избежание повреждения электрооборудования и дальнейшего распространения аварии поврежденный участок сети отключается релейной защитой. Однако, как показала практика, во многих случаях короткое замыкание в линиях часто оказывается неустойчивым, весьма кратковременным и быстро самоликвидируется (например, при случайных касаниях проводов между собой). Повторное включение отключившейся линии в таких случаях может восстановить нормальное электроснабжение присоединенных электроприемников и избежать перерыва в работе объекта (насосной, компрессорной). Для восстановления электроснабжения после отключения линии релейной защитой при коротких замыканиях применяют автоматическое повторное включение (АПВ) е выдержкой времени 0,2—0,5 с. Если за это время короткое замыкание ликвидировалось — линия включается в работу, если короткое замыкание оказалось устойчивым — линия снова отключается релейной защитой. При более длительном перерыве электроснабжения (более 0,5 с) электроприемники переключают на питание от резервных источников электроснабжения (другой подстанции, другой секции распределительного устройства или щита, другой линии). Аналогично поступают при повреждении отдельных рабочих агрегатов — включают в работу резервные агрегаты (насосы, компрессоры, вентиляторы). В этих случаях применяют автоматическое включение резерва (АВР).
Рис. 88. Схема механического АПВ на масляных выключателях
Автоматическое повторное включение
Автоматическое повторное включение (АПВ) применяется на линиях напряжением как выше 1000 В, так и до 1000 В. Для автоматического повторного включения на линиях напряжением выше 1000 В используют приводы масляных выключателей — пружинные, грузовые, электромагнитные; на линиях напряжением до 1000 В для АПВ используют контакторы и магнитные пускатели, включающие и отключающие эти линии. АПВ на линиях напряжением выше 1000 В может быть механическим и электрическим.
Механическое АПВ выполняется масляным выключателем, для дистанционного включения которого используют привод с включающей пружиной (например, описанный ранее пружинный привод ПП-67). Пружина заводится установленным на приводе электродвигателем ДП, который пускается в ход нажатием кнопки КнП (рис. 88,а) и останавливается при достижении пружиной конечного положения выключателем ВК. При этом в схеме включения масляного выключателя (рис. 88,б) замыкается контакт КП конечного положения пружины, что позволяет выполнить включение масляного выключателя (на схеме не показан). Для включения масляного выключателя ключ управления КУ ставят в положение Вкл -(включено), обмотка электромагнита включения КВ получает питание, боек электромагнита воздействует на защелку, удерживающую пружину в заведенном состоянии, пружина освобождается и включает масляный выключатель — линия включена в работу. После освобождения пружины и включения масляного выключателя размыкаются контакт КП и вспомогательный контакт В1 привода масляного выключателя и замыкаются вспомогательные контакты В2 и В3. После включения масляного выключателя привод должен быть подготовлен к автоматическому повторному включению, для чего необходимо снова завести пружину привода. О готовности схемы к автоматическому повторному включению сигнализирует лампа ПС, которая загорается после замыкания контакта КП конечного положения заведенной пружины. Автоматическое повторное включение основано на несоответствии положения масляного выключателя с положением ключа управления КУ. При коротком замыкании линия отключается релейной защитой, при этом масляный выключатель приходит в положение «Откл» (отключено), а ключ управления КУ остается без изменения в положении «Вкл» (включено). Вследствие такого несоответствия создается цепь питания электромагнита включения КВ: контакты ключа КУ — замкнувшийся контакт В1 — контакт заведенной пружины КП. Получивший питание электромагнит КВ освобождает защелку, удерживающую пружину в заведенном состоянии, пружина освобождается и включает масляный выключатель, осуществляя тем самым автоматическое повторное включение линии. Если включение линии произошло на неустранившееся короткое замыкание, релейная защита вновь отключит линию, но АПВ больше не сработает, так как пружина после первого АПВ не заводилась. Для отключения масляного выключателя от руки ключ КУ переводится из положения «Вкл» в положение «Откл», обмотка электромагнита отключения КО через замкнутый контакт ВЗ получит питание и масляный выключатель отключится, но АПВ не произойдет, так как цепи питания обмотки КВ разорваны ключом КУ при его переводе в положение «Откл». При аварийном отключении масляного выключателя замыкается его аварийный контакт КА, включается сигнальное реле PC и персоналу подается аварийный сигнал.
Электрическое АПВ выполняется на масляных выключателях с электрическим приводом с помощью специального реле повторного включения. Принцип действия АПВ на выключателях с электромагнитным приводом такой же, что и на выключателях с пружинным и грузовым приводом — он также основан на несоответствии положения масляного выключателя и ключа управления. Линия включается под напряжение масляным выключателем установкой ключа управления в положение «Вкл». При коротком замыкании линия отключается релейной защитой, при этом масляный выключатель приходит в положение «Откл», а ключ управления остается в положении «Вкл». В результате этого устанавливается цепь питания обмотки реле повторного включения, реле срабатывает и через заданный промежуток времени подает импульс на контактор включения электромагнитного привода — масляный выключатель включается и этим самым осуществляет АПВ линии. В схеме электрического АПВ предусмотрены блокировки, не допускающие повторного АПВ при неустранившемся коротком замыкании, при включении масляного выключателя от руки и при срабатывании защиты, после которой не требуется АПВ.
АПВ на линиях напряжением до 1000 В. Автоматическое управление электродвигателями, питающимися от линий напряжением до 1000 В, выполняется электромагнитными аппаратами-контакторами и магнитными пускателями. Включение контактов этих аппаратов и удержание их во включенном состоянии осуществляется электромагнитом, обмотка которого получает питание от той же сети, что и электродвигатель. При перерыве электроснабжения обмотка электромагнита теряет питание, контакты отпадают и электродвигатель отключается от сети, хотя электроснабжение может восстановиться через 0,2—0,5 с. На случай такого кратковременного перерыва электроснабжения для линий, питающих наиболее ответственные электродвигатели (основных насосов и компрессоров) предусматривается автоматическое повторное включение (АПВ).
На рис. 89 изображена схема АПВ для линий, питающих электродвигатели напряжением до 1000 В. Электродвигатель включается контактором К.
Рис. 89. Схема АПВ на контакторах
Параллельно обмотке контактора К включено реле времени РВ постоянного тока с выдержкой времени на размыкание, питание которого происходит от сети переменного тока через выпрямитель В. Электродвигатель пускается нажатием кнопки КнП с самовозвратом, после чего получают питание обмотки контактора К и реле времени РВ (последнее через выпрямитель В). При этом контакт реле времени РВ замыкается и питание обмотки контактора К и реле времени РВ после самовозврата кнопки КнП осуществляется через контакт реле РВ. При перерыве электроснабжения обмотка К теряет питание, и контакты контактора отпадают, но сама обмотка К остается подключенной к сети контактом реле времени РВ, который разомкнется только по истечении заданной уставки выдержки времени. Если за это время электроснабжение восстановится, обмотка контактора получит питание через оставшийся пока неотключенным контакт реле РВ, контактор включается и снова включает линию в работу, т. е. произойдет АПВ и электродвигатель будет продолжать работу. Если за время выдержки времени реле РВ напряжение не восстановится, контакт реле РВ через заданный промежуток времени размыкается и отключает контактор от сети — двигатель останавливается окончательно. Отключение двигателя от руки осуществляется нажатием кнопки КнС.
