Многосекционная схема автоматического включения резерва энергоснабжения

Полезная модель относится к электротехнике и, в частности, к устройствам противоаварийной автоматики подстанций и может быть использована для предотвращения нарушений нормального электроснабжения. Технический результат от использования полезной модели состоит в увеличении КПД использования питающих трансформаторов и увеличения экономических показателей. Дополнительный результат от использования полезной модели состоит в упрощении системы, применении унифицированных элементов конструкции и комплектующих, за счет чего обеспечивается значительное упрощение проектирования и монтажа схем АВР, максимально быстро проводить аварийные и ремонтные работы, а также в повышении эффективности использования преобразователей токов, в качестве которых могут быть использованы трансформаторы. 10/04 кВ и 20/0,4кВ Поставленная техническая задача решается тем, что многосекционная схема автоматического включения резерва энергоснабжения содержит не менее трех преобразователей тока (Тр 1, Тр 2, Тр 3), каждый из которых через узлы коммутации (K1, K2, К3) соединен с входами секций электропитания, количество которых определяется из условия Ns=Ntr-1, где Ns - количество секций электропитания, a Ntr - количество преобразователей или источников тока, при этом каждый преобразователь тока имеет дополнительную резервную связь со входом одной из секций электропитания другого преобразователя тока, выполненную с возможностью подключения в случае прекращения подачи электроэнергии от основного преобразователя тока. Главное преимущество новой схемы - снижения риска перегрузки трансформаторов в режиме АВР.

Полезная модель относится к электротехнике и, в частности, к устройствам противоаварийной автоматики трансформаторных подстанций, дизель-генераторных установок и может быть использована для предотвращения нарушений нормального электроснабжения при любых видах повреждений в питающей сети непосредственно после их возникновения и осуществления быстродействующего переключения на резервные источники питания всех потребителей, подключенных к источнику трехфазного напряжения.

Известно устройство автоматического включения резервного электропитания потребителей («Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений» Учебник,"Высшее образование", Форум, НИЦ Инфра-М, 2012 Анчарова Т.В., Стебунова Е.Д., Рашевская М.А.) для автоматического включения резервного электропитания потребителей, содержащее основной и резервный источники питания. В частности, известна схема, при которой каждый вывод подключен к соответствующему вводу питания через контакторы (или автоматы защиты с электромоторным приводом). При пропадании питания на одном из вводов, включается секционный контактор, и секция нагрузки «А» подключается к противоположному вводу секция нагрузки «В». Для защиты вводов в схеме предусмотрены автоматические выключатели. Роль контакторов могут выполнять автоматы защиты с моторным приводом. Фиг.3

Известное устройство автоматического включения резервного электропитания потребителей обладает следующими недостатками: низкий коэффициент использования нагрузки каждого трансформатора. В применяемых схемах трансформатор используется на 50-60% от максимальной мощности, или резервный трансформатор, не подключенный к нагрузке.

Технический результат от использования полезной модели состоит в увеличении КПД использования питающих трансформаторов (генераторов) и увеличения технических и экономических показателей, а так же надежности работы оборудования. Главное преимущество новой схемы - снижения риска перегрузки источников резервного электроснабжения (трансформаторов или генераторов) в режиме АВР. Монтаж схем АВР новой схемы производиться быстрее и позволяет максимально быстро проводить аварийные и ремонтные работы. Все шины, участвующей в работе схемы, могут быть одинаковыми по максимальной мощности. Если не используется конструктивный запас трансформатора и его работа не может превышать установленную мощность в схеме при 3-х объединенных трансформаторах допустимая нагрузка 67%, а при 4-х объединенных трансформаторах - на 75% от максимальной мощности, при идеальных условиях т.е при переходе в режим АВР трансформаторы нагружены на 100%.

В предложенной системе отсутствует секционный выключатель, переключение секций осуществляется через узел коммутации, в качестве которого может быть использован, например, рубильник, контактор, автомат защиты с моторным приводом или без привода, полупроводниковые приборы, которые выполняют функцию соединения или переключения.

