МНОГОСЕКЦИОННАЯ СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

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.