Автоматический ввод резервного питания (далее по тексту 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 п.3.3.30-3.3.42.
В соответствии с определением АВР переключает питание с основного на резервный источник. Но возникает вопрос о необходимости возврата схемы электроснабжения в исходное состояние при восстановлении основного питания, а также насколько соответствуют параметры основного питания после его восстановления.
Для корректной работы АВР, необходимо четкое понимание минимальной степени автоматизации и алгоритма его работы.
Запуск алгоритма АВР производится на основании данных, полученных от контролирующих элементов. Контроль в большинстве случаев осуществляется по напряжению, но также может осуществляться по частоте или току.
Для переключения между основным и резервным источником питания необходимы коммутационные аппараты с возможностью дистанционного управления. В качестве коммутационных аппаратов для РУ-0,4 могут использоваться:
- автоматические выключатели с электроприводом;
- выключатели нагрузки с электроприводом;
- контакторы;
Для РУ-10 кВ, используются коммутационные аппараты такие как: вакуумные выключатели, вакуумные контакторы, выключатели нагрузки с электроприводом.
В целом для реализации АВР используются элементы:
- коммутационные аппараты, устанавливаемые на вводах источников питания и секционировании;
- элементы контроля источников питания;
- логические элементы управления.
Критерии необходимости применения устройств АВР
Целесообразность применения устройства АВР обусловлена категорией надежности электроснабжения электроприёмника. Рекомендации по критериям определения категории электроприёмников указаны в ПУЭ п.1.2.18-1.2.21
Электроприёмники разделяются на три категории обеспечения надежности:
-
Электроприёмники первой категории – в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электропитания данных электроприёмников допущен лишь на время переключения АВР. В качестве второго источника питания допускается применение местной генерирующей электростанции.
-
Электроприёмники второй категории – в нормальном режиме также обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электропитания допущен лишь на время действий обслуживающего персонала.
-
Электроприёмники третьей категории – в нормальном режиме обеспечиваются электроэнергией от одного источника питания. Время восстановления для данной категории не более 1 суток.
Кроме трех основных категорий для электроприёмников первой категории дополнительно выделяют особую группу и особо сложную группу, для которой кроме двух независимых источников питания предусматривается дополнительные источники питания.
В соответствии с рекомендациями, указанными в ПУЭ, применения АВР целесообразно для потребителей:
- первой категории электроприёмников;
- первой особо категории электроприёмников;
- первой особо сложной категории электроприёмников.
Виды АВР
В качестве примера рассмотрим возможные схемы АВР в зависимости от категории электроприёмников.
Для потребителей первой категории, у которых в качестве второго источника питания применяется местная генерирующая электростанция возможно применение схемы с АВР для двух независимых вводов на общую систему шин, условно первая схема АВР. Схема для такого АВР показана на Рис.1, где:
1- Основной источник электропитания;
2- Резервный источник электропитания;
3- Нагрузка.
Рис. 1
Для потребителей первой категории, у которых электроснабжение обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания, возможно применение схемы АВР для двух независимых вводов на две системы шин с секционированием, условно вторая схема АВР.
Вторая схема АВР показана на Рис.2, где:
1- Независимые источники электропитания;
2- Секционирование;
3- Нагрузка;
Рис. 2
Для потребителей первой особой категории электроприёмников возможно применение схемы АВР для двух независимых вводов, двух систем шин с секционированием и одним автономным источником питания, условно третья схема АВР.
Третья схема АВР показана на Рис.3, где:
7- Независимые источники электропитания;
8- Резервный источник электропитания;
9- Секционирование;
10- Нагрузка.
Рис. 3
Решения АВР в подстанциях БКТП, КТП для РУ-0,4 кВ
Для РУ-0,4 кВ подстанций БКТП и КТП в зависимости от категории электроприёмника применяются различные схемы АВР.
Первый вариант схемы АВР применяется в тупиковых подстанциях с вторым источником питания от генератора. Схема такой подстанции показана на Рис. 4, где основным источником питания является сторона РУ-10(6) кВ, вторым источником служит генератор, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4.
В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются автоматические выключатели QF1 и QF2. На схеме показаны стационарные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться выкатные автоматические выключатели с моторным приводом. В качестве элементов контроля источников питания используются реле контроля напряжения KV1, KV2 установленные со стороны питающих линий. Логическим элементом управления АВР служит логический котроллер или релейная схема.
