Быстродействующий АВР

Отдельно стоит упомянуть о том, что такое АВР. Автоматический ввод (включение) резерва. Если у нас есть распредустройство, а это может быть РУ-0,4кВ, РУ-3,15 кВ, РУ-6,3 кВ, РУ-10,5кВ, то у этого РУ есть секции.

От этих секций запитаны всевозможные нагрузки: двигатели синхронные и асинхронные, трансформаторы собственных нужд, сборки сварки, сборки освещения и прочие и прочие ответственные и неответственные механизмы.

Секций может быть от двух до восьми. Может быть и больше, но я не встречал. У каждой секции есть ввод рабочего питания и ввод резервного питания.

Тут возможно много вариантов, но существуют стандартные, которые от объекта к объекту повторяются. Это или у каждой секции свой ввод рабочего питания и между ними секционный выключатель (неявный резерв).

Тут на картинке для примера две секции РУ-6 кВ. От каждой секции запитаны по одной секции 0,4кВ, по одному двигателю 6кВ, и по одному двигателю 0,4кВ с ЧРЭП через понижающий трансформатор. В данном случае при отключении рабочего ввода одной из секций (ВВ1 и ВВ2) происходит АВР (включение секционного выключателя СВ), и секция запитывается от нагруженной секции до восстановления питания.

Второй распространенный вариант, когда секций больше двух, хотя встречается и на двух секциях - у каждой секции по рабочему вводу и резервному вводу. Резервные ввода “собираются” вместе и идут к резервному трансформатору собственных нужд (РТСН) - явный резерв.

При исчезновении рабочего питания отключается выключатель рабочего питания и с заданной выдержкой времени включается ввод резервного питания. Под исчезновением рабочего питания понимаю следующее: напряжение на вводе опускается до величины уставки срабатывания органа минимального напряжения и выключатель отключается.

Также уместным будет упомянуть про время перерыва питания. Значит, у нас напряжение просело до величины - пошел сигнал на отключение рабочего выключателя (это мгновенно) - отключение рабочего выключателя (про это подробнее ниже) - срабатывание уставки АВР - включение резервного выключателя.

Затем когда питание на отключенном вводе восстанавливается происходит переход в нормальное положение. Резервный ввод отключается и включается рабочий. Это вручную или автоматически.

АВР необходим, чтобы быстро восстановить электроснабжение при морганиях напряжения, коротких замыканиях, авариях на оборудовании. Однако, время действия АВР составляет от полсекунды до пары секунд. Теоретически это может привести, но не обязательно, к следующему:

С точки зрения электрика это приводит к:

• отпаданию пускателей 0,4 кВ
• большим пусковым токам у ЭД
• зависанию отдельных систем ЧРЭП

Отпадание пускателей - это отключение электродвигателей, обесточивание сборок КИПиА, несохранение данных в административных корпусах в конце то концов. Для предотвращения этого на пускатели ставят например УЗОПы, которые задерживают механизмы на время действия АВР, тем самым обеспечивая их самозапуск.

Большие пусковые токи при серьезной загрузке секции могут привести к срабатыванию МТЗ вводов, ну и навредить оборудованию. Чтобы снизить пусковые токи на мощные электродвигатели ставят системы частотного регулирования, гидромуфты, или РЭПы. Причем, чем выше напряжение, тем выше стоимость ЧРЭПа. Поэтому на станциях подключают двигатели 6 кВ через понижающие трансформаторы 6/0,4 и покупают ЧРЭПы на 0,4 кВ.

Но и тут встречаются казусы, когда вроде купили ЧРЭП, а потом оказывается, что к нему надо покупать бесперебойник, который стоит как сам этот ЧРЭП. А без бесперебойника при кратковременном исчезновении питания ЧРЭП зависает и всё тут. Но не все частотники этим грешат. Да и вообще это ошибка тех, кто выбирал.

С точки зрения директора это приводит к:

• нарушению производственного цикла
• потерям в биллионы долларов из-за недоотпуска
• серьезным авариям

И будь то потери электроэнергии, тепла, нефти, газа или металла суть ясна - перерыв питания должен быть кратковременный и безаварийный.

