Kuinka automaattiset siirtokytkentälaitteet (ATS) toimivat sähköverkoissa

Työtä kuvaavassa artikkelissa automaattiset sulkemislaitteet, otetaan huomioon tapaukset, joissa sähkönsyöttö katkeaa useista syistä ja menetelmistä sen palauttamiseksi voimalinjojen automaattisen siirron avulla, jos hätätilanteiden syyt ovat kadonneet ja lakanneet toimimasta.

Ilmajohdon johtojen välissä lentävä lintu voi aiheuttaa oikosulun siipiensä kautta. Tämä aiheuttaa jännitteen poistumisen ilmajohdosta laukaisemalla tehoaseman tehokytkimen suojauksen.

Muutaman sekunnin kuluttua automaattiset uudelleensulkemislaitteet palauttavat sähkönsyötön kuluttajille, eikä suojaus tällä hetkellä enää sammuta sitä, koska virran osuma lintu ehtii pudota maahan.

Jos lähellä oleva puu kuitenkin putoaa ilmajohtoon hurrikaanituulen puuskasta, rikkoo tuen, tapahtuu pitkä oikosulku, johdot katkeavat, mikä sulkee pois kytkettyjen esineiden virran nopean automaattisen palautuksen.

Kaikki tämän linjan käyttäjät eivät voi saada virtaa ennen kuin korjaustyöt on saatu päätökseen, mikä voi kestää useita päiviä...

Kuvittele, että tällainen vahinko tapahtuu linjalla, joka toimittaa sähköä alueelliselle kaupungille, jolla on suuret tuotantolaitokset, kuten automaattisten sähköuunien käyttö lasin sulattamiseen.

Sähkökatkon sattuessa sulatuskylvyt lakkaavat toimimasta ja kaikki nestemäinen lasi jähmettyy. Tämän seurauksena yritys kärsii valtavia aineellisia menetyksiä, joutuu kohtaamaan tarpeen lopettaa tuotanto, suorittaa kalliita korjauksia...

Tällaisten tilanteiden välttämiseksi kaikissa suurissa tuotantolaitoksissa on varavirtalähde, joka koostuu varavoimalinjasta toiselta sähköasemalta tai omasta tehokkaasta generaattorisarjasta.

Sinun on vaihdettava nopeasti ja luotettavasti virtaan siitä. Tähän tarkoitukseen käytetään automaattisia siirtokytkimiä, lyhennettynä ATS.

Näin ollen harkittu automaatio on suunniteltu toimittamaan jatkuvasti sähköä vastuullisille kuluttajille, jos päävoimajohdossa ilmenee vakavia vikoja varalähteen nopean aktivoitumisen vuoksi.

ATS-vaatimukset

Varavirran automaattisen kytkemisen laitteet on aktivoitava:

• mahdollisimman pian pääjohdon sähkökatkon jälkeen;

• jos käyttäjän omissa väylissä jännite katoaa, analysoimatta toimintahäiriön syitä, jos käynnistyksen estoa tietyntyyppisellä suojauksella ei ole järjestetty. Esimerkiksi renkaiden kaarisuojan on estettävä automaattisen siirtokytkimen käynnistyminen, jotta onnettomuudesta ei pääse syntymään;

• tarvittavalla viiveellä suoritettaessa tiettyjä teknisiä syklejä. Esimerkiksi kun kytketään päälle voimakkaiden sähkömoottoreiden kuormituksen alaisena, "jännitehäviö" on mahdollista, joka päättyy nopeasti;

• aina vain kerran, koska muuten on mahdollista kytkeytyä päälle useita kertoja korjaamattoman oikosulun vuoksi, joka voi tuhota täysin tasapainotetun sähköjärjestelmän.

Luonnollinen vaatimus piirin luotettavalle toiminnalle on sen jatkuva hyvässä kunnossapito ja teknisten parametrien automaattinen säätö.

ATS:n edut rinnakkaissyöttöön verrattuna kahdesta lähteestä

Ensi silmäyksellä vastuullisten kuluttajien virran saamiseksi voit täysin selviytyä yhdistämällä ne samanaikaisesti kahteen eri linjaan, jotka ottavat energiaa eri generaattoreista. Sitten, jos jossakin ilmajohdossa tapahtuu onnettomuus, tämä piiri katkeaa ja toinen pysyy toimintakunnossa ja tarjoaa jatkuvaa virtaa.

Tällaisia ​​järjestelmiä on jo luotu, mutta ne eivät ole saaneet laajaa käytännön sovellusta seuraavien haittojen vuoksi:

• jos jommassakummassa linjassa tapahtuu oikosulku, virrat kasvavat merkittävästi molemmista generaattoreista tulevan energian vuoksi;

• tehohäviöt tehomuuntaja-asemilla kasvavat;

• tehonhallintajärjestelmästä tulee paljon monimutkaisempi, koska käytetään algoritmeja, jotka ottavat samanaikaisesti huomioon käyttäjän ja kahden generaattorin tilan, energiavirtojen esiintymisen;

• Algoritmeilla toisiinsa yhdistettyjen suojausten toteuttamisen monimutkaisuus kolmessa etäpäässä.