Предложенная многосекционная схема предусматривает возможность разделения нагрузки (3-х фазной 400 вольт) отходящих от одного источника на самостоятельные секции.

Поставленная техническая задача решается тем, что многосекционная схема автоматического включения резерва энергоснабжения содержит не менее трех преобразователей тока (Тр 1, Тр 2, Тр 3...), каждый из которых через узлы коммутации (K1, K2, К3) соединен с входами секций электропитания, количество которых определяется из условия Ns=Ntr-1, где Ns - количество секций электропитания, a Ntr - количество преобразователей или иных источников тока (трансформаторов или генераторов), Каждая секция электроснабжения подключается к узлам коммутации, имеющие дополнительную резервную связь с входом другого источника тока (трансформатора, генератора). При отсутствии или снижении напряжения в сети основного источника тока секция подключается к резервному источнику тока.

Многосекционная схема включения резерва может быть применена при наличии 3-х и более преобразователей (трансформаторов или генераторов) 3-х фазного переменного тока.

Предложенная схема предусматривает возможность разделения нагрузки (3-х фазной сети 400 вольт) на самостоятельные секции отходящих от одного трансформатора. Если в схеме используется три трансформатора (генератора), то секций электропитания нагрузки будет две у каждого трансформатора и шесть общее число секций в схеме электроснабжения. Если в схеме используется четыре трансформатора (генератора), то секций электропитания нагрузки будет три у каждого трансформатора и двенадцать секций в схеме.

На фиг.1 представлена электрическая схема с 3-мя преобразователями тока.

На фиг.2 пример применения схемы многосекционного АВР с 4-мя преобразователями тока.

Независимо от количества трансформаторов используемых в схеме, отключить можно только один. Отключение следующего трансформатора приведет к нарушению электроснабжения.

Пример осуществления системы.

Стандартная схема трансформаторной подстанции состоит из двух секций и двух трансформаторов, фиг.3. При переходе на схему многосекционного АВР достаточно добавить один трансформатор, такой же мощности, и разделить потребителей на две дополнительные секции. Т. Е. привести схему в соответствии со схемой фиг 1. При этом мощность трансформаторной подстанции возрастет в 2 раза, увеличиться на 100% Проведенные испытания с маслеными трансформаторами типа ТМП (герметичные) учитывали нагрузки, разрешенные заводом изготовителем в течение 10 суток, для режима повышенной нагрузки в режиме АВР Испытуемым трансформаторам разрешалась нагрузка 120%. В режиме ABP два трансформатора под нагрузкой, а один отключен. Общая мощность составила 240% от паспортной мощности одного трансформатора. После включения третьего трансформатора нагрузка схема вернулась в нормальный режим. Допустимая нагрузка в данных трансформаторах в обычном режиме составила 80% от максимальной мощности каждого, при сохранении режима АВР.

Схема управления может быть организована с использованием логических модулей (контроллеров), что позволяет полностью автоматизировать процесс управления переключением и контроля состояния схемы. Могут использоваться и обычные релейные схемы. В коммутационный узел секции гарантированного питания может быть добавлен еще один модуль коммутации, что дает возможность организации автоматического пуска дизель генератора и переключение на него секции питания. При данной схеме организации АВР дополнительного оборудования для организации работы с использованием дизель генератора не требуется. Дополнительным положительным аспектом применения такой схемы это унификация применяемых элементов. Это дает неоспоримые преимущества при монтаже, эксплуатации и проведении ремонтных работ.

Многосекционная схема автоматического включения резерва энергоснабжения, содержащая не менее трех преобразователей тока (Тр 1, Тр 2, Тр 3,), каждый из которых через узлы коммутации (K1, K2, К3,) соединен со входами секций электропитания, количество которых определяется из условия Ns=Ntr-1, где Ns - количество секций электропитания, a Ntr - количество преобразователей тока или иных источников тока (трансформаторов, генераторов), при этом каждый узел коммутации имеет по меньшей мере одну дополнительную резервную связь с входом другого преобразователя тока.