Автоматическое включение резервного питания (АВР). На шинах собственных нужд электростанций и на большинстве подстанций эксплуатируются различные устройства АВР, значительно повышающие надежность электроснабжения. Многолетний опыт и статистические данные о действиях устройств АВР подтверждают, что примерно в 90—95% случаев отключения основного источника питания устройства АВР предотвращали аварии и нарушения нормального режима [14].
Устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям:
а)при отключении рабочего источника питания по любой причине устройство АВР должно незамедлительно включить резервный источник питания, при этом действие АВР должно быть однократным, чтобы исключить повторное включение на неустраненное короткое замыкание;
б)при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник питания, схема АВР должна действовать с некоторой выдержкой времени (для обеспечения возможности восстановления напряжения действием АПВ или по другим причинам) и после проверки наличия напряжения на резервном источнике питания отключить выключатели рабочего источника питания, чтобы предотвратить включение резервного источника питания на короткое замыкание в схеме рабочего источника питания;
в)при аварийном отключении присоединения действием устройства АЧР должно запрещаться действие устройства АВР;
г)схемы устройства АВР выполняются двух видов: с автоматическим возвратом к доаварийной схеме или без него; при использовании последней схемы после восстановления рабочего источника питания оперативный персонал должен незамедлительно привести первичную схему присоединения к нормальному доаварийному режиму и ввести в работу устройство АВР.
Учитывая, что в первом издании книги [16] рассмотрена схема АВР для подстанции с переменным оперативным током, на рис. 22 помещена упрощенная принципиальная схема АВР питательного электронасоса, приходящая в действие при аварийном отключении выключателя, а так-
же при недопустимом понижении давления питательной воды в напорных линиях.
Автоматическая частотная разгрузка (АЧР). Аварийное отключение крупного генератора, отдельной электростанции или линии электропередачи, по которой передается в энергосистему значительная мощность, может привести к дефициту активной мощности в энергосистеме. Этот дефицит при отсутствии резерва мощности вызывает снижение частоты. Чтобы снижение частоты не достигло критического значения, при котором происходит резкое снижение производительности механизмов собственных нужд электростанций, ведущее в свою очередь к дальнейшему лавинообразному снижению частоты и полному расстройству работы энергосистемы, применяют устройства АЧР.
При снижении частоты до заданного уровня устройства АЧР отключают часть менее ответственных потребителей, что в подавляющем большинстве случаев приводит к автоматической ликвидации дефицита активной мощности и восстановлению нормальной частоты.
В качестве примера на рис. 23 приведена схема устройства АЧР. Реле частоты Ч питается от ТН I или II системы шин подстанции в зависимости от положения переключателя Р. При понижении частоты до уставки, отрегулированной на реле Ч, оно замыкает свой контакт, вызывая срабатывание реле времени В, которое установлено для того, чтобы не допустить срабатывания устройства АЧР из-за кратковременного замыкания контактов реле частоты при кратковременном понижении или исчезновении напряжения на подстанции.
Рис. 23. Принципиальная схема устройства одной очереди АЧР
Б — блокировка от срабатывания АЧР при пониженной частоте, поддерживаемой двигателями нагрузки
Замыкание контакта реле времени В вызывает срабатывание указательного реле У и промежуточного реле П. Замыкание контактов реле П приводит к отключению выключателей части нагрузки подстанции и к запрету действия устройств АПВ этих выключателей, автоматическое включение которых обычными устройствами трехфазного АПВ после АЧР недопустимо.
В некоторых схемах устройств АЧР применяют блокировку от ложного срабатывания при аварийном кратковременном перерыве питания подстанции с восстановлением питания от действия устройств АПВ или АВР. В этом случае неправильная работа устройств АЧР может быть вызвана тем, что во время перерыва питания подстанции синхронные и асинхронные двигатели нагрузки могут некоторое время поддерживать напряжение иа шинах подстанции, частота которого резко снижается, что вызывает срабатывание реле частоты и отключение потребителей. Чтобы не допускать неправильного действия устройства АЧР, к схеме, изображенной на рис. 23, добавляется реле направления мощности М (показано штриховой линией), контакт которого включен последовательно в цепь питания обмотки реле П. Токовая обмотка реле мощности подключается к ТТ линии электропередачи или трансформатора, питающих подстанцию. В нормальном режиме и при общем снижении частоты в энергосистеме направление мощности, передаваемой через линию электропередачи или трансформатор, остается неизменным и направлено в сторону подстанции, при этом вращающий момент на подвижной части реле М действует на замыкание контакта и схема устройства АЧР не блокируется. При отключении подстанции от источников питания контакт реле мощности под действием возвратной пружины размыкается, выводя из действия устройство АЧР. При к. з. на питающей линии электропередачи изменится направление мощности, так как электродвигатели нагрузки будут некоторое время посылать ток к месту к. з., что также приведет к размыканию контакта реле мощности и выводу из действия устройства АЧР.
Многие устройства АЧР дополняют специальными устройствами АПВ, действующими после АЧР, или, как их обычно называют, устройствами частотного АПВ (ЧАПВ). Эти устройства при восстановлении частоты до значения, близкого к нормальному, производят автоматическое включение выключателей, отключенных устройствами АЧР, что значительно ускоряет восстановление питания потребителей. В первую очередь устройства ЧАПВ применяют на подстанциях, питающих ответственные потребители, а также на подстанциях, где
отсутствует постоянный обслуживающий персонал. На рис. 24 приведена схема устройств АЧР и ЧАПВ, разработанная институтом Энергосетьпроект.
