В данной статье речь пойдет о реализации автоматического ввода резерва (АВР) на электростанциях небольшой мощности.

Главное отличие АВР на электростанциях от АВР на подстанциях распределительных сетей заключается в необходимости контроля встречного напряжения на потерявших питание шинах.

Рассмотрим на примере схемы электростанции и линии связи с энергосистемой (см.рис.1), когда происходит отключение выключателя Q6 действием дифференциальной защиты трансформатора. Происходит немедленное включение секционного выключателя Q5 по типовой схеме АВР. Если в это время были включены выключатели Q1 и Q4 и электростанция находилась в работе, то возникает опасность несинхронного включения генераторов из-за возможного расхождения угла между векторами напряжений энергосистемы и электростанции за время перерыва питания секции.

Аналогичная ситуация может возникнуть и на самой электростанции, когда отключается выключатель Q1 от защит при близком трехфазном КЗ на линии связи с энергосистемой и АВР включает секционный выключатель Q3 (рис. 1).

Рис.1 - Cхема электростанции и линии связи с энергосистемой

Что бы предотвратить несинхронное включение генераторов в схему АВР вводится контроль встречного напряжения на секции (со стороны подключенных генераторов), осуществляемый после некоторой выдержки времени (примерно 0,5 с). Эта выдержка необходима для того, чтобы напряжение, которое в момент трехфазного КЗ снизилось до нуля, успело возрасти до значения, при котором реле контроля встречного напряжения запретит АВР (учитывается инерционность действия регуляторов возбуждения генераторов).

При наличии контроля встречного напряжения (ожидания снижения напряжения) приходится применять специальный орган однократности действия АВР, поскольку рассмотренная ранее схема однократности действия для распределительных сетей — становится непригодной.

Данная схема выводит АВР из действия раньше, чем реле контроля встречного напряжения разрешит включение выключателя резервного питания.

Структурная схема АВР для подстанций с генераторами и для прилегающей подстанции энергосистемы приведена на рис. 2.

Подробно как реализуется данная схема на электромеханической или цифровой элементной базе рассмотрена в работе [Л2].

На электростанции АВР может иметь два варианта применения, однако типовая логика АВР выполняется одинаковой, пригодной для разных случаев применения.

Рис.2 - Структурная схема АВР для подстанций c синхронными генераторами

Первый случай

АВР вводится в работу только при остановленных генераторах и предназначено для резервирования вводов от энергосистемы (как на обычных распределительных подстанциях).

Органы контроля снижения линейного напряжения и Uab < , Uca < , Ubc < включены по схеме “И”, это предотвращает ложный сигнал при перегорании одного из высоковольтных предохранителей трансформатора напряжения.

Контроль встречного напряжения позволит предотвратить несинхронное включение в случае ошибочных действий оперативного персонала, когда при включении какого-либо генератора (генераторов) на шины переключатель АВР остался во включенном положении. При этом в схеме АВР достаточно использовать только вспомогательные контакты выключателей Q1 и Q2 (см. рис. 2, блоки отключения и контроля).

Второй случай

АВР вводится в работу при работающих генераторах и автономной работе подсистем. Например, генераторы включаются на первую секцию (ввод Q1 отключен), ввод от энергосистемы — на вторую секцию (ввод Q2 включен), секционный выключатель Q3 отключен, устройство АВР Q3 включено. При этом в схеме АВР необходимо кроме вспомогательных контактов выключателей Q1 и Q2 использовать вспомогательные контакты выключателей генераторов Q1(3) и Q2(4), как и показано на рис. 2. В этом случае выдержку времени контроля встречного напряжения можно установить равной нулю.

Для предотвращения неполнофазного режима работы при обрыве одной из фаз питающей линии электропередачи введен пуск АВР по напряжению обратной последовательности U2. Для предотвращения ложного пуска АВР при перегорании предохранителя со стороны ВН одной из фаз ТН пуск осуществляется от двух органов напряжения обратной последовательности, один из которых контролирует наличие напряжения обратной последовательности U2 на шинах секции, а другой — до вводного выключателя секции (рис.2). При этом контролируются также наличие нормального напряжения и отсутствие напряжения обратной последовательности U2 на смежной секции (резервном источнике питания).

Литература:

  1. А.В. Беляев. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики. Часть 1.
  2. Беляев А. В. Противоаварийная автоматика в узлах нагрузки с синхронными электродвигателями большой мощности. 4-e изд., перераб. и доп. — СПб.: ПЭИПК, 2007.