Automatisches Einschalten der Notstromversorgung (ATS) in Verteilnetzen

Automatischer Übertragungsschalter (Automatic Transfer Switch, ATS), der dazu dient, Benutzer von einer ausgefallenen Stromquelle auf eine wartungsfähige Ersatzstromquelle umzuschalten. In ländlichen Stromversorgungssystemen werden ATS-Geräte in 35-110/10-kV-Umspannwerken mit zwei Transformatoren (lokales ATS) und auf bidirektionalen 10-kV-Stromleitungen im offenen Modus (Netz-ATS) eingesetzt.

Im Zusammenhang mit dem Aufkommen von Verbrauchern der ersten Kategorie in Bezug auf die Zuverlässigkeit der Stromversorgung (Viehhaltungsanlagen) begannen sie mit der Einführung von ATS-Geräten bei TP-10 / 0,38 kV, auf 0,38 kV-Leitungen und in Backup-Dieselkraftwerken.

An ATS-Systeme werden folgende Grundanforderungen gestellt:

• ATS muss für den Fall eines unerwarteten Stromausfalls aus irgendeinem Grund und bei Vorhandensein von Spannung in der Notstromquelle bereitgestellt werden;

• ATS muss mit möglichst kurzer Arbeitszeit durchgeführt werden;

• ATS muss einmalig sein;

• Das ATS muss eine schnelle Abschaltung der Backup-Quelle ermöglichen, wenn ein stabiler Kurzschluss entsteht. Hierzu wird empfohlen, den Schutz nach dem ATS zu beschleunigen (auf die gleiche Weise wie nach dem AR);

• Das ATS-System muss eine Überwachung der Funktionstüchtigkeit des Stromkreises zum Einschalten der Backup-Ausrüstung vorsehen.

Um den automatischen Umschalter zu starten, wenn die Hauptquellenspannung verschwindet, wird ein Unterspannungsrelais verwendet... In einigen Fällen übernimmt ein Zeitrelais mit Rücklaufanker die Rolle des Auslösers (im Normalmodus ist das Zeitrelais konstant). bestromt und der Anker gezogen wird).

Die Empfangseinstellung dieser Relais wird üblicherweise, wenn keine spezifischen Daten verfügbar sind, aus dem Zustand ausgewählt

Die Reaktionszeit des Startelements des ATS-Geräts (tav.AVR) wird gemäß folgenden Bedingungen ausgewählt:

wobei ts.z die längste Reaktionszeit der angegebenen Schutzmaßnahmen ist;

Δt ist der Grad der Selektivität, der bei Verwendung eines Zeitrelais mit einer Skala von bis zu 9 s mit 0,6 s und mit einer Skala von bis zu 20 s mit 1,5 ... 2 s angenommen wird;

• durch Koordinierung der Wirkungsweise des automatischen Umschalters mit anderen Automatisierungsgeräten (zum Beispiel die automatische Wiedereinschaltung der Leitung, über die Energie von der Hauptstromquelle geliefert wird)

wobei ts.z.l die längste Betriebszeit des Schutzes der Leitung (Element des Stromversorgungssystems) ist, die Energie an Verbraucher überträgt, für die eine automatische Umschaltschaltung durchgeführt wird;

t1APV – fehlgeschlagene Auto-Close-Zykluszeit dieser Zeile;

tzap – Zeitlimit von 2 – 3,5 s.

In ländlichen Stromnetzen gibt es ATS-Netzwerke, die Redundanz für Verbraucher bieten, die an bidirektionale Stromleitungen angeschlossen sind, die im offenen (bedingt geschlossenen) Modus arbeiten (Abb. 1, a).

Network ATS ist eine Reihe von Geräten, die Folgendes umfassen:

• das ATS-Gerät selbst, das die Stromversorgung auf die Notstromquelle umschaltet, indem es den ATS-Punktschalter (3B, Abb. 1) einschaltet, der im normalen Stromkreisbetrieb ausgeschaltet ist;

• Geräte, die bei Bedarf eine automatische Umstrukturierung des Relaisschutzes ermöglichen, bevor der Betriebsmodus des Netzwerks während der automatischen Übertragungsumschaltung geändert wird;

• Automatische Vorrichtung zur Trennung der Mindestspannung (es gilt die Abschaltung von 1 V und 5 V, Abb. 1, a), die die Spannungsversorgung von der Ersatzquelle zur beschädigten Arbeitsstromquelle (zur Arbeitsleitung, Transformator usw.) verhindert. sowie zu einigen anderen Geräten.

Reis. 1 Schema eines automatischen Netzschalters für ländliche Netze mit 10 kV (auf einem federbetätigten Leistungsschalter): a – erklärender Primärkreis eines Netzes mit 10 kV; b – Spannungsschaltplan des ATS-Startkörpers; c – Diagramm des automatischen Umschalters und Steuerung von Schalter 3 (Punkt des automatischen Umschalters).

Abbildung 1, c zeigt ein Diagramm eines Netzwerk-ATS für federbetätigte Leistungsschalter, die in ländlichen 10-kV-Netzwerken am häufigsten vorkommen. Am ATS-Punkt (Abb. 1, a) ist eine KRUN-Zelle (Schrank) mit einem 3-V-Schalter, ausgestattet mit einem Netzwerk-ATS und Relaisschutz, installiert.

Die Wirkung des Startelements des ATS erfolgt durch Spannungswandler TN1 und VT2 (zwei oder ein VT auf jeder Seite), die Betriebsstromquellen für alle Geräte des ATS-Punkts sind.In diesem Fall erfolgt die Versorgung der Steuersammelschienen 1ShU und 2ShU (Abb. 1, c) entweder von TN1 oder von TN2 mit automatischer Umschaltung auf TN der unbeschädigten Leitung.

