Виды автоматики устройств РЗА

1.

Виды автоматики устройств РЗА (АПВ, АВР, АЧР,
ЧАПВ, автоматика обдува тр-ра.
Регистраторы мест повреждений (РАС, ОМП).
Назначение, требования, принцип действия и схемы.
Мастер СРЗАИ Артамонов А.И.

2.

Надеюсь все понимают, что мозг человека – это
как МП устройство в релейке?!

3.

Важен правильный выбор во всем.
… по рассчету!

4.

Данная инфо в материалах технического обучения
НЕ располагает к мысли недооценки людей с
филологическим образованием, а имеет характер
увеселительный и привлечения внимания к теме
обучения.

5.

Какие вопросы должен задать себе
«технарь»?
•Это что?
•Для чего это?
•Я это должен знать что ли?
•Кто должен заниматься этим?

6.

Эти вопросы должен задавать себе начинающий
релейщик
•Для чего это?
•Как это работает?
•Как ее проверять?
•«Маны хайдах гынабыный
Сааска?»

7.

Что такое автоматика в целом
• Автома́тика (от греч. αύτόματος — самодействующий)
— отрасль науки и техники, которая разрабатывает
технические средства и методы для
осуществления технологических процессов без
непосредственного участия человека.
• Также Автома́тика — совокупность механизмов,
приборов, действующих автоматически.

8.

АПВ, АВР, АЧР, ЧАПВ, автоматика обдува тр-ра.
Эти виды автоматики чётко регламентированы
в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Представляют собой электрическую схему,
которая состоит из одного или группы реле
срабатывающих только при определённых
условиях. При этом все ее сработанные виды
должны быть визуально зафиксированы за
счёт сигнальных реле, которые называются
блинкерами.

9.

• I категория — к потребителям этой группы относятся те, нарушение
электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни
людей, значительный материальный ущерб, опасность для безопасности
государства, нарушение сложных технологических процессов и пр.
• II категория — к этой группе относят электроприёмники, перерыв в питании
которых может привести к массовому недоотпуску продукции, простою
рабочих, механизмов, промышленного транспорта.
• III категория — все остальные потребители электроэнергии.
• Потребители I категории должны иметь постоянное электропитание,
причем от двух независимых источников. Перерыв в питании от одного из
источников допускается только на время действия АВР.
• Потребители II категории допускают работу от одного источника и перерыв
питания не должен превышать время, необходимое для включения
резервного источника дежурным персоналом или выездной бригадой.
• Потребители же III категории допускают перерыв в электропитании до суток
(время ликвидации аварии выездной аварийной бригадой). Таким
образом, действие АЧР направлено на отключение потребителей III
категории, как наименее важных.

10.

АПВ
• АПВ имеет особо важное значение для одиночных линий, т. к.
успешное АПВ предотвращает обесточивание потребителей. Для
многоцепных линий АПВ автоматически восстанавливает
нормальную схему питания. АПВ повышает надежность
использования данной электростанции.
• АПВ делится на трехфазное (отключение всех трех фаз при
повреждении хотя бы на одной из них) и однофазное
(отключение только поврежденной фазы).
• АПВ линий, идущих от электростанций, выполняется как с
проверкой синхронизма, так и без нее. Длительность цикла АПВ
определяется по условиям гашения дуги (минимальная
длительность) и по условиям устойчивости (максимальная
длительность).

11.

Как работает автоматика повторного включения (АПВ)
После отключения ЛЭП защитами сразу начинает работать
АПВ с выдержкой времени, требуемой для самоликвидации
кратковременных причин.
Для каждого вида ЛЭП на основе проведения статистических
исследований
рекомендуются
свои
времена,
обеспечивающие период ликвидации кратковременных
аварий. Обычно она составляет около двух секунд или чуть
больше (до четырех).
1. успешно, когда неисправность самоликвидировалась;
2. неуспешно.

12.