При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1, реле контроля напряжения KV1 подает сигнал на логический элемент управления АВР. Далее формируется сигнал на запуск автономного источника питания, при появлении напряжения со стороны автономного источника питания, реле контроля напряжения KV2 подает сигнал в логику АВР. Далее осуществляется переключение с основного на резервное питание, отключается QF1 и включается QF2.
При появлении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1 осуществляется переключение на основной источник питания, отключается QF2 и включается QF1.
Для корректной работы такой схемы АВР во время переключений, питание схемы АВР осуществляется от ИБП.
Рис. 4
Состояние автоматических выключателей при работе такого АВР показана в Таб. 1
-
Режим работы
Состояние автоматических выключателей
QF1
QF2
Нормальный режим
Вкл.
Откл.
Авария ввод 1
Откл.
Вкл.
-
Режим работы
Состояние автоматических выключателей
QF1
QF2
QF3
Нормальный режим
Вкл.
Вкл.
Откл.
Авария ввод 1
Откл.
Вкл.
Вкл.
Авария ввод 2
Вкл.
Откл.
Вкл.
- Рис. 6
-
Режим работы
Состояние автоматических выключателей
QF1
QF2
QF3
QF4
Нормальный режим
Вкл.
Вкл.
Откл.
Откл.
Авария ввод 1
Откл.
Вкл.
Вкл.
Откл.
Авария ввод 2
Вкл.
Откл.
Вкл.
Откл.
Авария ввод 1 и ввод 2
Откл.
Откл.
Вкл.
Вкл.
Второй вариант схемы АВР применяется в двухтрансформаторных подстанциях питание которой обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием. Схема такой подстанции показана на Рис. 5, где независимое питание осуществляется со стороны РУ-10(6) кВ, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4, а функция АВР обеспечивается секционным автоматическим выключателем.
В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются вводные автоматические выключатели QF1, QF2 и секционный автоматический выключатель QF3. На схеме показаны выкатные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться стационарные автоматические выключатели с моторным приводом. Для контроля напряжения используются реле контроля напряжения KV1, KV2 установленные со стороны питающих линий. Логическим элементом управления АВР служит логический контроллер или релейная схема.
При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF1 (первый источник питания), реле контроля напряжения KV1 подает сигнал на логический элемент управления АВР. Далее осуществляется переключение питания для потребителей первой секции с первого на второй источник питания, отключается автоматический выключатель первого ввода QF1 и включается секционный автоматический выключатель QF3. При появлении напряжения от первого источника питания осуществляется восстановление схемы электроснабжения, отключается секционный автоматический выключатель QF3 и включается автоматический выключатель первого ввода QF1.
При исчезновении напряжения на вводе автоматического выключателя QF2 (второй источник питания) логика переключений аналогична.<
Рис. 5
Состояние автоматических выключателей при работе такого АВР показана в Таб. 2
Третий вариант схемы АВР применяется в двухтрансформаторных подстанциях питание которой обеспечиваются от двух независимых, взаимно резервирующих источников, на две системы шин с секционированием и одним автономным источником питания. Схема такой подстанции показана на Рис. 6, где независимое питание осуществляется со стороны РУ-10(6) кВ, автономное питание осуществляется на одну секцию РУ-0,4 кВ, нагрузка распределяется по отходящим фидерам РУ-0,4, а функция АВР обеспечивается секционным автоматическим выключателем и автоматическим выключателем автономного источника питания.
В качестве коммутационных аппаратов схемы АВР используются вводные автоматические выключатели QF1, QF2, автоматический выключатель автономного источника питания QF4 и секционный автоматический выключатель QF3. На схеме показаны выкатные автоматические выключатели с моторным приводом, также в качестве коммутационных аппаратов могут использоваться стационарные автоматические выключатели с моторным приводом. Для контроля напряжения со стороны независимых источников питания используются реле контроля напряжения KV1, KV2, а со стороны автономного питания KV3. Логика работы АВР реализуется логическим котроллером или релейной схемой.<
При исчезновении напряжения на вводе автоматических выключателе QF1 (первый источник питания) и QF2 (второй источник питания), реле контроля напряжения KV1 и KV2 подает сигнал на логический элемент управления АВР. Далее формируется сигнал на запуск автономного источника питания, при появлении напряжения со стороны автономного источника питания, реле контроля напряжения KV3 подает сигнал в логику АВР. Далее осуществляется переключение с основного на резервное питание, отключается QF1 и включается QF2.
Состояние автоматических выключателей при работе такого АВР показана в Таб. 3