Bei Stromausfall, beispielsweise auf der Seite der Umspannstation A, werden die Spannungsrelais 1PH, 2PH aktiviert. Wenn auf der Seite des Umspannwerks B Spannung anliegt, schaltet das Zeitrelais 1RV ein und schließt nach einer bestimmten Zeit den Kontakt 1RV im Stromkreis des Elektromagneten, um den EV des 3V-Schalters einzuschalten.

Bei eingekuppelten Antriebsfedern (Kontakt KGP1 geschlossen) ist der Leistungsschalter geschlossen. Bei erfolgreicher automatischer Netzumschaltung wird der Motor über den geschlossenen Hilfskontakt 3VZ eingekuppelt und die Antriebsfedern gestartet. Bei erfolglosem ATS (Kurzschlusseinschluss mit anschließender Abschaltung vom Schutz) bleibt der ZVZ-Kontakt geöffnet und die Federn werden nicht aufgezogen (die Dauer des vollständigen Aufziehens der Federn beträgt 6 ... 20 s). Dies garantiert den einmaligen ATS.

In diesem Fall ist es zur Vorbereitung des Antriebs zum Einschalten erforderlich, das Gerät 2OU manuell in die Position 2-3 zu bewegen. Bei Fehlern in den Stromkreisen TN1 oder TN2 schaltet der entsprechende Leistungsschalter AB ab und sein Hilfskontakt AB1 oder AB2 deaktiviert das ATS-Gerät für den Betrieb mit dem beschädigten Spannungswandler.

Wenn die tav.AVP-Einstellungen beim Verschwinden der Spannung von den Quellen A und B erheblich unterschiedlich sind, wird ein zweites Relais 2PB installiert (im Diagramm nicht dargestellt), sodass das Relais 1PB auf dem Stromkreis 1PH, 2PH, AB1 ausgelöst wird. und das Relais 2PB – im Stromkreis 3PH, 4RN, AB2.

Am Stand wird die Funktion der ATS-Transformatorschaltung überprüft (Abb. 2).

Reis. 2. Schematische Darstellung des ATS-Geräts (Abschnittsschalterschaltung) einer Zwei-Transformator-Umspannstation.

Das in Abbildung 2 dargestellte schematische Diagramm des automatischen Umschalters ermöglicht über einen Abschnittsschalter CB die automatische Versorgung der Sammelschienen von Abschnitt I oder II im Falle einer Notabschaltung der Transformatoren T1 oder T2.

Berücksichtigen Sie den Betrieb des Stromkreises, wenn die Notstromversorgung an die Busse des Abschnitts I angeschlossen ist.

Verbraucher im Abschnitt I werden normalerweise vom Transformator T1 versorgt und ihre automatische Versorgungsredundanz wird durch Einschalten von SV erreicht.

Die automatische Notstromversorgung erfolgt, wenn die Spannung an den Sammelschienen des Abschnitts I aus folgenden Gründen ausfällt:

• Trennung der Stromversorgung oder des Versorgungskabels auf der Seite von T1;

• Kurzschluss im Transformator und an den Sammelschienen von Abschnitt I;

• unbeabsichtigtes Abschalten des Transformators T1.

Der ATS-Schaltkreis funktioniert nur, wenn die Kontakte des Schalters P. Die Spule des Single-Turn-Relais (ROV) des ATS-Geräts ist erregt und sein Kontakt ist geschlossen, während Schalter 1B1 eingeschaltet ist.

Wenn die Spannung an den Bussen des Abschnitts I verschwindet, schließt das Unterspannungsrelais seine Öffnerkontakte. Über seine geschlossenen Kontakte erhält das Zeitrelais 1PB Strom und gibt nach einiger Zeitverzögerung einen Impuls zum Ausschalten des Transformators T1 (Schalter 1B und 1B1).

Normalerweise wirkt das Zeitrelais auf ein Zwischenrelais, das mit seinen Kontakten die Arbeitskreise des Schalters einschaltet. Nach dem Ausschalten der Schalter wird die DOM-Spule ausgeschaltet, ihre Kontakte kehren jedoch mit einer gewissen Zeitverzögerung in ihre Ausgangsposition zurück . Die Rückkehrzeit ist etwas länger als die Schließzeit des CB-Schalters.Daher gelingt es dem CB-Einschaltimpuls, durch den ROV-Kontakt zu gelangen und ihn einzuschalten, wodurch die Sammelschienen von Abschnitt I Strom vom Transformator T2 erhalten. Nach dem Öffnen des ROV-Kontakts wird der Impulsstromkreis zum Schließen des Schalters unterbrochen, was den einmaligen Betrieb des ATS-Geräts gewährleistet.

Um Fehlfunktionen von ATS-Geräten auszuschließen, wenn Sicherungen im Spannungswandlerkreis des Spannungswandlers durchbrennen, sind zwei Unterspannungsrelais mit Reihenschaltung ihrer Kontakte installiert. Darüber hinaus kann ein weiteres Spannungsrelais in Reihe geschaltet werden, das von einer Notstromquelle gespeist wird und es dem ATS-Gerät ermöglicht, bei einem Spannungsausfall im Hauptteil für diese Verbraucher nur dann zu arbeiten, wenn an den Notstromspitzen Spannung anliegt .

Siehe auch zu diesem Thema: Funktionsweise von automatischen Netzumschaltern (ATS) in Stromnetzen