Для повышения достоверности инфо через некоторое время,
15÷20 с. предпринимается вторая попытка автоматики
произвести
включение
линии
под
нагрузку.
Учитывая, что до 50% процентов аварийных отключений
ликвидируются первым кратом АПВ и до 15% — вторым, то
общая надежность включения линии под нагрузку применением
двухкратного цикла значительно повышается, достигая рубежа
60÷65%.
Если после второй попытки АПВ авария не устранена и защиты
снова отключили выключатель, то неисправность носит
устойчивый
характер,
требует
визуальной
оценки
эксплуатационным персоналом, ремонта.

13.

14.

Требования к АПВ
•АПВ должно обязательно срабатывать при аварийном
отключении на защищаемом участке сети.
•АПВ не должно срабатывать, если выключатель отключился
сразу после включения его через ключ управления. Подобное
отключение говорит о том, что в схеме присутствует устойчивое
повреждение, и срабатывание устройства АПВ может усугубить
ситуацию. Для выполнения этого требования делают так, чтобы
устройства АПВ приходили в готовность только через несколько
секунд после включения выключателя. Кроме того, АПВ не
должно срабатывать во время оперативных переключений,
осуществляемых персоналом.

15.

• Схема АПВ должна автоматически блокироваться при
срабатывании ряда защит (например, после действия газовой
защиты трансформатора, срабатывание устройств АПВ
нежелательно).
• Устройства АПВ должны срабатывать с заданной кратностью.
То есть однократное АПВ должно срабатывать 1 раз,
двукратное — 2 раза и т. д.
• После успешного включения выключателя, схема АПВ должна
обязательно самостоятельно вернуться в состояние готовности.
• АПВ должно срабатывать с выставленной выдержкой времени,
обеспечивая
наискорейшее
восстановление
питания
в
отключенном участке сети. Как правило, эта выдержка
равняется 0,3-5 с. Однако, следует отметить, что в ряде случаев
целесообразно замедлять работу АПВ до нескольких секунд.

16.

Схема АПВ на реле РПВ-58.
Конденсатор С после подачи напряжения на ШУ
заряжается через элементы логических цепочек
разрешения подготовки. А при формировании цепей
запрета АПВ заряд блокируется подбором резисторов
R1 и R2.
На обмотку реле времени РВ подается напряжение
ШУ после отключения выключателя через цепи
контроля синхронизма, и оно отрабатывает заданную
выдержку времени своим контактом.
После замыкания нормально открытого контакта РВ
конденсатор разряжается на обмотку напряжения
промежуточного реле РП, которое срабатывает и
своим замкнутым контактом РП через собственную
токовую обмотку удержания выдает +ШУ на соленоид
включения силового выключателя.
Таким образом, реле АПВ выдает импульс тока от предварительно заряженного конденсатора С на
включение выключателя после его отключения через сигнальный блинкер РУ и накладку Н
замыканием контакта РП. Назначение накладки Н — вывод из работы АПВ оперативным персоналом
при выполнении переключений.

17.

АВР. Назначение
• Устройства АВР должны предусматриваться для восстановления
питания потребителей путем автоматического присоединения
резервного источника питания при отключении рабочего
источника питания, приводящем к обесточению электроустановок
потребителя. Устройства АВР должны предусматриваться также
для автоматического включения резервного оборудования при
отключении рабочего оборудования, приводящем к нарушению
нормального технологического процесса.
• Устройства АВР также рекомендуется предусматривать, если при
их применении возможно упрощение релейной защиты,
снижение токов КЗ и удешевление аппаратуры за счет замены
кольцевых сетей радиально-секционированными и т. п.
• Устройства АВР могут устанавливаться на трансформаторах,
линиях, секционных и шиносоединительных выключателях,
электродвигателях и т. п.

18.

АВР. Принцип действия
• В качестве измерительного органа для АВР в высоковольтных сетях
служат реле минимального напряжения (реле контроля фаз),
подключённые к защищаемым участкам через трансформаторы
напряжения. В случае снижения напряжения на защищаемом участке
электрической сети реле даёт сигнал в схему АВР.
• На защищаемом участке нет неустранённого короткого замыкания. Так
как понижение напряжения может быть связано с коротким
замыканием, включение дополнительных источников питания в эту цепь
нецелесообразно и недопустимо.
• Вводной выключатель включён. Это условие проверяется, чтобы АВР не
сработало, когда напряжение исчезло из-за того, что вводной
выключатель был отключён намеренно.