Siksi käyttäjän virran saamista yhdestä päälähteestä ja automaattista siirtoa varageneraattoriin sähkökatkon sattuessa pidetään lupaavimpana. Sähkökatkosaika tällä menetelmällä voi olla alle 1 sekunti.

ATS-järjestelmien luomisen ominaisuudet

Jollakin seuraavista algoritmeista voidaan ohjata automaatiota:

• yksisuuntainen virtalähde työpaikalta, jossa on ylimääräinen kuuma valmiustila, joka otetaan käyttöön vain päälähteen jännitteen häviämisen jälkeen;

• mahdollisuus käyttää kutakin lähdettä kahdenvälisesti työasemana;

• ATS-piirin kyky palata automaattisesti tehoon ensiölähteestä, kun jännite on palautettu tulokytkinväyliin. Tässä tapauksessa luodaan virrankytkentälaitteiden aktivointisarja, joka sulkee pois mahdollisuuden kytkeä käyttäjä rinnakkaisvirran tilaan kahdesta lähteestä;

• yksinkertainen ATS-järjestelmä, joka sulkee pois siirtymisen tehonpalautustilaan päälähteestä automaattisessa tilassa;

• varavirtalähde tulee ottaa käyttöön vain, jos vikaantunutta päävirtalähdeelementtiä syötetään jännitettä katkaisemalla vastaava kytkin.

Toisin kuin automaattinen uudelleensulkeminen, ATS-laitteet osoittavat korkeimman hyötysuhteen sähkökatkon sattuessa, laskettuna 90 ÷ 95 %. Siksi niitä käytetään laajalti teollisuusyritysten tehonsyöttöjärjestelmissä.

Reservin automaattista päällekytkentää käytetään voimalinjojen, muuntajien (virtalähde ja aputarpeet), lohkokytkimien tehonsyöttöön.

OVD:n työn taustalla olevat periaatteet

Pääsähkölinjan jännitteen analysointiin käytetään mittauslaitetta, joka koostuu jännitteensäätöreleestä RKN yhdessä mittausmuuntajan ja sen piirien kanssa. Ensiöverkon suurjännite, joka on suhteellisesti muunnettu toisioarvoon 0 ÷ 100 volttia, syötetään ohjausreleen kelaan, joka toimii liipaisimena.

RKN-releasetusten asetuksella on erityispiirre: on tarpeen ottaa huomioon käyttöelementin alhainen vaadittu käyttötaso, joka takaa jännitteen pudotuksen 20 ÷ 25 %:iin nimellisarvosta.

Tämä johtuu siitä, että tiiviissä oikosulkuissa tapahtuu lyhytaikainen "jännitehäviö", joka eliminoidaan ylivirtasuojausten toiminnalla. Ja ILV-käynnistyskohteet on palautettava näillä prosesseilla. Perinteisten reletyyppien käyttö on kuitenkin mahdotonta, koska niiden toiminta on epävakaa skaalauksen alkurajalla.

Toiminnassa ATS:n käynnistyselementeissä käytetään erityisiä relerakenteita, jotka sulkevat pois tärinän ja koskettimien pomppimisen, kun niitä käytetään alarajoilla.

Kun laite saa normaalisti virtaa pääpiirin mukaan, jännitteenvalvontarele vain tarkkailee tätä tilaa. Heti kun jännite katoaa, RKN kytkee koskettimiaan ja antaa siten signaalin solenoidille, että se kytkee varakytkimen solenoidin päälle sen aktivoimiseksi.

Samanaikaisesti havaitaan ensimmäisen silmukan tehoelementtien tietty aktivointisekvenssi, joka sisältyy ATS-järjestelmän ohjauslogiikkaan sen luomisen ja konfiguroinnin aikana.

Pääsähkölinjan jännitteen menetyksen lisäksi ATS:n käynnistyselementin täydellistä toimintaa varten on yleensä tarkistettava vielä muutama ehto, esimerkiksi:

• luvattoman oikosulun puuttuminen suojatulla alueella;

• kytke tulokytkin päälle;

• jännitteen esiintyminen varavirtajohdossa ja joissakin muissa.

Logiikkaalgoritmissa tarkastetaan kaikki ATS:n toimintaan syötetyt alkutekijät ja, mikäli tarvittavat ehdot täyttyvät, annetaan toimeenpanevalle elimelle käsky asetettu aika-asetus huomioon ottaen.

Esimerkkejä joidenkin ATS-järjestelmien soveltamisesta

Riippuen järjestelmän käyttöjännitteen suuruudesta ja verkkokokoonpanon monimutkaisuudesta, ATS-piirillä voi olla erilainen rakenne, se voi toimia tasa- tai vaihtovirralla tai pärjätä ilman sitä, käyttämällä pääverkkojännitettä 0,4 kV:ssa. piirit.

