Автоматично включване на резервата

ЕлектроапаратурaСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 6, 2009

Автоматично включване на резервата

Наложили се схемни решения за АВР в различни индустриални приложения


 Една от основните задачи на автоматизацията в електроснабдяването е да обезпечи непрекъсната работа на промишлените предприятия. Това е особено важно за предприятия, в които спирането на производствения процес би могло да доведе до повреда на основно или на скъпоструващо оборудване и/или бракуване на продукция. Казаното се отнася също и за заводи, в които работят големи поточни линии, спирането на които води до големи загуби. Лесно е да си представим какво би станало, ако спре електрозахранването на помпена станция за питейна вода на голям град или маслените помпи, подаващи смазващо масло към турбогенератор. Отчитайки, че съвременните промишлени предприятия консумират огромни количества електроенергия, изключването на електрическите товари може сериозно да повлияе на енергийната система и даже да доведе до авариен режим. В случай че дейността на предприятието е свързана с производство на електроенергия, биха съществували предпоставки прекъсването да доведе до сриване на цялата енергийна система.

Икономическа ефективност на автоматизацията
Автоматизацията в системите за електроснабдяване на промишлените предприятия се реализира с различни технически решения. Сред тях са и т.нар. устройства за автоматично повторно включване (АПВ), устройства за автоматично разтоварване по честота и по ток (АЧР и АРТ) и устройства за автоматично включване на резервно захранване и оборудване (АВР). С отчитане на обстоятелството, че устройствата за автоматизация в системите за електроснабдяване работят сравнително рядко, основните изисквания, предявявани към тях, са елементарност и надеждност. Икономическата ефективност от внедряването на средства и системи за автоматизация се дължи главно на съкращаване броя на обслужващия персонал, намаляване престоите в промишленото производство или ограничаване на количествата на непроизведената електроенергия. Затова се счита, че автоматизацията е икономически целесъобразна, ако допълнителните ежегодни загуби за нейната поддръжка са по-малки от вероятните загуби от престоя на машините при отсъствие на електрозахранване или непроизведената електроенергия.

Многообразие от решения за реализация на АВР
Автоматичното включване на резервата (АВР) се реализира чрез различни технически подходи. Независимо от тях, предназначението на АВР е да осигури непрекъснато електрозахранване на консуматорите, поддържане на определено налягане в определени съоръжения, посредством помпени агрегати, включване и развъртане на дизел-генератори при отпадане на електрозахранването и др. Дори устройството и действието на непрекъсваемите токозахранвания би могло да се разглежда като своеобразен АВР. Схемните решения за реализация на АВР са много разнообразни, както и физическото им изпълнение. Изборът на конкретно решение зависи от идеята на проектантите, изискванията на инвеститори и съществуващата елементна база. На фиг. 1 е показано
схемно решение на автоматично включване на резервата до 1000 V с автоматично приоритетно включване при възстановяване на основното захранване. Както е видно от схемата, определен основен консуматор се захранва от два източника, условно обозначени като Uосновно и Uрезервно. Тези източници могат да бъдат, например, два трансформатора или две захранващи линии. На фиг. 1 с позиция 1 са означени ръчни трифазни въздушни ключове, имащи две положения – вкл./изкл. (съответно К1 и К2). Позиция 2 е ръчен трифазен въздушен превключвател с термична защита и токова отсечка – К3. Съответно, позиция 3 са мощни въздушни контактори с бобина, отговаряща на междуфазното напрежение, например 380 V - МР1 и МР2. С позиция 4 са означени помощни междинни релета RP1 и RP2, а с - 5 автоматични предпазители F1, F2, F3 и F4. Позиция 6 са сигнални лампи L1 и L2, позиция 7 - контролен волтметър V.
При изпълнение на схемата, предварително следва да се извърши сфазиране на фазите R, S, T с R1, S1, T1. За целта последователно се включват ключове К1 и К2. При сработване на К1 се задейства междинното помощно реле RP1, което затваря своите нормално отворени контакти RP1(1-2) и RP1(3-4). В резултат сработва контактор МР1, който затваря трите си силови контакта. По този начин на входните клеми на ключ К3 се подават три фази на Uосновно. Същевременно се отваря нормално затвореният контакт МР1 (1-2) в схемата на Uрезервно. Затова контакторът МР2 не може да сработи. Ако се включи ключ К2, обаче, веднага сработва междинното помощно реле RP2. Неговият нормално отворен контакт RP2 (1-2) се затваря и светлинен източник L2 се включва, индицирайки за наличие на Uрезервно. След затваряне на контакт RP1(3-4) вече е включена лампа L1, индицирайки за наличие на Uосновно. Съответно се включва ключ К3 и на консуматора се подава напрежение, големината на което се индицира чрез волтметър V.
Ако по някаква причина отпадне Uосновно, ключът К1 остава включен, но отпадат RP1 и МP1. Източникът L1 изгасва и индицира отпадане на Uосновно. При това положение силовите контакти на МP1 се отварят, а контактът МP1 (1-2) се затваря. Веднага сработва контактор МP2. Посредством силовите си контакти, той подава напрежение към консуматора. Той би могъл да работи безкрайно дълго време, захранван от Uрезервно. В описаната до момента схема консуматорът работи без всякаква осигурена резерва. Тъй като направихме допускането, че става въпрос за важен консуматор, е необходимо да се сигнализира дежурният персонал за отсъствие на Uосновно там. В схемата сигнализацията се реализира чрез контакт RP1(5-6). След индициране за отсъствие на Uосновно се вземат мерки за неговото възстановяване. При появата на Uосновно, вече процесите се повтарят и консуматорът отново е захранен нормално. Преминаването на основно захранване се извършва автоматично, т.е. чрез задаване на приоритет по Uосновно. Ако в процеса на работа отпадне Uрезервно, обстоятелството се индицира от изключване на светлинен източник L2 и отпадане на контакт RP2 (3-4).