19.

• На соседнем участке, от которого предполагается получать питание
после действия АВР, напряжение присутствует. Если обе питающие
линии находятся не под напряжением, то переключение не имеет
смысла.
• После проверки выполнения всех этих условий логическая часть
АВР даёт сигнал на отключение вводного выключателя
обесточенной части электрической сети и на включение
межлинейного (или секционного) выключателя. Причём,
межлинейный выключатель включается только после того, как
вводной выключатель отключился. АВР подразделяется также на
системы с восстановлением и без восстановления: при работе с
восстановлением при возникновении напряжения на вводе с
установленной выдержкой схема восстанавливает исходную
конфигурацию. Обычно данный режим выбирается установкой
накладок вторичных цепей в соответствующее положение. При
восстановлении АВР допускается кратковременная работа
питающих трансформаторов «в параллель» для бесперебойности
электроснабжения.

20.

Логика АВР 6 кВ
При аварийном отключении В-6-1Т(2Т) от защит
трансформатора 1Т (2Т) и исчезновении
напряжения 1СШ-6 кВ (2СШ-6 кВ) – включение СВ-6
с контролем напряжения на 2СШ-6 кВ (1СШ-6 кВ) и
контролем включенного положения В-6-2Т(1Т), с
блокировкой при:
- работе дуговой защиты 1СШ-6 кВ (2СШ-6 кВ),
МТЗ, ЛЗШ, ЗОФ;
- работе УРОВ;
- наличии напряжения 3Uo;
При аварийном отключении ВЛ 110кВ Л-113 или Л-114, нормальном режиме работы
ПС 110кВ Мохсоголлох, АВР 6кВ работает в режиме «ВВЕДЕНО» по исчезновению
напряжения на одной из ВЛ.
АВР 6 кВ – ВЫВЕДЕН - в режиме питания ПС 110 кВ «Мохсоголлох» от изолированно
работающих электростанций «ЯГРЭС Новая» и «ЯГРЭС». Выводиться персоналом по
команде ДД ОДС при изменении режима работы.
АВР 6 кВ – ВЫВЕДЕН при выводе в ремонт ТН-1 (ТН-2).

21.

АЧР, ЧАПВ
• Автомати́ческая часто́тная разгруз́ ка (АЧР) — один из методов
режимной автоматики, направленный на повышение надежности
работы электроэнергетической системы путём предотвращения
образования лавины частоты и сохранения целостности этой
системы. Метод заключается в отключении наименее важных
потребителей электроэнергии при внезапно возникшем
дефиците активной мощности в системе.
• ЧАПВ – это частотное автоматическое повторное включение.
Срабатывание
ЧАПВ
позволяет
восстановить
подачу
электрической энергии потребителям, которых обесточили для
выравнивания частоты.

22.

АЧР-1 (в том числе устройства специальной
очереди АЧР)
Быстродействующая АЧР. Задача АЧР-1:
быстрое отключение части потребителей с
целью остановить лавинообразный процесс
падения частоты в системе. Уставки по частоте
устройств АЧР-1 должны находиться в
диапазоне 46,5 - 48,8 Гц, уставки по частоте
устройств специальной очереди АЧР - в
диапазоне 49,0 - 49,2 Гц. Минимальная
ступень по частоте 0,1 Гц. Уставки по времени устройств АЧР-1 должны находиться в
диапазоне 0,15 - 0,3 секунды и должны исключать действие устройств АЧР-1 при коротких
замыканиях в электрической сети. Мощность отключаемых потребителей равномерно
распределяют по ступеням.
АЧР-2
Задача АЧР II — восстановить частоту после действия устройств АЧР-1 или при медленном
снижении частоты. Устройства АЧР-2 функционально подразделяются на устройства:
- АЧР-2 несовмещенной;
- АЧР-2 совмещенной.

23.

• Объем отключаемой нагрузки АЧР-2 совмещенной входит в объем
отключаемой нагрузки АЧР-1.
• АЧР-2 начинает срабатывать после того, как частота установится на уровне
47,5—48,5 Гц. Уставки по частоте устройств АЧР-2 должны находиться в
диапазоне 48,7–49,1 Гц. Выдержка времени между ступенями АЧР II больше,
чем у АЧР I и выбирается в диапазонах от 5—10 до 70—90 секунд. Такая
большая выдержка времени обусловлена тем, что система может длительно
работать при частоте выше 49,2 Гц, поэтому быстро доводить значение
частоты до номинального путём отключения потребителей, которые могут
получать электроэнергию без особого вреда для системы, не имеет смысла.
• Существуют также особые категории АЧР, применяемые в различных
специфических случаях.
• Схемы АЧР относят к аппаратуре РЗиА (релейной защиты и автоматики)
электрических сетей и традиционно основаны на частотных реле (например
отечественные электронные реле частоты серии РЧ); в настоящее время
широкое распространение получили микропроцессорные терминалы РЗиА,
одновременно выполняющие множество функций защит и автоматики, в
том числе и выполнение функций АЧР и ЧАПВ.

24.

25.

26.

Автоматика обдува тр-ра
Автоматика обдува понижающего трансформатора (рис.
5.1) обеспечивает включение вентиляторов при
возникновении перегрузки трансформатора, а также при
температуре масла в нем свыше 65 °С. Обдув
трансформаторов используется обычно в летний
период. На схему обдува питание подается пакетным
выключателем S. Схема позволяет производить
дистанционное включение и отключение двигателя
вентилятора. Для включения обдува ключ управления
SA переводится во включенное положение «В».
При этом контакты 1—2 замыкают цепь катушки промежуточного реле KL от фазы А до фазы С. Реле
KL замыкает цепь катушки контактора КМ. Через контакты тепловых реле КК1 и КК2 на катушку КМ
проходит ток. Контактор своими контактами подает напряжение фаз А, В, С на двигатель М
вентилятора, который начинает работать, охлаждая трансформатор. Перевод ключа SA в
нейтральное положение «Н» приводит к размыканию цепи катушки контактора и отключению
вентилятора.

27.

• Перевод схемы на автоматическое управление осуществляется при
переключении ключа SA в отключенное состояние «О». При этом
замыкается цепь между контактами 3—4 ключа. При повышении
температуры масла в трансформаторе до 55° С замыкаются контакты
термосигнализатора KSK. При дальнейшем повышении температуры
при 65 °С замыкается вторая пара контактов термосигнализатора KSK,
подается питание на катушку промежуточного реле KL, которое
включает контактор КМ, а он в свою очередь подает питание на
двигатель М вентилятора. Отключение контактора произойдет при
снижении температуры масла ниже 55 °С, когда разомкнутся контакты
термосигнализатора KSK и прекратится питание катушки реле KL через
свои контакты и контакты термосигнализатора KSK (55 °С).
Температурная вилка (65—55 °С) позволяет значительно уменьшить
число переключений двигателя вентилятора.

28.

• При перегрузке трансформатора возбуждается токовое реле,
контролирующее нагрузку трансформатора, и своим контактом КА
замыкает цепь питания катушки реле времени КТ через вспомогательный
контакт контактора КМ. По истечении заданной выдержки времени реле КТ
замыкает цепь катушки KL промежуточного реле, которое становится на
самоподпитку через свой контакт и контакт реле КА. Контакт реле KL
замкнет цепь катушки пускателя КМ. На двигатель М вентилятора будет
подаваться напряжение до тех пор, пока не снизится нагрузка
трансформатора и токовое реле КА не разомкнет цепь питания катушки
реле KL. В результате этого реле KL отключит пускатель КМ, что приведет к
отключению вентилятора.
• Отключение вентиляции может произойти при срабатывании термореле
КК1 и КК2 тепловой защиты в цепи питания двигателя вентилятора.
• Вывод автоматики обдува осуществляется переводом ключа управления SA
в нейтральное положение «Н».

29.

Регистраторы мест повреждений (РАС, ОМП).
• Система регистрации аварийных событий (РАС) предназначена
для измерения, вычисления, архивирования и предоставления
электрических параметров электроустановок в номинальном и
аварийном режимах. Анализ данной информации позволяет
определить причину возникновения аварийного режима,
произвести оценку правильности работы устройств РЗиА и ПА,
разработать комплекс мероприятий для предупреждения
развития аварийного режима.
• Информация от системы РАС используется на уровне
объекта внедрения при эксплуатации контролируемых
электроустановок и на уровне Системного Оператора при
расследовании произошедших аварийных событий.

30.

структурная схема системы РАС
электрогенерирующего предприятия.
Основными компонентами системы РАС
являются:
•регистраторы аварийных событий РЭС-3;
•сервер РАС;
•локальная вычислительная сеть РАС;
•система обеспечения единого времени.
Регистратор РЭС-3 представляет собой
микропроцессорное устройство с модульной
структурой. Тип и набор модулей
определяется на этапе проектирования в
соответствии с техническими требованиями
объекта внедрения. РЭС-3 размещаются в
помещениях для установки устройств РЗиА:
на релейном щите (РЩ) и на главном щите
управления (ГЩУ).
Аналоговые цепи РЭС-3 (ТИ) подключаются к измерительным трансформаторам напряжения и тока (ТН и
ТТ), внешним измерительным преобразователям. РЭС-3 регистрирует дискретные сигналы (ТС, ПО) от
устройств релейной защиты и автоматики (РЗиА), от шкафов противоаварийной автоматики управления
электрооборудованием (МКПА), непосредственно с коммутационных аппаратов (КА), а также от устройств
передачи аварийных сигналов и команд (УПАСК).
.

31.

Запуск РЭС-3 для осциллографирования электрических пара метров аварийного режима выполняется от
изменения значений входных аналоговых сигналов относительно уставки и изменения состояния одного
или нескольких входных дискретных сигналов
Тип данных, которые использует РЭС-3 для представления:
•мгновенные значения аналоговых и дискретных сигналов с частотой дискретизации не менее 2000 Гц на
канал — для осциллографирования номинальных и аварийных режимов;
•действующие значения на периоде промышленной частоты — в качестве замещающей информации для
ПТК СОТИАССО.
Сервер РАС представляет собой компьютер или сервер под управлением операционной системы
Microsoft Windows (Server).
Основными функциями сервера РАС являются:
•предоставление электрических параметров номинальных режимов электрооборудования по сетевым
протоколам OPC DA или МЭК 60870-5-104;
•хранение и предоставление по сетевому протоколу FTP электрических параметров аварийных режимов
электрооборудования с глубиной хранения до 3 лет;
•файлы настройки регистраторов РЭС-3.
Регистраторы РЭС-3 и сервер РАС объединены в технологическую ЛВС РАС, построенную на базе стека
протоколов TCP/IP. Для сопряжения ЛВС РАС с ЛВС сторонних автоматизированных информационных
систем объекта внедрения применяется технология виртуальных ЛВС — VLAN.

32.

• истема обеспечения единого времени (СОЕВ) обеспечивает РЭС-3
метками точного времени для регистрации электрических
параметров с точностью не хуже 1 мс. Это свойство обеспечивает
анализ информации от нескольких РЭС-3 не только в рамках одного
объекта, но и от РЭС-3 разных объектов.
• Дополнительным компонентом системы РАС является
автоматизированное рабочее место оператора (АРМ) с
установленным программным обеспечением SignW. АРМ
используется для настройки и диагностики работоспособности
системы РАС, предоставления измеренных параметров.

33.

Нормативно-техническая документация
• «Библиотека электромонтера. Автоматическое повторное
включение» Овчинников В. В. М. Энергоатомиздат 1987.
• «Автоматика энергосистем» 3-е издание, переработанное и
дополненное М. А. Беркович, В. А. Гладышев, В. А. Семенов. М.
Энергоатомиздат 1991
• «Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В.,
Семенов В. А. Энергоатомиздат 1998
• «Аварийная частотная разгрузка энергосистем. Учебное пособие»
Г. М. Павлов, А. Г. Меркурьев Издательство Северо-Западный
филиал АО «ГВЦ Энергетики» РАО «ЕЭС России» 1998