Sådan fungerer automatiske overførselsskiftenheder (ATS) i elektriske netværk

I en artikel, der beskriver arbejdet automatiske lukkeanordninger, tilfælde af afbrydelse af strømforsyningen på grund af forskellige årsager og metoder til dens genoprettelse gennem automatisk transmission af elledninger i tilfælde af, at årsagerne til nødsituationer er forsvundet og ophørt med at fungere, overvejes.

En fugl, der flyver mellem ledningerne i en luftledning, kan skabe en kortslutning gennem sine vinger. Dette vil medføre, at spændingen fjernes fra luftledningen ved at udløse strømafbryderbeskyttelsen på krafttransformatorstationen.

Efter et par sekunder vil de automatiske genlukningsanordninger genoprette elforsyningen til forbrugerne, og beskyttelsen på dette tidspunkt vil ikke længere slukke for den, fordi fuglen, der rammes af strømmen, vil have tid til at falde til jorden.

Men hvis et nærliggende træ falder på luftledningen fra et vindstød af orkanvind, bryder støtten, så vil der opstå en lang kortslutning, ledningerne vil bryde, hvilket vil udelukke den hurtige automatiske genoprettelse af strøm til de tilsluttede objekter.

Alle brugere af denne linje vil ikke kunne modtage strøm, før reparationsarbejdet er afsluttet, hvilket kan tage flere dage...

Forestil dig, at sådanne skader opstår på en ledning, der leverer elektricitet til en regional by med store produktionsfaciliteter, såsom brugen af ​​automatiske elektriske ovne til at smelte glas.

I tilfælde af strømsvigt vil smeltebadene holde op med at virke, og alt flydende glas størkner. Som et resultat vil virksomheden lide store materielle tab, vil blive konfronteret med behovet for at stoppe produktionen, udføre dyre reparationer...

For at undgå sådanne situationer i alle store produktionsanlæg er der tilvejebragt en backup-strømkilde, der består af en backup-strømledning fra en anden transformerstation eller sit eget kraftige generatorsæt.

Du skal hurtigt og pålideligt skifte til strøm fra den. Automatiske overførselskontakter, forkortet som ATS, bruges til dette formål.

Den overvejede automatisering er således designet til løbende at forsyne ansvarlige forbrugere med elektricitet i tilfælde af alvorlige fejl på hovedstrømledningen på grund af den hurtige aktivering af backupkilden.

ATS krav

Enheder til automatisk indførelse af backupstrøm skal aktiveres:

• så hurtigt som muligt efter et tab af elektricitet på hovedlinjen;

• i tilfælde af tab af spænding på brugerens egne busser, uden at analysere årsagerne til fejlen, hvis blokeringen af ​​starten af ​​en bestemt type beskyttelse ikke er tilvejebragt. For eksempel skal dækkenes buebeskyttelse blokere starten af ​​den automatiske overførselskontakt for at forhindre udviklingen af ​​den resulterende ulykke;

• med den nødvendige forsinkelse ved udførelse af visse teknologiske cyklusser. For eksempel, når du tænder under belastningen af ​​kraftige elektriske motorer, er et "spændingsfald" muligt, som slutter hurtigt;

• altid kun én gang, for ellers er det muligt at tænde flere gange for en uoprettelig kortslutning, som fuldstændig kan ødelægge et afbalanceret elektrisk system.

Et naturligt krav for pålidelig drift af kredsløbet er dets konstante vedligeholdelse i god stand og automatisk kontrol af tekniske parametre.

Fordele ved ATS i forhold til parallel forsyning fra to kilder

Ved første øjekast kan du, for at forsyne ansvarlige forbrugere, fuldstændig klare at forbinde dem til to forskellige linjer, der tager energi fra forskellige generatorer samtidigt. Så, i tilfælde af en ulykke på en af ​​luftledningerne, vil dette kredsløb bryde, og det andet vil forblive i drift og levere kontinuerlig strøm.

Sådanne ordninger er allerede blevet oprettet, men har ikke modtaget masse praktisk anvendelse på grund af følgende ulemper:

• i tilfælde af en kortslutning på begge ledninger stiger strømmene betydeligt på grund af tilførslen af ​​energi fra begge generatorer;

• strømtab i transformatorstationer er stigende;

• strømstyringsordningen bliver meget mere kompleks på grund af brugen af ​​algoritmer, der samtidig tager højde for brugerens tilstand og to generatorer, forekomsten af ​​energistrømme;

• kompleksiteten ved at implementere beskyttelsen, der er forbundet med algoritmer i de tre fjerntliggende ender.

