Ligação automática da fonte de alimentação de backup (ATS) em redes de distribuição

Comutador de transferência automática (ATS) projetado para alternar usuários de uma fonte de energia com falha para um backup que pode ser reparado. Em sistemas de fornecimento de energia rural, os dispositivos ATS são usados ​​em subestações de dois transformadores 35-110/10 kV (ATS local) e em linhas de energia bidirecionais de 10 kV operando em modo aberto (rede elétrica ATS).

Em conexão com o surgimento de consumidores da primeira categoria em termos de confiabilidade no fornecimento de energia (complexos pecuários), eles começaram a introduzir dispositivos ATS em TP-10 / 0,38 kV, em linhas de 0,38 kV e em usinas a diesel de backup.

Os seguintes requisitos básicos são impostos aos esquemas ATS:

• ATS deve ser fornecido em caso de falha de energia inesperada por qualquer motivo e na presença de tensão na fonte de alimentação de backup;

• ATS deve ser realizado com o menor tempo de trabalho possível;

• ATS deve ser único;

• O ATS deve fornecer um desligamento rápido da fonte backup quando um curto-circuito estável for ligado, para isso é recomendado acelerar a proteção após o ATS (da mesma forma que é feito após o AR);

• o esquema ATS deve fornecer monitoramento da capacidade de manutenção do circuito para ligar o equipamento de backup.

Para iniciar a chave de transferência automática quando a tensão da fonte principal desaparece, um relé de subtensão é usado... Em alguns casos, o papel do gatilho é executado por um relé de tempo com uma armadura de retorno (no modo normal, o relé de tempo é constantemente energizado e a âncora é puxada).

A configuração de recebimento desses relés geralmente é selecionada, se nenhum dado específico estiver disponível, a partir da condição

O tempo de resposta do elemento de partida do dispositivo ATS (tav.AVR) é selecionado de acordo com as seguintes condições:

onde ts.z é o tempo de resposta mais longo das proteções especificadas;

Δt é o grau de seletividade assumido igual a 0,6 s ao utilizar um relé de tempo com escala de até 9 s e igual a 1,5 ... 2 s com escala de até 20 s;

• coordenando a ação da chave de transferência automática com outros dispositivos de automação (por exemplo, o religamento automático da linha através da qual a energia é fornecida da fonte de energia principal)

onde ts.z.l - o tempo mais longo de operação da proteção da linha (elemento do sistema de fornecimento de energia) transmitindo energia aos consumidores para os quais é realizada uma comutação de transferência automática;

t1APV — falha no tempo de ciclo de fechamento automático desta linha;

tzap — limite de tempo considerado igual a 2 — 3,5 s.

Em redes elétricas rurais, rede ATS, que fornecem redundância aos consumidores conectados a linhas de energia bidirecionais operando em modo aberto (condicionalmente fechado) (Fig. 1, a).

Rede ATS é um conjunto de dispositivos que inclui:

• o próprio dispositivo ATS, que comuta a energia para a fonte de backup ligando a chave de ponto ATS (3B, Fig. 1), que é desligada na operação normal do circuito;

• dispositivos que fornecem, se necessário, reestruturação automática da proteção do relé antes de alterar o modo de operação da rede durante a comutação de transferência automática;

• dispositivo de separação automática de tensão mínima (desligamento de 1V e 5V é válido, fig.1, a), que impede o fornecimento de tensão da fonte de backup para a fonte danificada de energia de trabalho (para a linha de trabalho, transformador, etc.), bem como para alguns outros dispositivos.

Arroz. 1 Esquema de um interruptor automático de rede para redes rurais de 10 kV (em um disjuntor acionado por mola): a — circuito primário explicativo de uma rede de 10 kV; b — diagrama do circuito de tensão do corpo de partida do ATS; c — diagrama da chave de transferência automática e controle da chave 3 (ponto da chave de transferência automática).

A Figura 1, c mostra um diagrama de uma rede ATS para disjuntores acionados por mola, os mais comuns em redes rurais de 10 kV. No ponto ATS (Fig. 1, a) está instalada uma célula KRUN (gabinete) com chave 3V, equipada com rede ATS e proteção de relé.

