Hvordan automatiske overføringssvitsjeenheter (ATS) fungerer i elektriske nettverk

I en artikkel som beskriver arbeidet automatiske lukkeanordninger, tilfeller av avbrudd av strømforsyningen på grunn av ulike årsaker og metoder for gjenoppretting gjennom automatisk overføring av kraftlinjer i tilfelle årsakene til nødsituasjoner har forsvunnet og sluttet å fungere, vurderes.

En fugl som flyr mellom ledningene til en luftledning kan skape en kortslutning gjennom vingene. Dette vil føre til at spenningen fjernes fra luftledningen ved å utløse strømbryterbeskyttelsen for transformatorstasjonen.

Etter noen sekunder vil de automatiske gjenlukkingsenhetene gjenopprette strømforsyningen til forbrukerne, og beskyttelsen på dette tidspunktet vil ikke lenger slå den av, fordi fuglen som blir truffet av strømmen vil ha tid til å falle til bakken.

Men hvis et tre i nærheten faller på overheadledningen fra et vindkast av orkanvind, bryter støtten, vil det oppstå en lang kortslutning, ledningene vil bryte, noe som vil utelukke rask automatisk gjenoppretting av strøm til de tilkoblede objektene.

Alle brukere av denne linjen vil ikke kunne motta strøm før reparasjonsarbeidet er fullført, noe som kan ta flere dager...

Tenk deg at slike skader oppstår på en linje som leverer strøm til en regional by med store produksjonsanlegg, for eksempel bruk av automatiske elektriske ovner for smelting av glass.

Ved strømbrudd vil smeltebadene slutte å virke og alt flytende glass vil stivne. Som et resultat vil bedriften lide store materielle tap, vil bli møtt med behovet for å stoppe produksjonen, utføre dyre reparasjoner ...

For å unngå slike situasjoner i alle store produksjonsanlegg, leveres en reservestrømkilde, bestående av en reservekraftledning fra en annen nettstasjon eller eget kraftig generatorsett.

Du må raskt og pålitelig bytte til strøm fra den. Automatiske overføringsbrytere, forkortet som ATS, brukes til dette formålet.

Dermed er den betraktede automatiseringen designet for kontinuerlig å forsyne ansvarlige forbrukere med strøm i tilfelle alvorlige feil på hovedkraftledningen på grunn av rask aktivering av backupkilden.

ATS krav

Enheter for automatisk innføring av reservestrøm må være aktivert:

• så snart som mulig etter tap av elektrisitet på hovedlinjen;

• i tilfelle av tap av spenning på brukerens egne busser, uten å analysere årsakene til funksjonsfeilen, hvis blokkering av starten av en viss type beskyttelse ikke er gitt. For eksempel må buebeskyttelsen til dekkene blokkere starten av den automatiske overføringsbryteren for å forhindre utviklingen av den resulterende ulykken;

• med den nødvendige forsinkelsen når du utfører visse teknologiske sykluser. For eksempel, når du slår på under belastningen av kraftige elektriske motorer, er et "spenningsfall" mulig, som slutter raskt;

• alltid bare én gang, fordi ellers er det mulig å slå på flere ganger for en uopprettelig kortslutning, som kan ødelegge et balansert elektrisk system fullstendig.

Et naturlig krav for pålitelig drift av kretsen er dens konstante vedlikehold i god stand og automatisk kontroll av tekniske parametere.

Fordeler med ATS fremfor parallell forsyning fra to kilder

Ved første øyekast, for å drive ansvarlige forbrukere, kan du helt klare å koble dem til to forskjellige linjer som tar energi fra forskjellige generatorer samtidig. Så, i tilfelle en ulykke på en av luftledningene, vil denne kretsen bryte, og den andre vil forbli operativ og gi kontinuerlig strøm.

Slike ordninger er allerede opprettet, men har ikke mottatt masse praktisk anvendelse på grunn av følgende ulemper:

• i tilfelle kortslutning på begge linjer, øker strømmene betydelig på grunn av tilførsel av energi fra begge generatorene;

• krafttapet i krafttransformatorstasjoner øker;

• strømstyringsordningen blir mye mer kompleks på grunn av bruken av algoritmer som samtidig tar hensyn til brukerens tilstand og to generatorer, forekomsten av energistrømmer;

• kompleksiteten ved å implementere beskyttelsene sammenkoblet av algoritmer i de tre eksterne endene.