ATS suurjännitejohdossa vakiokäyttövirralla

Katsotaanpa lyhyesti varavirtarelepiirin toimintalogiikkaa päävirtalähteen #1 kanssa.

Jos L-1-osassa tapahtuu oikosulku, suojaukset kytkevät kytkimen V-1 pois päältä ja liitäntäväyleiden jännite katoaa. Alijänniterele «H <» tunnistaa tämän mittaus-VT:n kautta ja toimii syöttämällä + käyttövirtaa viiveellä toimineen RV-koskettimen kautta RP-käämiin.

Sen koskettimet laukaisevat komentoja useiden releiden käynnistämiseksi, jotka suorittavat erilaisia ​​valvontatoimintoja ja antavat ohjaussignaalin V-2-virtakytkimen sulkemissolenoidille.

Kaava tarjoaa yksittäisen toiminnan ja aktivointitiedon vapauttamisen signaalireleistä.

Osiokytkimen ATS vakiokäyttövirralla

Käyttötehomuuntajat T1 ja T2 syöttävät virtakiskonsa irti lohkokytkimestä V-5.

Kun jokin näistä muuntajista laukeaa tai katkeaa, laukaisuosaan kytketään virta kytkemällä V-5-kytkin. RPV-rele tarjoaa kertaluonteisen automaattisen sulkeutumisen.

Piirin toiminta perustuu kytkimen apukoskettimien vuorovaikutukseen + käyttövirran syöttämisen kanssa RPV-releen keloihin ja suuntavilkkuihin. Se mahdollistaa myös käyttöjärjestelmän toiminnan kiihdytyksen, jonka päivystävä henkilökunta ottaa käyttöön kytkimien aikana.

ATS:n toimintalogiikan muodostusperiaatetta voidaan muuttaa. Esimerkiksi käytettäessä piiriä, jossa on lisäosakytkin, kuten alla olevassa kuvassa näkyy, tarvitaan lisäkäynnistimet ja logiikkaelementit.

ATS-osiokytkin vaihtovirtakäytössä

Sähköasemalla sijaitsevien energialähteiden automaation toiminnan ominaisuudet VT mittaus, voidaan arvioida seuraavan kaavion mukaisesti.

Tässä kunkin osan jännitteensäätö tapahtuu 1PH- ja 2PH-releillä. Niiden koskettimet ohjaavat 1PB- tai 2PB-synkronointikappaleita, jotka toimivat virtakytkimien solenoidien lohkokoskettimien ja vilkkuvien kelojen kautta.

0,4 kV verkon käyttäjien ATS:n toteutusperiaate

Luotaessa varavirtalähdettä kolmivaiheiseen verkkoon käytetään magneettikäynnistimiä KM1, KM2 ja kV minimijänniterelettä, joka ohjaa pääjohdon L1 parametreja.

Käynnistyskäämit on kytketty johtojensa samoista vaiheista loogisten kytkentäkoskettimien kautta maadoitettuun nollaan, ja tehokoskettimet kytkeytyvät kuluttajan syöttökiskoihin molemmilta puolilta.

Jännitereleen kosketinjärjestelmä kussakin asennossa kytkee vain yhden käynnistimen verkkoon. Kun L1-linjalla on jännite, kV toimii ja sulkee koskettimensa käynnistää käynnistimen KM1 kelan, joka syöttää käyttäjälle sen syöttöpiirin ja kytkee merkkivalon samalla kun KM2-käämi poistetaan käytöstä.

L1:n jännitekatkoksen sattuessa kV-rele katkaisee käynnistyskäämin KM1 syöttöpiirin ja käynnistää KM2:n, joka suorittaa samat toiminnot L2-linjalle kuin KM1 piirilleen edellisessä tapauksessa.

Tehokytkimiä QF1 ja QF2 käytetään kytkemään virta kokonaan pois päältä.

Sama algoritmi voidaan ottaa pohjaksi vastuullisten käyttäjien virtalähteen luomiselle yksivaiheisessa sähköverkossa.Sinun tarvitsee vain sammuttaa siinä olevat tarpeettomat elementit ja käyttää yksivaiheisia käynnistimiä.

Nykyaikaisten ATS-sarjojen ominaisuudet

Rakennusautomaatioalgoritmien periaatteiden selittämiseen on tietoisesti käytetty vanhaa relekantaa, mikä helpottaa toimivien algoritmien ymmärtämistä.

Nykyaikaiset staattiset ja mikroprosessorilaitteet toimivat samoilla piireillä, mutta niillä on parempi ulkonäkö, pienempi koko ja kätevämmät asetukset ja ominaisuudet.

Ne luodaan erillisinä lohkoina tai kokonaisina sarjoina, jotka on koottu erityisiin moduuleihin.

Teolliseen käyttöön ATS-sarjat valmistetaan täysin käyttövalmiina sarjoina, jotka on sijoitettu erityisiin suojakoteloihin.