A ação do elemento de partida do ATS é fornecida pelos transformadores de tensão TN1 e VT2 (dois ou um TP de cada lado), que são fontes de corrente de operação para todos os dispositivos do ponto ATS.Neste caso, a alimentação dos barramentos de controle 1ShU e 2ShU (Fig. 1, c) é realizada de TN1 ou de TN2 com comutação automática para TN da linha não danificada.

Quando falta energia, por exemplo no lado da subestação A, os relés de tensão 1PH, 2PH são acionados. Na presença de tensão no lado da subestação B, o relé de tempo 1RV liga e após certo tempo fecha o contato 1RV no circuito do eletroímã para ligar o EV da chave 3V.

Se as molas de acionamento estiverem engatadas (o contato KGP1 está fechado), o disjuntor está fechado. Se a transferência automática for bem-sucedida, o motor é acionado por meio do contato auxiliar fechado 3VZ e aciona as molas de acionamento. No caso de um ATS malsucedido (inclusão de curto-circuito com posterior desconexão da proteção), o contato ZVZ permanece aberto e as molas não são enroladas (a duração do enrolamento completo das molas é de 6 ... 20 s). Isso garante o ATS único.

Neste caso, para preparar o drive para ligar, é necessário mover manualmente o dispositivo 2OU para a posição 2-3. Em caso de falhas nos circuitos TN1 ou TN2, o disjuntor AB correspondente desliga e seu contato auxiliar AB1 ou AB2 desabilita o dispositivo ATS para operar no TP danificado.

Se as configurações tav.AVP quando a tensão desaparece das fontes A e B forem significativamente diferentes, um segundo relé 2PB é instalado (não mostrado no diagrama), de modo que o relé 1PB seja acionado no circuito 1PH, 2PH, AB1, e o relé 2PB — no circuito 3PH, 4RN, AB2.

A operação do circuito ATS dos transformadores é verificada no suporte (Fig. 2).

Arroz. 2. Esquema do dispositivo ATS (chaveamento de seção) de uma subestação de dois transformadores.

O diagrama esquemático da chave de transferência automática, mostrado na figura 2, permite, através de uma chave de seção CB, alimentar automaticamente os barramentos da seção I ou II em caso de desligamento de emergência dos transformadores T1 ou T2.

Considere a operação do circuito quando a alimentação de reserva está conectada aos barramentos da Seção I.

Os consumidores da seção I são normalmente alimentados pelo transformador T1, e sua redundância automática de alimentação é obtida ligando SV.

A energia de reserva automática é fornecida quando a tensão nos barramentos da seção I falha devido a:

• desligamento da alimentação ou fio de alimentação na lateral do T1;

• curto-circuito no interior do transformador e nos barramentos da seção I;

• desligamento involuntário do transformador T1.

O circuito ATS opera somente quando os contatos da chave P. A bobina do relé de volta única (ROV) do dispositivo ATS é energizada e seu contato é fechado enquanto a chave 1B1 está ligada.

Quando a tensão nas barras da seção I desaparece, o relé de subtensão fecha seus contatos de abertura. Através de seus contatos fechados, o relé de tempo 1PB recebe energia e após algum tempo de atraso dá um impulso para desligar o transformador T1 (interruptores 1B e 1B1).

Normalmente, o relé de tempo atua em um relé intermediário, que com seus contatos liga os circuitos de trabalho da chave. Após desligar as chaves, a bobina DOM é desligada, mas seus contatos voltam à posição inicial com um certo atraso de tempo . O tempo de retorno é ligeiramente maior que o tempo de fechamento do interruptor CB.Portanto, o CB em pulso consegue passar pelo contato do ROV e ligá-lo, fazendo com que os barramentos da seção I recebam energia do transformador T2. Após abrir o contato do ROV, o circuito de pulso para fechar a chave é interrompido, o que garante a operação única do dispositivo ATS.

Para excluir ações falsas dos dispositivos ATS quando os fusíveis queimam no circuito do transformador de tensão VT, dois relés de subtensão são instalados com conexão em série de seus contatos. Além disso, outro relé de tensão pode ser conectado em série, que é alimentado por uma fonte de backup e permite que o dispositivo ATS opere em caso de falha de tensão na seção principal para esses usuários somente se houver tensão nos picos de energia de backup .

Veja também neste tópico: Como os dispositivos de comutação de transferência automática (ATS) funcionam em redes elétricas