Automatyczne załączanie zasilania rezerwowego (SZR) w sieciach dystrybucyjnych

Automatyczny przełącznik zasilania (ATS) przeznaczony do przełączania użytkowników z uszkodzonego źródła zasilania na sprawne, zapasowe. W wiejskich systemach elektroenergetycznych urządzenia SZR stosowane są na stacjach dwutransformatorowych 35-110/10 kV (SZR lokalne) oraz na dwukierunkowych liniach elektroenergetycznych 10 kV pracujących w trybie otwartym (SZR sieciowe).

W związku z pojawieniem się odbiorców pierwszej kategorii pod względem niezawodności zasilania (kompleksów inwentarskich) zaczęto wprowadzać urządzenia ATS na TP-10/0,38 kV, na liniach 0,38 kV oraz w rezerwowych elektrowniach spalinowych.

Na schematy ATS nakłada się następujące podstawowe wymagania:

• ATS musi być zapewniony na wypadek nieoczekiwanej przerwy w dostawie prądu z dowolnej przyczyny oraz w obecności napięcia w rezerwowym źródle zasilania;

• ATS musi być wykonywany z jak najkrótszym czasem pracy;

• ATS musi być jednorazowy;

• SZR musi zapewniać szybkie wyłączenie źródła rezerwowego w przypadku załączenia stabilnego zwarcia, w tym celu zaleca się przyspieszenie zabezpieczenia po SZR (tak samo jak po SPZ);

• schemat ATS musi przewidywać monitorowanie sprawności obwodu do włączania urządzeń rezerwowych.

Aby uruchomić automatyczny przełącznik transferu, gdy zaniknie napięcie głównego źródła, używany jest przekaźnik podnapięciowy... W niektórych przypadkach rolę wyzwalacza pełni przekaźnik czasowy ze zworą powrotną (w trybie normalnym przekaźnik czasowy jest stale pod napięciem i kotwica jest wyciągnięta).

Ustawienie odbioru tych przekaźników jest zwykle wybierane, jeśli nie są dostępne żadne konkretne dane, z warunku

Czas odpowiedzi elementu rozruchowego urządzenia ATS (tav.AVR) dobiera się zgodnie z następującymi warunkami:

gdzie ts.z jest najdłuższym czasem odpowiedzi określonych zabezpieczeń;

Δt jest przyjętym stopniem selektywności równym 0,6 s przy zastosowaniu przekaźnika czasowego ze skalą do 9 s i równym 1,5...2 s ze skalą do 20 s;

• poprzez skoordynowanie działania łącznika samoczynnego z innymi urządzeniami automatyki (np. samoczynne ponowne załączenie linii, przez którą dostarczana jest energia z głównego źródła zasilania)

gdzie ts.z.l — najdłuższy czas działania zabezpieczenia linii (elementu systemu zasilania) przesyłającej energię do odbiorców, dla których wykonuje się samoczynne przełączenie;

t1APV — czas nieudanego cyklu samozamykania tego wiersza;

tzap — przyjęty limit czasu równy 2 — 3,5 s.

W wiejskich sieciach elektrycznych sieci ATS, które zapewniają redundancję odbiorcom podłączonym do dwukierunkowych linii elektroenergetycznych działających w trybie otwartym (warunkowo zamkniętym) (ryc. 1, a).

Network ATS to zestaw urządzeń, który obejmuje:

• samo urządzenie SZR, które załącza zasilanie rezerwowego źródła poprzez załączenie wyłącznika zwrotnicowego SZR (3B, rys. 1), który jest wyłączony podczas normalnej pracy toru;

• urządzenia zapewniające w razie potrzeby automatyczną restrukturyzację zabezpieczenia przekaźnika przed zmianą trybu pracy sieci podczas automatycznego przełączania transferu;

• automatyczne urządzenie separacji napięcia minimalnego (obowiązuje wyłączenie 1V i 5V, rys. 1, a), które zapobiega dostarczeniu napięcia ze źródła rezerwowego do uszkodzonego źródła zasilania roboczego (do linii roboczej, transformatora itp.), jak również do niektórych innych urządzeń.

Ryż. 1 Schemat automatycznego wyłącznika sieciowego dla sieci wiejskich 10 kV (na wyłączniku sprężynowym): a — objaśniający obwód pierwotny sieci 10 kV; b — schemat obwodu napięcia korpusu rozruchowego SZR; c — schemat automatycznego przełącznika SZR i sterowania przełącznikiem 3 (punkt automatycznego przełączenia SZR).

Rysunek 1, c przedstawia schemat sieci ATS dla wyłączników sprężynowych, najczęściej spotykanych w wiejskich sieciach 10 kV. W punkcie ATS (ryc. 1, a) zainstalowana jest komórka KRUN (szafka) z przełącznikiem 3 V, wyposażona w sieciowy ATS i zabezpieczenie przekaźnika.

