Внедрение быстродействующих тиристорных АВР

“ПРО ЭНЕРГОЦЕНТР” специализируется на разработке, изготовлении и внедрении бесконтактной коммутационной аппаратуры с использованием мощных силовых тиристоров на предприятиях непрерывного производства. Современные промышленные переключатели на базе силовых тиристоров имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными решениями, и позволяют создавать компактные силовые коммутаторы для применения в распределительных устройствах 10/6/0,4 кВ:

Преимущества тиристорных коммутаторов:

• высокое быстродействие;
• большая коммутационная способность;
• большой срок эксплуатации.

Что такое тиристорное устройство аварийного ввода резерва (АВР)

Тиристорные АВР обеспечивают автоматическое переключения нагрузки на резервный ввод при исчезновении напряжения на основном вводе. Высокое быстродействие АВР на тиристорах позволяет применять их в системах электроснабжения с потребителями предъявляющими жесткие требования к непрерывности питания.

Устройство состоит из двух частей:

• трехфазного тиристорного коммутатора;
• модуля управления.

АВР устанавливается в составе РУ-6/10 кВ параллельно штатному секционному выключателю. С одной стороны, тиристорный коммутатор АВР подключен непосредственно к секции сборных шин, с другой секцией сборных шин тиристорный коммутатор АВР подключен посредством кабельной перемычки.

Тиристорный коммутатор (ТК) является основным силовым элементом устройства АВР. ТК предназначен для максимально быстрого объединения первой и второй секций сборных шин РУ в аварийных режимах до момента включения секционного выключателя. 
ТК представляет собой трехфазный управляемый бесконтактный коммутационный аппарат, включаемый параллельно секционному выключателю. При нормальной работе обоих вводов РУ тиристорный АВР-10 кВ-РИ находится в ждущем режиме. На блок генераторов управления подаются питающие напряжения. Тиристоры силовых модулей находятся в непроводящем состоянии. При поступлении от системы управления команды на включение ТК, происходит запуск генераторов управления. Импульсы управления от них поступают на силовые тиристорные модули. Происходит включение ТК и объединение первой и второй секций сборных шин. При снятии команды на включение происходит остановка генераторов управления и восстановление непроводящего состояния тиристоров модуля тиристорного силового (МТС).
МТС представляет собой высоковольтный биполярный тиристорный ключ, выполненный в виде отдельного блока.

Схема МТС включает в свой состав следующие устройства: 

• управляемый тиристорный ключ переменного тока; 
• схема управления тиристорами ключа; 
• кабельно-трансформаторная система передачи импульсов;
• демпфирующие R-C цепи.

Модуль управления АВР состоит из:

• кроссплаты, состоящей из трансформаторов тока, на которые поступают токи от измерительных трансформаторов тока с выходным током 5 А;
• датчика тока, предназначено для формирования сигналов наличия минимального тока в двух, трех или хотя бы в одной из фаз, срабатывание индицируется светодиодом. 
• платы преобразователя токов, служащей для преобразования токовых сигналов в напряжение для возможности их регистрации. 
• датчика входных напряжений, предназначен для контроля восстановления напряжений на входе вводных выключателей первой и второй секций шин 10 кВ до уровня выше 0,9 Uном, который должен подтверждаться как минимум 60 мс (три периода). Датчик входных напряжений имеет гальванически развязанное питание на DC/DC преобразователе. 
• синхронизатора, предназначенного для: определения секции шин, потерявшей питание; контроля допустимости синхронизации; контроля уровней (0,6 Uн и 0,8 Uн) напряжений на каждой из секций шин. 
• блока выпрямителей предназначен для питания генераторов управления тиристорными модулями напряжениями +(40 В±10%) и +(80 В±10%). 
• блока питания, предназначенного для преобразования напряжений переменного тока 220 В от трансформаторов собственных нужд первой и второй секций шин в стабилизированное напряжения 24 В. В качестве источника питания в блоке используются два АС/DC преобразователя типа КАМ2524 с выходной мощностью 25 Вт каждый. 
• датчика напряжения;
• платы промежуточных реле. Реле, установленные на плате, используются в качестве промежуточных реле для гальванической развязки входных и выходных сигналов логического контроллера. В цепи обмотки каждого реле включены светодиоды, индицирующие включение реле;
• исполнительных реле, выполняют следующие функции: выдает в систему телемеханики сигнал «АВР готов» или «АВР не готов»; блокирует управление микропроцессорных систем защиты с дистанции; подключает цепи управления БУ секционного выключателя к схеме модуля управления; готовит цепь включения отключающей катушки защитного выключателя; дублирует команду отключения защитного выключателя в микропроцессорную систему защиты; блокирует работу штатного АВР; блокирует работу цепей ресинхронизации синхронных двигателей после отключения вводных выключателей и многое другое;
• выносной панели, расположенной на двери релейного шкафа КРУ, в котором устанавливается тиристорный АВР, и предназначена для индикации работы модуля управления и оперативного переключения режимов работы системы;
• процессорного блока управления и сбора данных, предназначенного для приема и обработки дискретных и аналоговых сигналов (приема дискретных сигналов; формирования выходных дискретных сигналов; реализации основного алгоритма работы АВР; сохранения в памяти и возможности просмотра исполняемых АВР команд и времени их исполнения; записи в память контроллера переменных задаваемых параметров; тестирования входных и выходных сигналов; приема аналоговых сигналов, преобразования и сохранения их в цифровом формате; обеспечения возможности общения с внешним РС для передачи накопленной информации; передачу информации в АСУТП по протоколу MODBUS в режиме RTU через интерфейс RS-485.