Что надо знать про БАВР

Значит будем разбираться что за зверь такой и где его внедряют и зачем. Быстродействующим АВР можно считать тот, у которого весь цикл переключения составляет до 0,1с. Впечатляющая цифра, не так ли?

За счет чего такое вообще стало возможно? В самую первую, в самую главную очередь виной тому стали новые поколения выключателей, которые пришли вместо масляных и воздушных - это вакуумные и элегазовые выключатели, которые позволяют производить переключения уже не за десятые доли секунды, а за сотые.

На запрос про БАВР интернет предложил ознакомиться с различными устройствами. Про них речь и пойдет ниже: SUE_3000, БАВР_072, БАВР10_SHELL_FT2, БМРЗ-БАВР, БАВР-НАТЭК. Сто процентов существуют и другие аналоги, но я рассматриваю то, что открыто в интернете для ознакомления.

Любой быстродействующий АВР состоит из блока управления и быстродействующих выключателей рабочих и резервных вводов. На БАВР приходят сигналы от трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, а также дискретные сигналы положения контактов выключателей. Заводятся и другие аналоговые и цифровые сигналы, но это индивидуально для каждого устройства. Кроме этого существуют условия пуска и блокировки от пуска.

Так как время срабатывания БАВР составляет десятки миллисекунд, то необходимо предотвратить возможные синфазные включения. Это когда напряжения рабочего и резервного вводов отличаются по фазе и при включении может произойти наложение, которое удвоит итоговую величину напряжения. А это неблагоприятно для механизмов и всего РУ. Питание различных БАВРов осуществляется от постоянного или переменного опертока. Ниже приведу известные данные по отдельным системам быстрого АВР.

SUE3000 от ABB

По данному БАВРу имеется достаточно подробное описание, которое легко раздобыть в интернете, или в бумажном варианте на специализированной выставке. Особое внимание производитель уделяет пункту про то, что параметры для пуска устройства постоянно подсчитываются и во время подачи сигнала на БАВР все параметры уже подсчитаны. Но с другой стороны питание только от постоянного тока. Все классы напряжения по паспорту, но про 400В ничего не написано, так что любые классы напряжения с ТТ-1 или 5А, ТН-100…145В.

БАВР_072

Для данного устройства также доступна подробная документация с примерами внедрения на различных объектах. Особо следует рассмотреть устройство БАВР для сетей 0,4кВ.

БАВР10_SHELL_FT2

Достойный конкурент, но для своих целей.

БМРЗ-БАВР

Время работы устройства чуть больше, чем у аналогов. Но в документации приведены все данные. Хоть бери и делай свой аналог. Шутка. Это очень почетно и круто, когда вся документация есть.

В общем, БАВРы достаточно активно распространяют в нефтегазовой отрасли, на заводах, так как там потеря электроэнергии несет существенные экономические потери в виде недоотпуска производимой продукции. Встречаются БАВРы и на ТЭЦ. В общем, использование данного устройства должно рассматриваться в каждом случае индивидуально. И при выборе среди отдельных производителей следует опираться на опыт внедрения на других предприятиях в рамках одного региона, наличие русской документации и полноты документации (схемы, описание функций, техподдержка).

Достоинства всех БАВРов примерно одинаковы, хотя отдельные производители заявляют о конкурентных преимуществах. Общие для всех устройств преимущества вытекают одно из одного и взаимосвязаны, перечислим их:

• Уменьшение пусковых токов. Вместо стандартных 5-7*Iном, это будут 2-3*Iном. Уменьшение пусковых токов также увеличивает срок службы электродвигателей и насосов
• Остаточное напряжение остается на высоком уровне
• Повышается успешность самозапуска, причем не только ответственных механизмов, но и всех механизмов собственных нужд
• Обеспечивается непрерывный технологический процесс
• Значительно уменьшается время переходного процесса по сравнению с традиционными АВР