Derfor regnes det som mest lovende å drive brukeren fra én hovedkilde og automatisk overføring til backupgeneratoren i tilfelle strømbrudd. Strømbruddstiden med denne metoden kan være mindre enn 1 sekund.

Funksjoner for å lage ATS-ordninger

En av følgende algoritmer kan brukes til å kontrollere automatiseringen:

• ensrettet strømforsyning fra en arbeidsplass med en ekstra varm standby-modus, som bare settes i drift ved tap av spenning fra hovedkilden;

• muligheten for bilateral bruk av hver av kildene som en arbeidsstasjon;

• ATS-kretsens evne til automatisk å gå tilbake til strøm fra primærkilden etter at spenningen er gjenopprettet til inngangsbryterbussene. I dette tilfellet opprettes en sekvens av aktivering av strømbryterenheter, ekskluderer muligheten for å koble brukeren til modusen for parallell strøm fra to kilder;

• et enkelt ATS-skjema som utelukker overgangen til strømgjenvinningsmodus fra hovedkilden i automatisk modus;

• reservestrømforsyningen skal bare innføres hvis det er gjort ordninger for å levere spenning til det defekte hovedstrømforsyningselementet ved å slå av den aktuelle bryteren.

I motsetning til automatisk gjenlukking, automatisk gjenlukking, viser ATS-enheter den høyeste effektiviteten ved strømbrudd, beregnet til 90 ÷ 95 %. Derfor er de mye brukt i strømforsyningssystemer til industrielle bedrifter.

Automatisk innkobling av reserven brukes til å drive kraftledninger, transformatorer (strømforsyning og hjelpebehov), seksjonsbrytere.

Prinsippene som ligger til grunn for arbeidet til OVD

For å analysere spenningen til hovedkraftledningen brukes en måleenhet, som består av et spenningskontrollrelé RKN i kombinasjon med en måletransformator og dens kretser. Høyspentspenningen til primærnettverket, proporsjonalt konvertert til en sekundærverdi på 0 ÷ 100 volt, mates til spolen til kontrollreléet, som fungerer som en utløser.

Innstillingen av RKN-reléinnstillingene har en særegenhet: det er nødvendig å ta hensyn til det lave nødvendige aktiveringsnivået til aktiveringselementet, som garanterer spenningsfallet til 20 ÷ 25% av den nominelle verdien.

Dette skyldes det faktum at i tilfelle av nære kortslutninger oppstår et kortsiktig "spenningsfall", som elimineres ved drift av overstrømsbeskyttelse. Og ILV-oppstartselementer må gjenopprettes av disse prosessene. Det er imidlertid umulig å bruke konvensjonelle typer reléer på grunn av deres ustabile drift ved den innledende skalagrensen.

For drift i startelementene til ATS brukes spesielle relékonstruksjoner, som utelukker vibrasjon og sprett av kontakter når de aktiveres ved nedre grenser.

Når utstyret normalt får strøm i henhold til hovedkretsen, observerer spenningsovervåkingsreléet denne modusen. Så snart spenningen forsvinner, bytter RKN kontaktene og signaliserer dermed solenoiden om å slå på solenoiden til reservebryteren for å aktivere den.

Samtidig observeres en viss sekvens av aktivering av kraftelementene til den første sløyfen, som er inkludert i kontrolllogikken til ATS-systemet under opprettelsen og konfigurasjonen.

I tillegg til tapet av spenning på hovedkraftledningen, for full drift av startelementet til ATS, er det vanligvis nødvendig å sjekke noen flere forhold, for eksempel:

• fravær av uautorisert kortslutning i det beskyttede området;

• slå på inngangsbryteren;

• tilstedeværelsen av spenning på reservestrømledningen og noen andre.

Alle innledende faktorer som er lagt inn for driften av ATS, blir kontrollert i den logiske algoritmen, og hvis de nødvendige betingelsene er oppfylt, utstedes en kommando til det utøvende organet, under hensyntagen til den angitte tidsinnstillingen.

Eksempler på anvendelse av enkelte ATS-ordninger

Avhengig av størrelsen på driftsspenningen til systemet og kompleksiteten til nettverkskonfigurasjonen, kan ATS-kretsen ha en annen struktur, kjøre på like- eller vekselstrøm, eller klare seg uten i det hele tatt, ved å bruke hovednettspenningen i 0,4 kV kretser.