Бързодействието зависи от комутационната апаратура
Ако в процеса на експлоатация, по някаква причина, отпадне само една фаза на Uосновно, се изключват помощно реле RP1 или контактор МP1. Тогава чрез АВР се преминава на Uрезервно. Времето за автоматично включване на резервното напрежение зависи само от бързодействието на включване, съответно изключване, на комутационната апаратура. Ако по време на експлоатация се получи късо съединение по кабела, захранващ консуматора, или в самия консуматор, сработват термичните защити или токовите отсечки в превключвател К3. Те изключват захранването към консуматора. Необходимо е да се извършат нужните измервания, да се отстрани късото съединение и да се възстанови захранването на консуматора.
За реализация на описаната схема, както и на подобни на нея, се използва различна елементна база. Схемата би могла да се реализира от отделни релета, контактори и елементи, но редица водещи фирми предлагат интересни като компактност и габаритни размери решения. Специалистите разполагат с доста голям избор в процеса на проектиране на системи за автоматично включване на резервата по напрежение.

Схема на АВР за напрежения по-големи от 1000 V
На фиг. 2 е показана съществуваща схема за реализация на АВР при напрежение по-високо от 1000 V, базирана на секционен прекъсвач с пружинен привод. В изходно положение на схемата, прекъсвачите 1В и 2В са включени, а секционният прекъсвач В е изключен. Ключът за избор на режим на работа е поставен в положение АВР. Минимално напреженовите релета - 1РН, 2РН, 3РН и 4РН, и реле РБ, са сработили. Контактът Впр. е затворен. При прекъсване на напрежението, например на I секция, отпадат минимално напреженовите релета 1РН и 2РН, които със своите нормално затворени контакти включват релето за време 1РВ. То, чрез междинното реле 1РП, изключва прекъсвач 1В. Неговият блок контакт, който е нормално затворен, включва електромагнит Ввкл. Секционният прекъсвач В се включва, при което се възстановява захранването на I секция от II секция.
Съответно, при изчезване на напрежението на II секция, схемата работи аналогично, но чрез елементите си – 3РН, 4РН, 2РВ и 2РП. Блокировъчното реле РБ обезпечава еднократност на действието на АВР, тъй като при изключване на прекъсвачи 1В и 2В, релето РБ отваря със задържане по време, веригата на включващия електромагнит Ввкл. При нарушение на захранването на II секция, схемата работи аналогично.
Ако на шините на I или II секции има късо съединение, секционният прекъсвач след АВР изключва от максимално токовата си защита.
Показаната схема на система за автоматично включване на резервата се използва широко в промишлените предприятия, тъй като е елементарна, надеждна при експлоатация и за захранването й не съществува необходимост от оперативен постоянен ток. Принципната схема за АВР със секционен прекъсвач с електромагнитен привод е същата, но се използва в приложения, в които има постоянен оперативен ток.

Статията продължава в следващ брой на сп. Инженеринг ревю.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top