Kaip veikia automatinio perdavimo perjungimo įrenginiai (ATS) elektros tinkluose

Straipsnyje, kuriame aprašomas darbas automatiniai uždarymo įtaisai, svarstomi elektros tiekimo nutrūkimo dėl įvairių priežasčių atvejai ir jo atstatymo automatiniu elektros linijų perdavimo būdu būdai tuo atveju, kai išnyko ir nustojo veikti avarinių situacijų priežastys.

Tarp oro linijos laidų skrendantis paukštis gali sukurti trumpąjį jungimą per savo sparnus. Dėl to iš oro linijos bus pašalinta įtampa, suveikus elektros pastotės maitinimo jungiklio apsaugai.

Po kelių sekundžių automatiniai vėl užsidarantys įtaisai atkurs elektros tiekimą vartotojams, o apsauga šiuo metu jo nebeišjungs, nes srovės partrenktas paukštis spės nukristi ant žemės.

Tačiau jei šalia esantis medis nuo uraganinio vėjo gūsio užkris ant oro linijos, sulaužys atramą, įvyks ilgas trumpasis jungimas, nutrūks laidai, o tai neleis greitai automatiškai atkurti prijungtų objektų elektros energijos tiekimo.

Visi šios linijos vartotojai negalės gauti elektros, kol nebus baigti remonto darbai, kurie gali užtrukti kelias dienas...

Įsivaizduokite, kad tokia žala įvyksta linijoje, kuri tiekia elektrą regioniniam miestui, turinčiam didelius gamybos įrenginius, pavyzdžiui, stiklo lydymui naudojamas automatines elektrines krosnis.

Nutrūkus elektros tiekimui, lydymosi vonios nustos veikti ir visas skystas stiklas sukietės. Dėl to įmonė patirs didžiulius materialinius nuostolius, susidurs su būtinybe stabdyti gamybą, atlikti brangius remontus...

Siekiant išvengti tokių situacijų visose didelėse gamybos įmonėse, yra numatytas atsarginis maitinimo šaltinis, susidedantis iš atsarginės elektros linijos iš kitos pastotės arba savo galingo generatoriaus.

Iš jo turėsite greitai ir patikimai persijungti į maitinimą. Tam naudojami automatiniai perdavimo jungikliai, sutrumpintai vadinami ATS.

Taigi, svarstoma automatika skirta nuolat tiekti atsakingus vartotojus elektra rimtiems pagrindinės elektros linijos gedimams dėl greito atsarginio šaltinio įsijungimo.

ATS reikalavimai

Įrenginiai, skirti automatiškai įvesti atsarginį maitinimą, turi būti įjungti:

• kuo greičiau dingus elektrai pagrindinėje linijoje;

• dingus įtampai paties naudotojo magistralėse, neanalizuojant gedimo priežasčių, jei nenumatytas paleidimo blokavimas tam tikros rūšies apsauga. Pavyzdžiui, padangų apsauga nuo lanko turi blokuoti automatinio perjungimo jungiklio paleidimą, kad būtų išvengta įvykusios avarijos;

• su būtinu vėlavimu atliekant tam tikrus technologinius ciklus. Pavyzdžiui, įjungiant galingų elektros variklių apkrovą, galimas „įtampos kritimas“, kuris greitai baigiasi;

• visada tik vieną kartą, nes kitaip galima kelis kartus įsijungti nepataisomam trumpajam jungimui, kuris gali visiškai sugriauti subalansuotą elektros sistemą.

Natūralus reikalavimas patikimam grandinės veikimui yra nuolatinė geros būklės palaikymas ir automatinis techninių parametrų valdymas.

ATS pranašumai, palyginti su lygiagrečiu tiekimu iš dviejų šaltinių

Iš pirmo žvilgsnio, norėdami aprūpinti atsakingus vartotojus, galite visiškai susidoroti su tuo pačiu metu prijungdami juos prie dviejų skirtingų linijų, kurios paima energiją iš skirtingų generatorių. Tada, įvykus avarijai vienoje iš oro linijų, ši grandinė nutrūks, o kita veiks ir tieks nuolatinę maitinimą.

Tokios schemos jau buvo sukurtos, tačiau nebuvo plačiai pritaikytos dėl šių trūkumų:

• įvykus trumpajam jungimui bet kurioje linijoje, srovės žymiai padidėja dėl energijos tiekimo iš abiejų generatorių;

• didėja galios nuostoliai galios transformatorių pastotėse;

• energijos valdymo schema tampa daug sudėtingesnė, nes naudojami algoritmai, kurie vienu metu atsižvelgia į vartotojo ir dviejų generatorių būseną, energijos srautų atsiradimą;

• Apsaugų, sujungtų algoritmais trijuose nuotoliniuose galuose, įgyvendinimo sudėtingumas.

