Надшвидкодіючі вимикачі для систем БАВР
Короткочасні порушення нормального електропостачання – характеристика сьогодення
Основними причинами порушення надійності електропостачання споживачів є короткі замикання у схемах зовнішнього та внутрішнього електропостачання. У разі, коли рівень зносу електроустаткування досить великий, кількість коротких замикань, що зумовлюють провали напруги, зростає з кожним роком.
У такій ситуації вирішення проблеми надійності електропостачання покладається на споживачів електроенергії. Особливо останнє актуально для підприємств зі складними технологічними процесами та підприємств, що широко використовують засоби автоматизації для вирішення своїх завдань. Серед них – підприємства, що спеціалізуються на видобутку та переробці нафти та газу, металургійні підприємства, підприємства водопостачання та водовідведення та інші. На роботу високовольтних електричних двигунів, низьковольтних електродвигунів приводів насосів, пристроїв управління елементами електротехнічних систем і технологічних процесів цих підприємств впливають короткі за тривалістю провали напруги живлення. Останні відбуваються десятки разів на рік, і призводять до значних економічних збитків, навіть якщо їхня тривалість становить кілька сотень мілісекунд.
Традиційний спосіб боротьби з провалами напруги
Традиційно в електричних мережах для боротьби з перервами електропостачання застосовуються пристрої автоматичного включення резервного джерела живлення (АВР). Як пусковий орган у цих пристроях, як правило, використовується орган мінімальної напруги. Незважаючи на те, що для споживачів електроенергії необхідно якнайшвидше отримати електроживлення, потрібно вводити навмисне уповільненнядії пускового органу АВР Зазначене проводиться для запобігання зайвої дії пристроїв АВР при КЗ на суміжних ділянках мережі та при дії пристроїв АПВ ліній живлення. Таким чином, потрібно проводити уповільнення на час більше, ніж максимальна витримка часу релейного захисту на суміжних ділянках мережі, або на час більше ніж витримка часу пристрою АПВ. В результаті витримка часу на дію пристрою АВР може досягати декількох секунд.
Такі величини витримок часу дії АВР виявляються неприпустимими при постановці завдання збереження безперервності складних технологічних процесів промислових підприємств: відбувається випадання з синхронізму синхронних двигунів, перекидання асинхронних двигунів, відключення контакторів і пускачів напругою 380 В, відключення частотнорегульованих приводів, установок.
Пускові пристрої швидкодіючого автоматичного введення резервного електроживлення
Для виключення збитків та забезпечення безперервності технологічних процесів розроблено більш технічно досконалі, порівняно з традиційними, пристрої АВР, що відрізняються надшвидкістю - пристрої швидкодіючого АВР (БАВР). Пристрої БАВР поєднують у собі цілий ряд пускових органів, що взаємодіють між собою відповідно до специфічних алгоритмів, що дозволяють правильним чином ідентифікувати аварійні режими, в яких потрібно вводити резервне джерело живлення (короткі замикання К1, К2, К5) і в яких перемикання на резервне джерело живлення здійснювати не слід (короткі замикання К3, К4). Пускові пристрої БАВР дозволяють вирішити зазначені завдання за мінімальний час, не вимагаючи погодження за часомпристроями релейного захисту та автоматики суміжних елементів мережі. Власний час реакції пускових пристроїв БАВР на аварійні режими первинної мережі, як правило, не перевищує 20-30 мс.