Derfor anses det for at være det mest lovende at strømforsyne brugeren fra én hovedkilde og automatisk overførsel til backupgeneratoren i tilfælde af strømsvigt. Strømafbrydelsestiden med denne metode kan være mindre end 1 sekund.

Funktioner ved at oprette ATS-ordninger

En af følgende algoritmer kan bruges til at styre automatiseringen:

• ensrettet strømforsyning fra en arbejdsplads med en ekstra varm standby-tilstand, som kun sættes i drift ved tab af spænding fra hovedkilden;

• muligheden for bilateral brug af hver af kilderne som en arbejdsstation;

• ATS-kredsløbets evne til automatisk at vende tilbage til strøm fra den primære kilde, efter at spændingen er gendannet til indgangskontaktbusserne. I dette tilfælde oprettes en sekvens af aktivering af strømomskifteranordninger, udelukker muligheden for at forbinde brugeren til tilstanden med parallel strøm fra to kilder;

• et simpelt ATS-skema, der udelukker overgangen til strømgenvindingstilstanden fra hovedkilden i automatisk tilstand;

• backup-strømforsyningen bør kun indføres, hvis der er truffet foranstaltninger til at levere spænding til det defekte hovedstrømforsyningselement ved at slukke for den relevante kontakt.

I modsætning til automatisk genlukning, automatisk genlukning, viser ATS-enheder den højeste effektivitet i tilfælde af strømsvigt, beregnet til 90 ÷ 95%. Derfor er de meget udbredt i strømforsyningssystemer i industrielle virksomheder.

Automatisk tænding af reserven bruges til at drive strømledninger, transformere (strømforsyning og hjælpebehov), sektionsafbrydere.

Principperne bag OVD's arbejde

For at analysere spændingen på hovedstrømledningen bruges en måleenhed, som består af et spændingskontrolrelæ RKN i kombination med en måletransformator og dens kredsløb. Højspændingsspændingen i det primære netværk, proportionalt konverteret til en sekundær værdi på 0 ÷ 100 volt, føres til styrerelæets spole, der fungerer som en trigger.

Indstillingen af ​​RKN-relæindstillingerne har en særegenhed: det er nødvendigt at tage højde for det lave krævede aktiveringsniveau af aktiveringselementet, hvilket garanterer spændingsfaldet til 20 ÷ 25% af den nominelle værdi.

Dette skyldes det faktum, at der i tilfælde af tætte kortslutninger opstår et kortvarigt "spændingsfald", som elimineres ved drift af overstrømsbeskyttelser. Og ILV-startelementer skal gendannes af disse processer. Det er dog umuligt at bruge konventionelle typer relæer på grund af deres ustabile drift ved den indledende skalagrænse.

Til drift i startelementerne i ATS anvendes specielle relædesigns, som udelukker vibrationer og hoppe af kontakter, når de aktiveres ved nedre grænser.

Når udstyret normalt får strøm i henhold til hovedkredsløbet, observerer spændingsovervågningsrelæet blot denne tilstand. Så snart spændingen forsvinder, skifter RKN sine kontakter og signalerer således solenoiden, at den skal tænde for reservekontaktens magnet for at aktivere den.

Samtidig observeres en vis sekvens af aktivering af strømelementerne i den første sløjfe, som er inkluderet i ATS-systemets kontrollogik under dets oprettelse og konfiguration.

Ud over tabet af spænding på hovedstrømledningen er det normalt nødvendigt at kontrollere et par betingelser for fuld drift af startelementet i ATS, for eksempel:

• fravær af uautoriseret kortslutning i det beskyttede område;

• tænd for inputkontakt;

• tilstedeværelsen af ​​spænding på backup-strømledningen og nogle andre.

Alle indledende faktorer, der er indtastet for driften af ​​ATS, kontrolleres i den logiske algoritme, og hvis de nødvendige betingelser er opfyldt, udstedes en kommando til det udøvende organ under hensyntagen til den indstillede tidsindstilling.

Eksempler på anvendelse af nogle ATS-ordninger

Afhængigt af størrelsen af ​​systemets driftsspænding og kompleksiteten af ​​netværkskonfigurationen, kan ATS-kredsløbet have en anden struktur, køre på jævn- eller vekselstrøm eller overhovedet undvære det ved at bruge hovednetværkets spænding i 0,4 kV kredsløb.