Предназначение

Устройства АВР предназначены для:

• восстановления питания потребителей путем автоматического включения резервного источника питания при отключении рабочего;
• для автоматического включения резервного оборудования при отключении рабочего, приводящего к нарушению нормального технологического процесса на производстве или в других сферах потребления, где непрерывность работы должна быть обеспечена продолжительные периоды времени.

Устройства АВР используются для установки на объектах 1й категории энергоснабжения.

Характеристики тиристорного АВР

Основные функции тиристорного АВР

• беспрерывный контроль напряжения в цепях основного и резервного источников питания; 
• контроль текущих значений напряжения основного и резервного источников питания с заранее заданными максимальным и минимальным допустимыми значениями напряжения; 
• беспрерывное отслеживание правильности чередования фаз основного и резервного источников сетевого питания;
• восстановление электропитания потребителей электрической энергии путем присоединения резервного источника питания за минимально допустимое время в случаях пропадания напряжения основного источника питания или выходе его за заданные пределы; 
• автоматическая блокировка АВР при возникновении аварийных режимов короткого замыкания в нагрузке.

Режимы работы

АВР работает в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Выбор конкретного режима осуществляется непосредственно с панели управления. В режиме «АВТОМАТ», восстановление штатной схемы РУ после работы АВР происходит автоматически после появления питающего напряжения на неисправном вводе. В режиме «РУЧНОЙ», восстановление штатной схемы РУ производится при помощи дежурного персонала.
Алгоритм работы данного оборудования основан на анализе изменения параметров электроэнергии на секциях шин в аварийных режимах. 
Выявляются следующие аварийные ситуации: 

• отключение питающего напряжения на одной из секций сборных шин;
• короткое замыкание на вводе питания секции шин;
• короткое замыкание на секции сборных шин или на отходящем присоединении;
• однофазное замыкание на землю.

В рабочем режиме различают следующие состояния:

• режим ожидания;
• режим переключения резерва; 
• режим ВШС;
• режим блокировки.

В контрольном режиме осуществляется:

• просмотр зафиксированных в памяти логического контроллера событий;
• контроль состояния входных сигналов контроллера; 
• проверка работоспособности выходных цепей и световой индикации;
• проверка работоспособности КТ тиристорного АВР;
• проверка установок реального времени и даты;
• очистка памяти контроллера; 
• проверка установок временных параметров и режимов работы тиристорного АВР; 
• считывание на переносной компьютер зафиксированных в памяти логического контроллера данных о работе тиристорного АВР по переключению резерва.

Контроль

Контроллер основной логики имеет встроенное жидкокристаллическое табло, на котором отражаются все параметры работы АВР и коммутационных аппаратов в распредустройстве. 
Параметры установок датчиков напряжения и токов можно менять непосредственно с клавиатуры контроллера основной логики после ввода разрешительного кода. 
Модуль управления имеет встроенную тестовую программу проверки исправности устройства без вывода его из работы и встроенный электронный регистратор работы АВР в аварийный период. Регистратор фиксирует токи вводных выключателей, токи через тиристорный коммутатор, напряжения на секциях сборных шин и работу коммутационной аппаратуры РУ в аварийный период. 
Для снятия информации с регистратора устройства на переносной компьютер используется стандартный порт USB. В модуле управления может быть установлен преобразователь стандартного интерфейса протокола Modbus RTU для передачи информации в локальную сеть предприятия. 
Модуль управления тиристорного АВР построен на контроллерах и отвечает современным требованиям по надежности и сервисному обслуживанию.