Todėl maitinimas vartotojui iš vieno pagrindinio šaltinio ir automatinis perkėlimas į atsarginį generatorių nutrūkus elektros tiekimui yra laikomas perspektyviausiu. Energijos tiekimo nutraukimo laikas naudojant šį metodą gali būti trumpesnis nei 1 sekundė.

ATS schemų kūrimo ypatybės

Automatizavimui valdyti galima naudoti vieną iš šių algoritmų:

• vienkryptis maitinimo šaltinis iš darbo vietos su papildomu karšto budėjimo režimu, kuris pradedamas veikti tik dingus įtampai iš pagrindinio šaltinio;

• galimybė dvišališkai naudoti kiekvieną šaltinį kaip darbo vietą;

• ATS grandinės galimybė automatiškai grįžti į maitinimą iš pirminio šaltinio po to, kai įvesties jungiklio magistralėse atkuriama įtampa. Tokiu atveju sukuriama galios perjungimo įtaisų įjungimo seka, pašalinant galimybę prijungti vartotoją prie lygiagrečios maitinimo režimo iš dviejų šaltinių;

• paprasta ATS schema, neleidžianti pereiti prie maitinimo atkūrimo režimo iš pagrindinio šaltinio automatiniu režimu;

• atsarginis maitinimas turėtų būti įvestas tik tuo atveju, jei buvo imtasi priemonių tiekti įtampą sugedusiam pagrindiniam maitinimo elementui išjungiant atitinkamą jungiklį.

Skirtingai nuo automatinio, automatinio atjungimo, ATS įrenginiai rodo didžiausią efektyvumą dingus elektrai, skaičiuojant 90 ÷ 95%. Todėl jie plačiai naudojami pramonės įmonių elektros energijos tiekimo sistemose.

Automatinis rezervo įjungimas naudojamas elektros linijoms, transformatoriams (maitinimo ir pagalbiniams poreikiams), sekciniams jungikliams maitinti.

OVD darbo principai

Pagrindinės elektros linijos įtampai analizuoti naudojamas matavimo prietaisas, kurį sudaro įtampos valdymo relė RKN kartu su matavimo transformatoriumi ir jo grandinėmis. Pirminio tinklo aukštos įtampos įtampa, proporcingai paversta antrine 0 ÷ 100 voltų verte, tiekiama į valdymo relės ritę, kuri veikia kaip gaidukas.

RKN relės nustatymų nustatymas turi ypatumą: būtina atsižvelgti į žemą reikalingą paleidimo elemento įjungimo lygį, kuris garantuoja įtampos kritimą iki 20 ÷ 25% vardinės vertės.

Taip yra dėl to, kad esant uždariems trumpiesiems jungimams, atsiranda trumpalaikis „įtampos kritimas“, kuris pašalinamas veikiant viršsrovių apsaugai. Ir ILV paleisties elementai turi būti atkurti šiais procesais. Tačiau neįmanoma naudoti įprastų tipų relių, nes jie nestabiliai veikia esant pradinei skalės ribai.

Veikimui ATS paleidimo elementuose naudojamos specialios relės, kurios pašalina vibraciją ir kontaktų atšokimą, kai jie įjungiami žemesnėmis ribomis.

Kai įranga paprastai maitinama pagal pagrindinę grandinę, įtampos stebėjimo relė tiesiog stebi šį režimą. Kai tik dingsta įtampa, RKN perjungia savo kontaktus ir taip signalizuoja solenoidui įjungti atsarginio jungiklio solenoidą, kad jį įjungtų.

Tuo pačiu metu stebima tam tikra pirmosios kilpos galios elementų įjungimo seka, kuri yra įtraukta į ATS sistemos valdymo logiką ją kuriant ir konfigūruojant.

Be įtampos praradimo pagrindinėje elektros linijoje, norint visiškai veikti ATS paleidimo elementą, paprastai reikia patikrinti dar keletą sąlygų, pavyzdžiui:

• neleistino trumpojo jungimo saugomoje zonoje nebuvimas;

• įjungti įvesties jungiklį;

• įtampos buvimas atsarginėje maitinimo linijoje ir kai kuriose kitose.

Visi pradiniai ATS veikimui įvesti faktoriai yra tikrinami loginiame algoritme ir, įvykdžius būtinas sąlygas, vykdomajai institucijai išduodama komanda, atsižvelgiant į nustatytą laiko nustatymą.

Kai kurių ATS schemų taikymo pavyzdžiai

Priklausomai nuo sistemos darbinės įtampos dydžio ir tinklo konfigūracijos sudėtingumo, ATS grandinė gali turėti skirtingą struktūrą, veikti nuolatine arba kintama srove arba visai be jos, naudojant pagrindinio tinklo įtampą 0,4 kV grandinės.