Ключ КУ подключает реле частоты первой (1Ч) и второй (2Ч) очередей устройства АЧР к ТН первой (ШНа) или второй (ШНb) системы шин, через стабилизатор напряжения СИ (рис. 24,о). Реле времени переменного тока ЗВ (например, типа ВС-10) подключается к нестабилизированному напряжению и используется в схеме устройства ЧАПВ. Это реле имеет несколько контактов, замыкающихся поочередно с интервалами времени в несколько секунд. Уставки выдержек времени до замыкания каждого контакта регулируются независимо друг от друга. На рис. 24,6 приведены цепи постоянного тока двух очередей устройства АЧР и устройства ЧАПВ.
Рис. 24. Принципиальная схема устройств двух очередей АЧР и
а — схема цепей напряжений; б — схема цепей постоянного тока; в — схема запрета действия АПВ присоединений, отключаемых устройством АЧР
При понижении частоты до уставки срабатывания первой очереди АЧР замыкается контакт 14, срабатывает реле 3/7, а затем реле 1В н двухпозиционное реле 1П (например, типа РП-8). При срабатывании реле 1П его якорь перебрасывается в другое положение, замыкаются контакты 1—2, 3—4, 5—6, 7—8 и размыкается контакт этого реле 9—10. Через замкнувшийся контакт 3—4 реле 1П "плюс" оперативного тока поступит на шинку АЧР1, что приведет к отключению через контакты 5/7 присоединений, подлежащих отключению от АЧР первой очереди. Одновременно размыкаются контакты реле 5/7 в цепях устройств АПВ отключаемых присоединений (рис. 24,в), вследствие чего эти устройства не действуют в течение всего времени замкнутого состояния контакта 3—4 реле 1П. Замыканием контакта 7—8 реле 1П (рис. 24,а) частота возврата реле 14 становится близкой к нормальной.
Если после действия устройства АЧР произойдет повышение частоты до значения, равного частоте возврата реле 14, контакт этого реле разомкнётся и разорвет цепь обмотки реле 3/7. Это приведет к замыканию контакта 3—4 реле ЗП в цепи питания реле ЗВ (рис. 24,а), и, так как контакт 5—6 реле 1П в этой цепи замкнулся ранее, реле ЗВ придет в действие, с установленной выдержкой времени замкнется его контакт 3—4, и двухпозиционное реле 1П перебросит свой якорь в первоначальное положение. При этом замкнутся контакты 5П в цепях устройств АПВ присоединений, отключенных первой очередью устройства АЧР, и произойдет автоматическое включение (ЧАПВ) этих присоединений (из-за несоответствия положений ключей управления н выключателей). Одновременно разомкнётся контакт 7—8 реле 1П н восстановится нормальная частота срабатывания и возврата реле 14, а также разомкнётся цепь питания, реле ЗВ, если ранее не произошло также срабатывание второй очереди АЧР.
При снижении частоты до частоты уставки срабатывания второй очереди АЧР, элементы схемы, принадлежащие ко второй очереди АЧР (24, 4П, 2В, 2У, 6П), срабатывают идентично элементам схемы первой очереди АЧР.
Следует отметить, что в схеме рис. 24 отсутствуют недостатки, присущие некоторым схемам устройств ЧАПВ. Контроль частоты, при которой разрешается ЧАПВ, обеспечивается в течение всего цикла работы реле времени ЗВ; если частота за это время снизится ниже нормальной, контакт реле частоты снова замкнется и реле 3/7 (4П) разомкнет цепь питания реле ЗВ, вследствие чего ЧАПВ не произойдет. При понижении напряжения на подстанции до нуля произойдет возврат реле ЗВ из-за отсутствия питания его обмотки и ЧАПВ также не состоится (в некоторых других схемах возврат реле частоты при исчезновении напряжения приводил к срабатыванию устройся ЧАПВ).
Особенности обслуживания устройств АВР и АЧР.
При необходимости отключения ТН, от которого питаются цепи пуска устройства АВР, дежурный предварительно выводит из действия АВР для предотвращения его неправильного действия. При снятии напряжения с резервного источника питания дежурный также отключает устройство АВР.
При появлении сигнала неисправности в цепях напряжения, от которых питаются устройства АВР (АЧР), оперативный персонал выводит из действия эти устройства, а затем принимает меры к устранению неисправности. При выводе в ремонт элемента, на отключение или включение которого действует устройство АВР (АЧР, ЧАПВ), дежурный отключает соответствующие накладки в схеме АВР (АЧР, ЧАПВ) для предотвращения опасного для ремонтного персонала автоматического включения или отключения ремонтируемого выключателя. При переводе с одной системы шин на другую присоединений, отключаемых от устройства АЧР, необходимо перевести ключом или переключателем питание цепей напряжения реле частоты этого устройства на ТН другой системы шин. Оперативному персоналу следует помнить, что неправильное действие устройства АЧР может привести к отключению значительного количества присоединений подстанции.
Вопросы для самопроверки
Каковы особенности обслуживания механических устройств АПВ?
Принципы действия электрических устройств АПВ.
Каково назначение элементов устройства отбора напряжения с линии электропередачи?
Каковы особенности обслуживания электрических устройств АПВ?
Принципы действия устройств АВР.
Проверьте на схеме рис. 22, как обеспечивается однократность действия АВР прн отключении выключателя рабочего питательного насоса (оперативный «плюс» через замкнутый контакт выключателя подведен к воспринимающему органу реле 1П).
Принципы действия устройств АЧР и ЧАПВ.
Каковы особенности обслуживания устройств АВР н АЧР?
