Лабораторная работа

Изучение системы автоматического повторного включения (АПВ)

Цель работы: получить представление о видах систем автоматики, применяемых в производстве и принципах построения систем автоматического управления технологическими процессами.

Краткие теоретические сведения

Устройства автоматического повторного включения (АПВ)

АПВ осуществляют быстрое повторное восстановление электроснабжения промышленных потребителей после кратковременных самоустраняющихся повреждений в электрической сети. Большая часть (60 —80 %) коротких замыканий на воздушных линиях вызывается схлестыванием проводов от сильного ветра и сбрасывания гололеда, перекрытием изоляции во время грозы, падением деревьев, набросом и касанием проводов передвижными механизмами и другими причинами. При быстром отключении релейной защитой линии, на которой произошло неустойчивое повреждение, электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гасится раньше, чем может образоваться серьезное разрушение линии. В связи с этим на таких линиях применяются устройства АПВ, действие которых основано на повторном включении элемента сети после каждого его аварийного отключения. С помощью АПВ происходит быстрое автоматическое восстановление нормального режима работы электрической сети.

Согласно ПУЭ, устройства АПВ обязательны на всех воздушных линиях и воздушных линиях с кабельными вставками напряжением выше 1 кВ.

По числу циклов (кратности срабатывания) различают АПВ однократного, двукратного и трехкратного действия. В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее распространение имеют однократные АПВ. По способу воздействия на привод выключателя имеются механические и электрические АПВ. Механические АПВ встраиваются в грузовые и пружинные приводы (в настоящее время механические АПВ применяются крайне редко). Электрические АПВ оборудуются выключателями с электромагнитными или пневматическими приводами, имеющими мощный электромагнит включения, на который действует устройство АПВ.        

Схемы АПВ выполняют на оперативном постоянном или переменном токе. При наличии пружинно-грузовых приводов оперативный ток — переменный, при электромагнитных и пневматических приводах применяется постоянный оперативный ток, который необходим и для работы привода.

Схемы АПВ должны приходить в действие при аварийном отключении выключателя и с определенной, заранее заданной выдержкой времени. Длительность включающего импульса от устройства АПВ должна быть достаточной для надежного включения выключателя и одновременно время действия АПВ должно быть минимально возможным для ускорения восстановления нормального питания потребителей. Время действия АПВ определяется временем, необходимым для автоматического возврата привода в положение готовности к повторному включению. Наименьшая выдержка времени принимается 0,5—1,5 с.

Устройства АПВ не должны срабатывать при оперативных переключениях схемы обслуживающим персоналом; при срабатывании отдельных защит, отключающих устойчивые КЗ (например, газовой защиты или ДТЗ трансформатора), самоликвидация которых маловероятна; при отключении выключателя релейной защитой сразу же после включения его персоналом, так как повреждения, возникшие до включения выключателя, как правило, не могут самоустраниться.

Для учета действия АПВ в схемах должны предусматриваться сигнальные (указательные) реле или счетчики срабатывания.

На рисунке 1 приведена схема АПВ однократного действия линии с односторонним питанием. В схеме показано комплектное устройство РПВ-58, в которое входят: реле времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для термической стойкости реле; промежуточное реле KL с последовательной и параллельной обмотками, служащее для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ; конденсатор С, обеспечивающий однократность действия АПВ (так как время его заряда после срабатывания АПВ составляет 20 с); SA1—SA4 — ключи управления, в которых предусмотрена фиксация положения последней операции. Работа АПВ, как правило, начинается при несоответствии положений привода и выключателя или ключа управления и выключателя, если у него привод электромагнитный.

Комплект РПВ-58 получает питание от сети оперативного постоянного тока 110 или 220В.

В исходном положении выключатель включен и ключи SA1, SA2 и SA4 находятся в фиксированном замкнутом положении В. Конденсатор С заряжен, устройство АПВ подготовлено к работе через реле времени КТ. Пуск схемы АПВ может произойти под действием отключения выключателя от релейной защиты. Вспомогательный контакт выключателя Q:1 и контакт KBS: 2 подают питание реле положения выключателя KQT, которое своими контактами в цепи реле КТ подает к его катушке минус сети оперативного тока. По истечении установленной выдержки времени реле КТ своим контактом КТ: 2 подключает параллельную обмотку реле KL к заряженному конденсатору С. До включения выключателя Q и размыкания его контакта Q : 1 контакты KL: 1 включают через последовательную самоудерживающуюся обмотку реле KL контактор КМ.

Если АПВ успешно сработало, реле KQT отпадает, реле КТ обесточивается, обеспечивая новый заряд конденсатора С через 20 с.

         Наиболее просто выполняются схемы АПВ на переменном оперативном токе для выключателей с грузовыми, пружинными или пружинно-грузовыми приводами, в которые встраиваются реле прямого действия. В этих приводах энергия, необходимая для операции включения, запасается в предварительно натянутых пружинах или поднятом грузе. Подъем груза или натяжение пружины производятся вручную или с помощью специального устройства, состоящего из электродвигателя мощностью 80—100 Вт, и редуктора. В таких приводах имеются специальные механические устройства, выполняющие АПВ без выдержки времени при отключении выключателя от встроенных реле прямого действия. При оперативном отключении персоналом выключателя механическое АПВ блокируется и выключатель повторно не включается. Двукратного действия АПВ не происходит, так как пружина или груз после первого срабатывания АПВ оказывается в не заведенном (не поднятом) состоянии. Но механические АПВ менее надежны, чем электрические АПВ.

На рисунке 2 приведена схема электрического АПВ однократного действия на оперативном переменном токе для выключателей с приводом ПП-67. Когда РЗ отключает выключатель Q (см. рисунок 1), включается реле времени КТ. Реле КТ с выдержкой времени своим замыкающим контактом КТ включает цепь катушки включения YAC и повторно включает выключатель Q. Одновременно происходит автоматическое натяжение пружины с помощью электродвигательного редуктора М, в цепь которого включен вспомогательный контакт SQ. Благодаря этому исключается вторичное АПВ на устойчивое КЗ, а также при включении на КЗ от руки с помощью ключа SA. Недостатком схемы является то, что при ручном включении выключателя ключом SA необходимо долго держать замкнутой цепь включения, пока не сработает реле времени КТ.

Контрольные вопросы

1.      Для чего применяется автоматизация в системах электроснабжения?

2.      Для чего предназначено автоматическое повторное включение?

3.      Что такое рабочий цикл автоматического повторного включения?

4.      Какие условия должны выполняться при автоматическом повторном включении?

5.      Расскажите, как работает автоматическое повторное включение (по схеме).

Скачано с www.znanio.ru