ATS på en højspændingsledning ved konstant driftsstrøm

Lad os kort se på logikken i driften af ​​backup-strømrelækredsløbet med hovedstrømforsyningen #1.

Hvis der opstår en kortslutning i L-1-sektionen, vil beskyttelserne slukke for kontakten V-1, og spændingen på de forbindende busser forsvinder. Underspændingsrelæet «H <» vil mærke dette gennem den målende VT og fungere ved at levere + driftsstrøm gennem RV-kontakten, som har fungeret med en tidsforsinkelse, til RP-spolen.

Dens kontakter vil udløse kommandoer til at aktivere et antal relæer, der udfører forskellige overvågningsfunktioner og giver et styresignal til V-2-strømkontaktens lukkesolenoid.

Skemaet giver enkelt handling og frigivelse af aktiveringsinformation fra signalrelæer.

ATS for en sektionsafbryder ved konstant driftsstrøm

Driftseffekttransformatorerne T1 og T2 forsyner deres sektion af samleskinner afbrudt fra sektionsafbryder V-5.

Når en af ​​disse transformere udløses eller afbrydes, tilføres strøm til den udløste sektion ved at skifte V-5-kontakten. RPV-relæet giver engangsautomatisk lukning.

Driften af ​​kredsløbet er baseret på interaktionen af ​​kontaktens hjælpekontakter med forsyningen af ​​+ driftsstrøm til RPV-relæets spoler og blinklysene. Det giver også mulighed for operationel acceleration af operativsystemet, som sættes i drift under omskiftningerne af personalet på vagt.

Princippet om dannelsen af ​​logikken i driften af ​​ATS kan ændres. For eksempel, når du betjener et kredsløb med en ekstra sektionskontakt inkluderet, som vist på billedet nedenfor, kræves yderligere startere og logiske elementer.

ATS sektionsafbryder i vekselstrømsdrift

Funktioner ved driften af ​​automatisering af kilder, der bruger energi fra dem, der er placeret i transformerstationen VT måling, kan estimeres efter følgende skema.

Her udføres spændingsstyringen af ​​hver sektion af 1PH og 2PH relæerne. Deres kontakter aktiverer synkroniseringslegemerne 1PB eller 2PB, som virker gennem blokkontakterne og blinkende spoler på strømafbryderens solenoider.

Princippet om implementering af ATS for brugere af et 0,4 kV-netværk

Ved oprettelse af en backup-strømforsyning til et trefaset netværk bruges magnetiske startere KM1, KM2 og et kV minimumspændingsrelæ, som styrer parametrene for hovedlinjen L1.

Starterviklingerne er forbundet fra de samme faser af deres linjer gennem de logiske koblingskontakter til den jordede neutrale, og strømkontakterne går ind i forbrugerens forsyningsskinne på begge sider.

Spændingsrelæets kontaktsystem i hver position forbinder kun én starter til lysnettet. I nærvær af spænding på L1-linjen vil kV fungere og med sin lukkekontakt tænde spolen på starteren KM1, som vil forsyne brugeren med sit forsyningskredsløb og forbinde dets signallys, mens KM2-viklingen deaktiveres.

I tilfælde af en spændingsafbrydelse på L1 afbryder kV-relæet forsyningskredsløbet til startviklingen KM1 og starter KM2, som udfører de samme funktioner for L2-linjen som KM1 for sit kredsløb i det foregående tilfælde.

Strømafbrydere QF1 og QF2 bruges til at deaktivere kredsløbet fuldstændigt.

Den samme algoritme kan tages som grundlag for at skabe en strømforsyning til ansvarlige brugere i et enfaset strømnet.Du skal bare slukke for de unødvendige elementer i den og bruge enfasede startere.

Funktioner af moderne ATS-sæt

For at forklare principperne for bygningsautomatiseringsalgoritmer er den gamle relæbase bevidst blevet brugt, hvilket gør det nemmere at forstå algoritmerne i arbejdet.

Moderne statiske enheder og mikroprocessorenheder fungerer på de samme kredsløb, men har forbedret udseende, mindre størrelser og mere praktiske indstillinger og muligheder.

De er lavet i separate blokke eller i hele sæt samlet i specielle moduler.

Til industriel brug fremstilles ATS-sæt som fuldt klar-til-brug-sæt, der er anbragt i specielle beskyttelsesskabe.