ATS aukštos įtampos linijoje esant pastoviai veikiančiai srovei

Trumpai pažvelkime į atsarginės maitinimo relės grandinės su pagrindiniu maitinimo šaltiniu #1 veikimo logiką.

Jei sekcijoje L-1 įvyks trumpasis jungimas, tai apsaugos išjungs jungiklį V-1 ir dings jungiamųjų magistralių įtampa. Žemos įtampos relė «H <» pajus tai per matavimo VT ir veiks tiekdama + darbo srovę per RV kontaktą, kuris veikė su laiko uždelsimu, į RP ritę.

Jo kontaktai suaktyvins komandas, kurios įjungs daugybę relių, kurios atlieka įvairias stebėjimo funkcijas ir teikia valdymo signalą V-2 maitinimo jungiklio uždarymo solenoidui.

Schema numato vienkartinį veiksmą ir suveikimo informacijos išleidimą iš signalinių relių.

Sekcinio jungiklio ATS esant pastoviai darbo srovei

Darbiniai galios transformatoriai T1 ir T2 maitina savo šynų sekciją, atjungtą nuo sekcijos jungiklio V-5.

Kai vienas iš šių transformatorių suveikia arba nutrūksta, maitinimas į išjungtą sekciją tiekiamas perjungiant V-5 jungiklį. RPV relė užtikrina vienkartinį automatinį uždarymą.

Grandinės veikimas pagrįstas jungiklio pagalbinių kontaktų sąveika su + darbo srovės tiekimu į RPV relės rites ir posūkio signalus. Taip pat numatytas operacinės sistemos veikimo pagreitis, kurį perjungimų metu įjungia budintis personalas.

ATS veikimo logikos formavimo principas gali būti keičiamas. Pavyzdžiui, naudojant grandinę su papildomu sekcijos jungikliu, kaip parodyta toliau esančioje nuotraukoje, reikės papildomų starterių ir loginių elementų.

ATS sekcinis jungiklis kintamosios srovės režimu

Šaltinių, naudojančių energiją iš tų, kurie yra pastotėje, automatizavimo ypatybės VT matavimas, galima įvertinti pagal šią schemą.

Čia kiekvienos sekcijos įtampos valdymą atlieka 1PH ir 2PH relės. Jų kontaktai įjungia 1PB arba 2PB sinchronizuojančius korpusus, kurie veikia per maitinimo jungiklio solenoidų blokinius kontaktus ir mirksinčias rites.

0,4 kV tinklo vartotojų ATS diegimo principas

Kuriant rezervinį trifazio tinklo maitinimo šaltinį, naudojami magnetiniai starteriai KM1, KM2 ir kV minimalios įtampos relė, kuri valdo pagrindinės linijos L1 parametrus.

Starterio apvijos jungiamos iš tų pačių savo linijų fazių per loginius perjungimo kontaktus į įžemintą nulį, o maitinimo kontaktai iš abiejų pusių jungiasi į vartotojo maitinimo šynas.

Kiekvienoje padėtyje esanti įtampos relės kontaktinė sistema jungia tik vieną starterį į tinklą. Esant įtampai L1 linijoje, kV veiks ir užsidaręs kontaktas įjungs starterio KM1 ritę, kuri vartotojui tieks maitinimo grandinę ir prijungs signalinę lemputę, tuo pačiu išjungdama KM2 apviją.

Nutrūkus įtampai L1, kV relė nutraukia starterio apvijos KM1 maitinimo grandinę ir paleidžia KM2, kuri L2 linijai atlieka tas pačias funkcijas, kaip ir KM1 savo grandinei ankstesniu atveju.

Maitinimo jungikliai QF1 ir QF2 naudojami visiškai atjungti grandinę.

Tas pats algoritmas gali būti laikomas pagrindu kuriant maitinimo šaltinį atsakingiems vartotojams vienfaziame elektros tinkle.Jums tereikia išjungti nereikalingus elementus ir naudoti vienfazius starterius.

Šiuolaikinių ATS rinkinių ypatybės

Pastatų automatizavimo algoritmų principams paaiškinti sąmoningai panaudota senoji relinė bazė, kuri leidžia lengviau suprasti darbo algoritmus.

Šiuolaikiniai statiniai ir mikroprocesoriniai įrenginiai veikia tose pačiose grandinėse, tačiau turi patobulintą išvaizdą, mažesnius dydžius ir patogesnius nustatymus bei galimybes.

Jie kuriami atskirais blokais arba ištisais komplektais, surinktais į specialius modulius.

Pramoniniam naudojimui ATS rinkiniai gaminami kaip visiškai paruošti naudoti rinkiniai, patalpinti specialiuose apsauginiuose gaubtuose.