АВР трансформаторов

На распределительных подстанциях 6-10 кВ устанавливается, как правило, два трансформатора. Рассмотрим подстанцию с двумя трансформаторами (рис. 6.7, а). Проблема надежности здесь заключается в обеспечении автоматического введения в работу отключенного трансформатора при выходе из строя работающего.

Возможен другой вариант построения схемы питания потребителей, когда в нормальном режиме секционный выключатель отключен, и каждый трансформатор питает свою нагрузку (рис. 6.7, б).

Если в трансформаторе Т1 произойдет КЗ, то после отключения релейной защитой выключателей Q 1 и Q 3 необходимо включить секционный выключатель Q 5. Потребители левой секции получат питание от трансформатора Т2. Конечно, это возможно, если трансформатор Т2 имеет достаточную мощность для питания потребителей двух секций.

Автоматический ввод резерва широко применяется в схемах питания собственных нужд электростанций. Для повышения надежности трансформаторы собственных нужд резервируются. Каждый трансформатор собственных нужд может резервировать любой другой трансформатор, если это позволяет схема электрических соединений. Однако при таком подходе схема автоматики получается более сложной и менее надежной. Более простой является схема явного резервирования, когда функции резервирования закреплены за одним, не работающим в нормальном режиме трансформатором (рис. 6.7, в).

 

а) б) в)

Рис. 6.7. Схемы резервирования трансформаторов

 

Рассмотренные примеры свидетельствуют о многообразии вариантов резервирования, что должно учитываться при разработке схем автоматики.

Схема питания двух секций с резервным трансформатором показана на рис. 6.8. Общая идеология резервирования здесь аналогична той, которая рассмотрена на примере резервирования линии. В случае выхода из строя рабочего трансформатора, например Т1, последний отключается с двух сторон, а питание потребителей первой секции переводится на резервный трансформатор ТЗ. Отключение поврежденного трансформатора двумя выключателями устраняет возможность включения резервного трансформатора на поврежденный рабочий трансформатор.

В нормальном режиме трансформатор ТЗ отключен и находится в явном резерве. Его включение в работу осуществляется выключателями Q 5 и Q 2 при резервировании трансформатора Т1 или выключателями Q 6 и Q 2 при резервировании трансформатора Т2.

В нормальном режиме резервный трансформатор отключается с двух сторон – со стороны потребителей и дополнительно со стороны источника питания. Поэтому в режиме резерва трансформатор не находится под напряжением, что дает экономию на потерях холостого хода.

 

Рис. 6.8. Схема питания двух секций с резервным трансформатором

 

Пуск схемы АВР трансформатора можно осуществить по-разному. Возможен вариант пуска от релейной защиты рабочего трансформатора. При срабатывании газовой или дифференциальной защиты трансформатор отключается от сети, например, выключателями Q 1 и Q 4 в случае повреждения трансформатора Т1. Эта же защита запускает схему АВР для включения резервного трансформатора ТЗ.

Возможен пуск схемы с помощью реле минимального напряжения, как это осуществлено в схеме АВР линии. Выбор варианта определяется дополнительными обстоятельствами.

Схема АВР трансформатора для подстанции с двумя рабочими трансформаторами показана на рис. 6.9. Для упрощения показана схема резервирования одного трансформатора Т1. Для трансформатора Т2 схема АВР аналогична.

Пуск схемы осуществляется с помощью контактов реле минимального напряжения KV 1 и KV 2. Контакт реле KV 3 замкнут, так как на шинах резервного питания есть напряжение и это реле находится под током. По истечении выдержки времени реле времени КТ подается сигнал на промежуточное реле KL 1 и далее через контакты KL 1.1 и KL 1.2 на отключающие катушки YАТ 1 и YАТ 4.

Вспомогательные контакты выключателя Q 4.3 снимают напряжение с промежуточного реле KLT. Это реле имеет задержку по времени на отпускание, что обеспечивает однократность включения резервного трансформатора. При отключении выключателя Q 4 его контакты Q 4.4 запускают реле KL 2, которое в свою очередь подает сигналы на катушки включения YАС 5 и YА С7. После выдержки времени, достаточной для однократного включения выключателей Q 5 и Q 2, контакты реле KLT размыкаются и разрывают цепь реле KL 2.

Если резервный трансформатор включился на устойчивое КЗ на сборных шинах секции 1, то действием релейной защиты он отключится. Повторного включения резервного трансформатора не произойдет, так как к этому времени контакты реле KLT разомкнутся и сигнал на катушки включения YАС 5 и YАС 2 не поступит.

В случае неявного резерва до цикла АВР каждый трансформатор работает на нагрузку своих потребителей, подключенных к секции (рис. 6.10, а). Секционный выключатель QВ 5 нормально отключен. В аварийном режиме оба трансформатора взаимно резервируют друг друга.

На рис. 6.10, б показан фрагмент упрощенной схемы АВР. При отключении одного из трансформаторов, например Т1, вспомогательные контакты выключателя Q 3.3 размыкают цепь реле KLT. Контакты Q 3.4 замыкаются и подают напряжение на промежуточное реле KL 1, которое срабатывает и своими контактами замыкает цепь питания катушек включения выключателей YАС 2, YАС 4 и YАС 5.

 

а) б)

Рис. 6.10. Схема АВР трансформатора с действием на секционный выключатель

 

Если трансформатор Т2 был включен, то включается только секционный выключатель QB. При исходно отключенном трансформаторе Т2 будут включаться три выключателя (Q 2, Q 4, QB). Для устранения перегрузки аккумуляторной батареи за счет одновременного включения нескольких выключателей предусматривается блокировка с помощью дополнительных контактов выключателя Q 2. Выключатель Q 4 включается только после того, как выключатель Q 2 уже включен. В рассмотренных случаях после действия АВР на первую секцию подается напряжение от трансформатора Т2. Аналогичным образом трансформатор Т2 резервируется трансформатором Т1.

Следует иметь в виду, что в случае неявного резерва трансформаторы оказываются перегруженными. В целях устранения перегрузки остающегося в работе трансформатора часть менее ответственных потребителей должна быть отключена.

В том случае, если в теряющей питание части системы электроснабжения есть мощные двигатели, во время перерыва питания они за счёт запасённой энергии поддерживают напряжение на шинах. В этом случае АВР, действующее по потере напряжения, может не запуститься. В таких случаях запуск АВР осуществляется от реле понижения частоты.