Działanie elementu rozruchowego SZR zapewniają przekładniki napięciowe TN1 i VT2 (po dwa lub jeden VT z każdej strony), które są źródłami prądu roboczego dla wszystkich urządzeń punktu ATS.W tym przypadku zasilanie szyn sterujących 1ShU i 2ShU (ryc. 1, c) odbywa się albo z TN1, albo z TN2 z automatycznym przełączaniem na TN nieuszkodzonej linii.

W przypadku zaniku zasilania np. po stronie podstacji A następuje zadziałanie przekaźników napięciowych 1PH, 2PH. W obecności napięcia po stronie podstacji B przekaźnik czasowy 1RV załącza się i po pewnym czasie zamyka styk 1RV w obwodzie elektromagnesu do załączania EV przełącznika 3V.

Jeżeli sprężyny napędowe są załączone (styk KGP1 jest zamknięty), wyłącznik jest zamknięty. Jeśli automatyczne przełączenie zadziała, silnik zostanie załączony przez zwarty styk pomocniczy 3VZ i uruchomi sprężyny napędowe. W przypadku nieudanego ATS (włączenie zwarcia z późniejszym odłączeniem od zabezpieczenia) styk ZVZ pozostaje otwarty, a sprężyny nie są uzwojone (czas pełnego uzwojenia sprężyn wynosi 6 ... 20 s). Gwarantuje to jednorazowy ATS.

W takim przypadku, aby przygotować napęd do załączenia, należy ręcznie przesunąć urządzenie 2OU w pozycję 2-3. W przypadku zwarć w obwodach TN1 lub TN2, odpowiedni wyłącznik AB wyłącza się, a jego styk pomocniczy AB1 lub AB2 wyłącza działanie urządzenia ATS na uszkodzony VT.

Jeżeli ustawienia tav.AVP przy zaniku napięcia ze źródeł A i B znacznie się różnią, to instaluje się drugi przekaźnik 2PB (nie pokazany na schemacie), tak aby przekaźnik 1PB był wyzwalany na obwodzie 1PH, 2PH, AB1, a przekaźnik 2PB — w obwodzie 3PH, 4RN, AB2.

Działanie obwodu SZR transformatorów sprawdza się na stanowisku (rys. 2).

Ryż. 2. Schemat urządzenia SZR (przełącznik sekcyjny) stacji dwutransformatorowej.

Schemat ideowy łącznika automatycznego przedstawiony na rysunku 2 umożliwia poprzez wyłącznik sekcyjny CB automatyczne zasilenie szyn zbiorczych sekcji I lub II w przypadku awaryjnego wyłączenia transformatorów T1 lub T2.

Rozważ działanie obwodu, gdy zasilanie rezerwowe jest podłączone do szyn Sekcji I.

Odbiorniki sekcji I są normalnie zasilane z transformatora T1, a ich automatyczna redundancja zasilania jest osiągana poprzez włączenie SV.

Automatyczne zasilanie rezerwowe jest dostarczane w przypadku zaniku napięcia na szynach sekcji I w wyniku:

• odłączenie zasilania lub przewodu zasilającego po stronie T1;

• zwarcie wewnątrz transformatora i na szynach sekcji I;

• niezamierzone odłączenie transformatora T1.

Obwód ATS działa tylko wtedy, gdy styki przełącznika P. Cewka przekaźnika jednoobrotowego urządzenia ATS (ROV) jest pod napięciem, a jej styk jest zwarty, gdy przełącznik 1B1 jest włączony.

Gdy napięcie na szynach sekcji I zanika, przekaźnik podnapięciowy zamyka swoje styki rozwierne. Poprzez swoje zwarte styki przekaźnik czasowy 1PB otrzymuje zasilanie iz pewnym opóźnieniem podaje impuls wyłączający transformator T1 (przełączniki 1B i 1B1).

Zwykle przekaźnik czasowy działa na przekaźnik pośredni, który swoimi stykami załącza obwody robocze wyłącznika.Po wyłączeniu wyłączników cewka DOM jest wyłączana, ale jej styki wracają do pozycji wyjściowej z pewnym opóźnieniem czasowym . Czas powrotu jest nieco dłuższy niż czas zamknięcia wyłącznika CB.Dlatego CB na impulsie udaje się przejść przez styk ROV i włączyć go, dzięki czemu szynoprzewody sekcji I otrzymują zasilanie z transformatora T2. Po rozwarciu styku ROV następuje przerwanie obwodu impulsu do zamknięcia wyłącznika, co zapewnia jednorazową pracę urządzenia ATS.

Aby wykluczyć fałszywe działania urządzeń ATS, gdy bezpieczniki są przepalone w obwodzie przekładnika napięciowego VT, zainstalowane są dwa przekaźniki podnapięciowe z szeregowym połączeniem ich styków. Dodatkowo można podłączyć szeregowo inny przekaźnik napięciowy, który jest zasilany z rezerwowego źródła i umożliwia pracę urządzenia ATS w przypadku zaniku napięcia w sekcji głównej dla tych użytkowników tylko w przypadku obecności napięcia na skokach zasilania rezerwowego .

Zobacz też w tym temacie: Jak działają automatyczne urządzenia przełączające (ATS) w sieciach elektrycznych