ATS på en høyspentlinje ved konstant driftsstrøm

La oss kort se på logikken for driften av reservestrømrelékretsen med hovedstrømforsyningen #1.

Hvis det oppstår en kortslutning i L-1-seksjonen, vil beskyttelsene slå av bryteren V-1 og spenningen på tilkoblingsbussene vil forsvinne. Underspenningsreléet «H <» vil føle dette gjennom måle-VT og operere ved å levere + driftsstrøm gjennom RV-kontakten, som har fungert med tidsforsinkelse, til RP-spolen.

Kontaktene vil utløse kommandoer for å aktivere en rekke reléer som utfører ulike overvåkingsfunksjoner og gir et kontrollsignal til V-2-strømbryteren som lukker solenoiden.

Opplegget gir enkel handling og frigjøring av aktiveringsinformasjon fra signalreléer.

ATS for en seksjonsbryter ved konstant driftsstrøm

Driftskrafttransformatorene T1 og T2 forsyner sin del av samleskinner frakoblet fra seksjonsbryter V-5.

Når en av disse transformatorene utløses eller avbrytes, tilføres strøm til den utløste delen ved å bytte V-5-bryteren. RPV-reléet gir engangs automatisk lukking.

Driften av kretsen er basert på samspillet mellom hjelpekontaktene til bryteren med tilførsel av + driftsstrøm til spolene til RPV-reléet og blinklysene. Det sørger også for operasjonell akselerasjon av operativsystemet, som settes i drift under byttene av personellet på vakt.

Prinsippet for dannelse av logikken for drift av ATS kan endres. For eksempel, når du bruker en krets med en ekstra seksjonsbryter inkludert, som vist på bildet nedenfor, vil det være nødvendig med ekstra startere og logiske elementer.

ATS seksjonsbryter i vekselstrømdrift

Funksjoner ved driften av automatisering av kilder som bruker energi fra de som ligger i transformatorstasjonen VT-måling, kan estimeres i henhold til følgende skjema.

Her gjøres spenningskontrollen for hver seksjon av 1PH- og 2PH-reléene. Kontaktene deres aktiverer synkroniseringslegemene 1PB eller 2PB, som virker gjennom blokkkontaktene og blinkende spoler til strømbryterens solenoider.

Prinsippet for implementering av ATS for brukere av et 0,4 kV-nettverk

Når du oppretter en reservestrømforsyning for et trefasenettverk, brukes magnetiske startere KM1, KM2 og et kV minimumspenningsrelé, som styrer parametrene til hovedlinjen L1.

Startviklingene er koblet fra de samme fasene av linjene gjennom de logiske koblingskontaktene til den jordede nøytralen, og strømkontaktene går inn i forbrukerens forsyningsskinner på begge sider.

Kontaktsystemet til spenningsreléet i hver posisjon kobler kun en starter til strømnettet. I nærvær av spenning på L1-linjen, vil kV fungere og med sin lukkekontakt slå på spolen til starteren KM1, som vil forsyne brukeren med forsyningskretsen og koble til signallyset, samtidig som KM2-viklingen deaktiveres.

Ved spenningsavbrudd på L1 avbryter kV-reléet forsyningskretsen til startviklingen KM1 og starter KM2, som utfører de samme funksjonene for L2-linjen som KM1 for sin krets i forrige tilfelle.

Strømbrytere QF1 og QF2 brukes til å deaktivere kretsen fullstendig.

Den samme algoritmen kan legges til grunn for å lage en strømforsyning for ansvarlige brukere i et enfaset strømnett.Du trenger bare å slå av de unødvendige elementene i den og bruke enfasestartere.

Funksjoner av moderne ATS-sett

For å forklare prinsippene for bygningsautomatiseringsalgoritmer er den gamle relébasen bevisst brukt, noe som gjør det lettere å forstå algoritmene i arbeid.

Moderne statiske enheter og mikroprosessorenheter fungerer på de samme kretsene, men har forbedret utseende, mindre størrelser og mer praktiske innstillinger og muligheter.

De lages i separate blokker eller i hele sett satt sammen i spesielle moduler.

For industriell bruk, er ATS-sett produsert som fullt klare til bruk sett plassert i spesielle beskyttelsesskap.