Використання унікальних алгоритмів і ноухау в пусковому пристрої управління БАВР 072, розробленому ТОВ НПК ПРОМИР забезпечує час його реакції на аварійну ситуацію, що виникла, в межах від 5 до 12 мс (залежно від виду аварії), а в комплексі з надшвидкодіючими вакуумними вимикачами ВВ/TEL серії Q повний цикл перемикання на резервне джерело становитиме 27-34 мс. Для налаштування БАВР використовується програмне забезпечення, що пройшло апробацію протягом тривалого терміну та має високу точність визначення напруги, струмів, активних та реактивної потужностей у всіх вузлах схеми. Правильність вибору параметрів налаштування БАВР визначається розрахунком за реальною схемою електропостачання підприємства з урахуванням структури та конфігурації електричної мережі, фактичного електричного навантаження. Достовірність програмного забезпечення підтверджена впровадженням та використанням програмного забезпечення в інститутах Гіпротрубопровід, Електропроект, Гіпротюменнефтегаз та іншими.
БАВР 072 вигідно відрізняється від аналогів такими особливостями:
Надшвидкодіючі вимикачі BB/TEL серії Q для систем БАВР
Пускові пристрої БАВР є лише однією складовою системи БАВР, в яку, крім самого пускового пристрою, також входять трансформатори струму і напруги, а також силові вимикачі (число яких визначається схемою розподільчого пристрою). При цьому на швидкодію перемикання на резервне джерело живлення, серед перерахованих, можуть впливати тільки силові вимикачі. Це зумовлює необхідністьзастосування сучасних надшвидкодіючих вимикачів, що забезпечують повний час перемикання на резервне джерело, з урахуванням часу спрацьовування пускового пристрою БАВР, не більше 40 мс, що дозволяє забезпечити стійкість функціонування всього навантаження незалежно від її складу.
Власний час вмикання швидкодіючого вимикача ВВ/TEL серії Q становить трохи більше 22 мс, а час відключення – трохи більше 10 мс. Зазначених характеристик вимикача вдалося досягти за рахунок ноухау, застосованих при розробці швидкодіючого блоку управління CM_1501_01 (04) та конструкції вакуумного вимикача. При цьому, незважаючи на те, що вимикач став мати високу швидкодію, ресурс з комутаційної стійкості зберігся на колишньому рівні, характерному для традиційного виконання вимикача BB/TEL серії Shell, надійність якого перевірена тисячами реалізованих проектів по всьому світу.
Вимикач ВВ/TEL серії Q ґрунтується на запатентованій ідеології побудови класичних вимикачів ВВ/TEL – ідеології електромагнітного пофазного приводу з магнітною клямкою.
Вимикач має найпростішу кінематичну схему, коли всі рухомі частини рухаються вздовж вертикальної осі. Це дозволяє виключити наявність обертових елементів і створити малогабаритний привід, що не обслуговується. Пофазний електромагнітний привід утримує вимикач у включеному положенні необмежено довго за мінімального споживання електроенергії по ланцюгах оперативного живлення.
На сьогоднішній день інженерами української групи компаній «Таврида Електрик» розроблено комплекс рішень щодо застосування швидкодіючого вимикача ВВ/TEL серії Q як для модернізації розподільчих пристроїв колишніх років випуску, так і для застосування.у складі нових розподільчих пристроїв.
Для наших партнерів – КРУбудівних заводів – ми пропонуємо програми технічного супроводу застосування швидкодіючого вимикача ВВ/TEL серії Q у складі нових виробів.
Досвід впровадження та ефекти від застосування комплексу БАВР на базі BB/TEL серії Q та пускового пристрою БАВР 072
Для підтвердження характеристик надшвидкого вимикача ВВ/TEL серії Q та ефективності його застосування в системах БАВР були проведені лабораторні випробування спільно з мікропроцесорним пусковим пристроєм БАВР 072 розробки ТОВ НПК ПРОМИР.
У ході випробувань за допомогою програмного комплексу PSCAD та випробувального обладнання РЕТОМ проводилося моделювання режимів короткого замикання у зовнішній мережі електропостачання та відключення вимикача живлення.
В результаті випробувань були підтверджені власні часи включення та відключення ВВ/TEL серії Q та час реакції мікропроцесорного пускового пристрою БАВР 072.
Впровадження комплексу БАВР дозволяє отримати такі позитивні ефекти: