Automatisch inschakelen van back-up stroomvoorziening (ATS) in distributienetwerken

Automatic Transfer Switch (ATS) ontworpen om gebruikers over te schakelen van een defecte stroombron naar een bruikbare back-up. In landelijke stroomvoorzieningssystemen worden ATS-apparaten gebruikt op 35-110/10 kV-onderstations met twee transformatoren (lokale ATS) en op 10 kV bidirectionele hoogspanningslijnen die in open modus werken (netspannings-ATS).

In verband met het verschijnen van consumenten van de eerste categorie in termen van betrouwbaarheid van de stroomvoorziening (veecomplexen), begonnen ze ATS-apparaten te introduceren op TP-10 / 0,38 kV, op 0,38 kV-lijnen en in back-up dieselcentrales.

Aan ATS-schema's worden de volgende basiseisen gesteld:

• ATS moet aanwezig zijn in het geval van een onverwachte stroomstoring om welke reden dan ook en bij aanwezigheid van spanning in de noodstroombron;

• ATS moet worden uitgevoerd met de kortst mogelijke werktijd;

• ATS moet eenmalig zijn;

• De ATS moet zorgen voor een snelle uitschakeling van de back-upbron wanneer een stabiele kortsluiting wordt ingeschakeld, hiervoor wordt aanbevolen om de beveiliging na de ATS te versnellen (op dezelfde manier als na de AR);

• het ATS-schema moet voorzien in bewaking van de bruikbaarheid van het circuit voor het inschakelen van de back-upapparatuur.

Om de automatische omschakelaar te starten wanneer de hoofdbronspanning wegvalt, wordt een onderspanningsrelais gebruikt... In sommige gevallen wordt de rol van de trigger uitgevoerd door een tijdrelais met een retouranker (in normale modus is het tijdrelais constant bekrachtigd en het anker wordt getrokken).

De ontvangstinstelling van deze relais wordt meestal, als er geen specifieke gegevens beschikbaar zijn, gekozen uit de conditie

De responstijd van het startelement van het ATS-apparaat (tav.AVR) wordt geselecteerd op basis van de volgende voorwaarden:

waarbij ts.z de langste reactietijd is van de gespecificeerde beveiligingen;

Δt is de veronderstelde mate van selectiviteit gelijk aan 0,6 s bij gebruik van een tijdrelais met een schaal tot 9 s en gelijk aan 1,5 ... 2 s met een schaal tot 20 s;

• door de werking van de automatische omschakelaar te coördineren met andere automatiseringsapparaten (bijvoorbeeld het automatisch opnieuw sluiten van de lijn waardoor energie wordt aangevoerd vanuit de hoofdstroombron)

waar ts.z.l — de langste werkingstijd van de bescherming van de lijn (element van het voedingssysteem) die energie naar consumenten verzendt waarvoor een automatische omschakeling wordt uitgevoerd;

t1APV — mislukte cyclustijd voor automatisch sluiten van deze rij;

tzap - tijdslimiet gelijk aan 2 - 3,5 s.

In landelijke elektrische netwerken, netwerk ATS, die redundantie bieden aan consumenten die zijn aangesloten op bidirectionele hoogspanningslijnen die in open (voorwaardelijk gesloten) modus werken (Fig. 1, a).

Netwerk-ATS is een set apparaten die bestaat uit:

• het ATS-apparaat zelf, dat de voeding naar de back-upbron schakelt door de ATS-puntschakelaar (3B, Fig. 1) in te schakelen, die tijdens normaal circuitbedrijf is uitgeschakeld;

• apparaten die, indien nodig, zorgen voor automatische herstructurering van de relaisbeveiliging voordat de bedrijfsmodus van het netwerk wordt gewijzigd tijdens automatische omschakeling;

• automatische minimale spanningsscheidingsinrichting (uitschakeling van 1V en 5V is geldig, fig.1, a), die de toevoer van spanning van de back-upbron naar de beschadigde werkstroombron (naar de werklijn, transformator, enz.) verhindert, maar ook voor sommige andere apparaten.

Rijst. 1 Schema van een automatische netwerkschakelaar voor landelijke netwerken van 10 kV (op een veerbediende stroomonderbreker): a — verklarend primair circuit van een netwerk van 10 kV; b — spanningsschema van het ATS-startlichaam; c - schema van automatische omschakelaar en bediening van schakelaar 3 (schakelpunt van automatische omschakeling).

Figuur 1, c toont een diagram van een netwerk-ATS voor veerbediende stroomonderbrekers, de meest voorkomende in landelijke 10 kV-netwerken. Op het ATS-punt (Fig. 1, a) is een KRUN-cel (kast) met een 3V-schakelaar, uitgerust met een netwerk-ATS en relaisbeveiliging, geïnstalleerd.

De actie van het startelement van de ATS wordt geleverd door spanningstransformatoren TN1 en VT2 (twee of één VT aan elke kant), die bronnen van bedrijfsstroom zijn voor alle apparaten van het ATS-punt.In dit geval wordt de voeding van besturingsrails 1ShU en 2ShU (Fig. 1, c) uitgevoerd vanaf TN1 of vanaf TN2 met automatische omschakeling naar TN van de onbeschadigde lijn.

Wanneer de stroom uitvalt, bijvoorbeeld aan de kant van onderstation A, worden de spanningsrelais 1PH, 2PH geactiveerd. In aanwezigheid van spanning aan de kant van onderstation B, wordt het tijdrelais 1RV ingeschakeld en na een bepaalde tijd sluit het contact 1RV in het circuit van de elektromagneet om de EV van de 3V-schakelaar in te schakelen.

Als de aandrijfveren zijn ingeschakeld (contact KGP1 is gesloten), is de stroomonderbreker gesloten. Als de omschakelautomaat succesvol is, wordt de motor ingeschakeld via het gesloten hulpcontact 3VZ en start de aandrijfveren. In het geval van een mislukte ATS (kortsluiting met daaropvolgende ontkoppeling van de beveiliging), blijft het ZVZ-contact open en worden de veren niet opgewonden (de duur van het volledig opwinden van de veren is 6 ... 20 s). Dit garandeert de eenmalige ATS.

In dit geval is het nodig om het apparaat 2OU handmatig naar positie 2-3 te verplaatsen om de aandrijving voor te bereiden op het inschakelen. In het geval van fouten in de circuits TN1 of TN2, wordt de corresponderende stroomonderbreker AB uitgeschakeld en schakelt het hulpcontact AB1 of AB2 het ATS-apparaat uit om naar de beschadigde VT te werken.

Als de tav.AVP-instellingen wanneer de spanning uit bronnen A en B verdwijnt aanzienlijk verschillen, wordt een tweede relais 2PB geïnstalleerd (niet weergegeven in het diagram), zodat het relais 1PB wordt geactiveerd op het circuit 1PH, 2PH, AB1, en het relais 2PB - op het circuit 3PH, 4RN, AB2.

De werking van het ATS-circuit van transformatoren wordt gecontroleerd op de standaard (Fig. 2).

Rijst. 2. Schema van het ATS-apparaat (schakeling van sectieschakelaars) van een onderstation met twee transformatoren.

Het schematische diagram van de automatische omschakelaar, weergegeven in figuur 2, maakt het mogelijk om via een sectieschakelaar CB automatisch de rails van sectie I of II te voeden in het geval van een noodstop van transformator T1 of T2.

Overweeg de werking van het circuit wanneer de back-upstroom is aangesloten op de sectie I-bussen.

Sectie I-consumenten worden normaal gesproken gevoed door transformator T1 en hun automatische voedingsredundantie wordt bereikt door SV in te schakelen.

Er wordt automatisch back-upvermogen geleverd wanneer de spanning op de rails van sectie I uitvalt als gevolg van:

• ontkoppeling van de voeding of de voedingsdraad aan de kant van T1;

• kortsluiting in de transformator en op de rails van sectie I;

• onbedoelde ontkoppeling van transformator T1.

Het ATS-circuit werkt alleen als de contacten van schakelaar P. De spoel van het enkelvoudige relais (ROV) van het ATS-apparaat is bekrachtigd en het contact is gesloten terwijl schakelaar 1B1 is ingeschakeld.

Wanneer de spanning op de bussen van sectie I wegvalt, sluit het onderspanningsrelais zijn verbreekcontacten. Tijdrelais 1PB krijgt via zijn gesloten contacten spanning en geeft na enige tijd vertraging een impuls om transformator T1 (schakelaars 1B en 1B1) uit te schakelen.

Gewoonlijk werkt het tijdrelais op een tussenrelais, dat met zijn contacten de werkcircuits van de schakelaar inschakelt.Na het uitschakelen van de schakelaars wordt de DOM-spoel uitgeschakeld, maar de contacten keren met een bepaalde tijdvertraging terug naar hun oorspronkelijke positie . De retourtijd is iets langer dan de sluitingstijd van de CB-schakelaar.Daarom slaagt de CB aan puls erin om door het ROV-contact te gaan en het in te schakelen, waardoor de rails van sectie I stroom krijgen van transformator T2. Na het openen van het ROV-contact wordt het pulscircuit om de schakelaar te sluiten onderbroken, wat zorgt voor een eenmalige werking van het ATS-apparaat.

Om valse acties van ATS-apparaten uit te sluiten wanneer zekeringen in het VT-spanningstransformatorcircuit zijn doorgebrand, zijn twee onderspanningsrelais geïnstalleerd met serieschakeling van hun contacten. Bovendien kan een ander spanningsrelais in serie worden geschakeld, dat wordt gevoed vanuit een back-upbron en ervoor zorgt dat het ATS-apparaat alleen voor deze gebruikers kan werken in het geval van een spanningsuitval in het hoofdgedeelte als er spanning is op de back-upstroompieken .

Zie ook over dit onderwerp: Hoe automatische omschakelingsapparaten (ATS) werken in elektrische netwerken