CC BY
226 PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES / «ШИШФУЛУМ^ШШМаИ» 2023
physical and mathematical sciences
УДК 621.316
Ротов А.В.
Донской государственный технический университет DOI: 10.24412/2520-6990-2023-30189-26-28 ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА НА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ 6-10/0,4 КВ
Rotov A.V.
Don State Technical University
FEATURES OF IMPLEMENTING AUTOMATIC RESERVE AT 6-10/0.4 KV TRANSFORMER
SUBSTATIONS
Аннотация.
В статье рассмотрены основные схемы автоматического включения резерва, в частности — схемы АВР на трансформаторных подстанциях 6-10/0,4 кВ. Проведён анализ алгоритма действия АВР. Проведена оценка действия АВР при устойчивом коротком замыкании.
Abstract.
The article discusses the main schemes for automatic switching on of a reserve, in particular — ATS schemes at 6-10/0.4 kV transformer substations. An analysis of the AVR operation algorithm was carried out. The action of the automatic transfer switch during a stable short circuit was assessed.
Ключевые слова: автоматическое включение резерва, явное резервирование, неявное резервирование, устойчивое короткое замыкание, автоматический выключатель, логика АВР.
Keywords: automatic switching on of a reserve, explicit reservation, implicit reservation, stable short circuit, circuit breaker, ATS logic.
Автоматический ввод резервного питания (АВР) - это устройство восстановления питания потребителей электроэнергии путем автоматического присоединения резервного питания при отключении рабочего источника питания. Определение АВР и рекомендации по его реализации изложены в ПУЭ [1].
По способу реализации схемы АВР можно условно разделить на две группы: АВР с явным резервированием и АВР с неявным резервированием [3]. В обоих случаях алгоритм срабатывания АВР одинаков: при отключении питания основного ис-
6- 10 кВ
В1
!Т1
вз
Т2
точника для бесперебойного электроснабжения потребителей включается питание от резервного источника. Однако в случае АВР с явным резервированием таким источником питания служит обесточенное в нормальном состоянии оборудование (например, линия электропередачи или трансформатор), в то время как при АВР с неявным резервированием оба источника питания (и основной, и резервный) находятся под нагрузкой, а восстановление питания обесточенных потребителей осуществляется при помощи включения, например, секционного выключателя или иного коммутационного оборудования. 6- 10 кВ
ВЗ
0.4 кВ1
о Т ^г
Т2
]В2 ■ В4 ПВ2 | ПВ4
W 0.4 кВ
Рисунок 1. АВР с явным (слева) и неявным (справа) резервированием
В качестве коммутационного аппарата для переключения между основным и резервным источником питания в распределительном устройстве 0,4 кВ могут быть использованы автоматические выключатели нагрузки, оборудованные электроприводом, выключатели нагрузки (пакетные выключатели) с электроприводом, контакторы, пускатели и
др. В распределительном устройстве 6-10 кВ могут быть использованы вакуумные выключатели, вакуумные контакторы, выключатели нагрузки с электроприводом и др. В общем случае для реализации схем АВР применяются коммутационные аппараты, устройства контроля источников питания и логические элементы системы управления.
«шиитеимм-лэишаи» ®Ш1©9)), 2023 / PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES 27
Рассмотрим основные схемы АВР, применяемые на трансформаторных подстанциях 6-10/0,4 кВ (далее - ТП). Схема, приведённая на рисунке 2, применяется в тупиковых ТП со вторым источни-
ком питания от генератора. В данном случае основным источником питания является распределительное устройство 6-10 кВ (а именно фидер 6-10 кВ), резервным - генератор.
® РА1 © PV1
РЕК
QF3 Ч
Г?
GF4 Ц
QF5
Рисунок 2. Схема АВР для тупиковых подстанций с вторым нсточннком питания от генератора
Схгма, приведённая на рисунке 3, применяется на двухтрансформаторных ТП. Питание осуществляется от двух независимых источников. Функция АВР реализована на секционном автоматическом выключателе 0,4 кВ.
Рисунок 3. АВР для двухтрансформаторных подстанций с питанием от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием
Схгма, приведённая на рисунке 4, применяется на двухтрансформаторных ТП с двумя независимыми и одним автономным источниками питания. Логика АВР обеспечивается контроллером или релейной схемой.
28 РЬТгаСАЬ АЮ МАТНЕМАПСАЬ 8С1ШСЕ8 Я «Ш1кШ@ШММ-«ШУ©1К1М>» ЖШ
, QW1 , QW2
!/-+ [] ; римэд
н/Н.
У"»
1
| ; ри4-риб
РЕИ
,_, -1 I КУ1 I—
1 Ка-»
ЕУ1-РУЗ
6
мч
\ 0Е1
т
--: ^ АВР-олкВ |
ТА1-ТА5 РА1 т л- й
г
I } у
I—I "^э-1,
| КУ2 |— РУ4-РУ6 - \*2
РА2 РУ2<(-
Т^ГТТ
- =¥=Г -
ТА6-ТА10 Р2
Т^ГТ
Рисунок 4 —АВР для двухтрансформаторных подстанций с питанием от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием и одним автономным источником
питания
При проектировании АВР необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к данным устройствам [2, 3]. Один из главных недостатков АВР заложен в одном из требований, а именно - схема АВР должна приходить в действие в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей по любой причине, в том числе при коротком замыкании на шинах потребителя.
Рассмотрим последствия вышеуказанного случая на примере схемы, приведённой на рисунке 1. При исчезновении напряжения со стороны трансформатора Т1 по какой-либо причине срабатывает АВР и через определённую выдержку времени включается секционный выключатель, подключая тем самым обесточенных потребителей к трансформатору Т2.
Предположим, на первой секции шин произошло устойчивое короткое замыкание. При этом действием релейной защиты отключится вводной выключатель и, соответственно, снимется напряжение с первой секции шин, что, в свою очередь, является определённым сигналом для устройства АВР о необходимости включения резервного источника питания. Таким образом, схема АВР включит секционный выключатель на устойчивое короткое замыкание (дальше секционный выключатель
отключится действием релейной защиты). Исходя из вышесказанного можно сделать следующие выводы: выключатель АВР, резервный трансформатор и другое оборудование подвергаются воздействию больших токов короткого замыкания, которые оказывают определённое термическое и динамическое воздействие на неповреждённое оборудование. Так, первая секция шин, первоначально подвергшаяся действию тока короткого замыкания, после включения секционного выключателя вновь подвергается к подобному воздействию, что может привести к повреждению секции шин.
Список литературы
1. Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ)/ Главгосэнергонадзор России. М.: Изд-во ЗАО «Энергосервис», 2007. - 610 с.
2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов. 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2006. -639 с.
3. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем: Учебник для вузов / Под ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000. - 504 с.
