Диссертация (1172958), страница 29
Текст из файла (страница 29)
В работахавторов [52, 81] указано, что «микроэлектронные устройства в России менеенадежны, чем электромеханические, а МП РЗА – чем микроэлектронные, несмотряна то, что в устройства IED встроены функции самоконтроля и самодиагностики»[52, 81].Разработка устройства БАВР с надежными алгоритмами АВР и ВНР, «обеспечением быстродействия до уровня, необходимого для сохранения динамическойустойчивости комплексной нагрузки, позволит сохранить непрерывность технологического процесса насосных станций предприятий транспорта нефти и газа» [35, 37,87, 88], нефтедобычи, металлургии и снизить вероятность разливов нефти, гидравлических ударов и т.п., «повысить экономичность работы комплексов ЭТС» [67, 79,90, 110, 112].
Для этих целей к комплексам БАВР предъявляются требования:- снизить время реакции пускового органа на аварийный режим с 20 до 3-9 мс;- сократить время включения вакуумных и элегазовых выключателей;187- разработать алгоритм устройства БАВР, надежно работающий длянефтедобывающих ЭТС с насосными и дожимными станциями на ПС 35/6(10) кВ(электрически связанных между собой), запитанных по ВЛ от ГПП 110/35/6 кВ;–выявитьусловиясохранениядинамическойустойчивостиэлектрооборудования каждой ПС 35/6 кВ при воздействии разных видов КЗ;– оценить влияние «соотношения мощностей работающих СД и АД на параметры настройки пускового устройства (ПУ) БАВР» [49, 66, 99, 111, 115].Проведенные нами патентные исследования за 1987-2007 гг. устройств АВРпотребителей выявили, что основное внимание следунт уделить «повышениюбыстродействия переключения на резервный источник питания потребителей инадёжность определения потери питания (рис.
5.1-5.2)» [49, 66, 99, 111, 115].Рисунок 5.1 – Анализ использования в АВР известных объектовинтеллектуальной собственностиИзвестны следующие устройства АВР:1. Аналоговый блок «пускового устройства типа БЭ 8302» [8, 10, 36-38].2. Автоматический «переключатель секции шин (АПСШ) и устройствоАВР (ТАВР), разработанные ГУП «Институт энергетической электроники», г.Санкт-Петербург» [35, 37, 87, 88].1883. Устройство «АВР типа SUE 3000 компании АББ, Германия» [147, 151].4.
Микропроцессорный «контроллер АВР М-4272 компании BeckwithElectric Co., Inc., США» [49].5. Микропроцессорное «устройство БАВР МЭИ» [162-164].Кроме этого существуют устройства «МП РЗА («Сириус-В», БРМЗ-СВ идр.)» [40, 66], которые относятся к МП и цифровым, но имеют время реакцииболее 25-50 мс, обладают ненадежным алгоритмом работы как БАВР, так и ВНР.Рисунок 5.2 – Оценка патентоспособности технических решений иопределение целесообразности их правовой защитыСовременные устройства АВР напряжением 6-35 кВ включают «функцииосциллографа, регистрации событий и использования в АСУ ТП» [45, 46, 117-119,146, 147], имеют «алфавитно-цифровой дисплей, содержащий 2-4 строки по 16-20символов и клавиатуру» [45, 46, 117-119, 146, 147]. Терминалы РЗА «должнысодержать оперативные элементы местного контроля, управления и сигнализациисо встроенным интерфейсом общения, свободно программируемую логику,189осуществлять взаимодействие между различными функциями защиты, управления иконтроля, как входящими в состав МП РЗА, так и в составе внешних защит» [45,46, 117-119, 146, 147].
Частота измерений устройств РЗА принимается равной 20 запериод. Питание терминалов МП РЗА должно работать от «постоянного иливыпрямленного оперативного тока с номинальным напряжением 220/110 В» [45, 46,117-119, 146, 147] а сами устройства должны иметь память для доаварийной записирегиструемых параметров в течение 2-5 периодов, определяемых потребителем изаписи всего переходного процесса (аварийная запись).Надежность работы устройств МП РЗА определяется так: а) «средняянаработка на отказ сменного элемента – 100, 125 тыс ч; б) среднее времявосстановления– 0,5; 1; 2; 3 ч; в) средний срок службы сменного элемента докапитального ремонта – 8, 10, 12, 14 лет; г) средняя вероятность отказа всрабатывании устройства за год – 1×10-5, 1×10-6; д) параметр потока ложныхсрабатываний устройства в год – 1×10-6 , 1×10-7; е) полный средний срок службыустройства - 20, 25 лет» [45, 46, 117-119, 146, 147].КвыходнымконтактамуправленияМПРЗАтакиетребования:«коммутационная способность не менее 1000 в цепях постоянного тока напряжением 220 В с индуктивной нагрузкой и постоянной времени 0,05 с; для воздушныхвыключателей токи на замыкание 40 А длительностью 0,03 с и 15А длительностью0,3 с; на размыкание 0,25А; для выключателей с электромагнитными приводамитоки на замыкание 5,0 А длительностью 1,0 с; а на на размыкание – 0,25А» [45, 46].Анализ характеристик работы устройств АВР выявил, что «время их реакциина аварийный режим составляет 25-120 мс» [2, 3, 10, 27, 40, 50, 53, 62, 71, 81, 142,151], а построены они на «органах частоты и минимального напряжения и частоимеют многоступенчатый алгоритм работы, который к тому же зависим от работыдр.
устройств защит» [27, 36, 49, 114]. Рассмотрим известные усмтройства БАВР.Устройство БАВР типа «БЭ 8302, которое имеет: в качестве пусковых органовшесть реле минимального напряжения, включенных на напряжения первой и второйсекции шин; два блокирующих реле направления мощности, каждое из которых190контролирует направление передачи мощности прямой последовательностипитающего ввода; пусковой и блокирующий блоки контроля угла междуодноименными напряжениями прямой последовательности первой и второй секциишин; блок логики; блоки выходных реле; элементы диагностики и питания» [27, 35,37, 38, 109]. Для БЭ 8302 характерна «малая наработка на отказ, работа только приналичии СД и быстродействие - 40÷60 мс» [27, 35, 37, 38, 109].АВР типа автоматический переключатель секций шин используется на двухсекционных ПС напряжением 6,10 кВ с тиристорным секционным выключателем ипредназначен для «сохранения в работе потребителей с электродвигательной нагрузкой при потери питающего напряжения на одном из вводов 6(10) кВ подстанции»[35, 37, 49, 50].
Устройство АПСШ предназначено для:ü «максимально быстрого определения аварийный ввод и выдачи командына отключение вводного выключателя» [35, 37, 49, 50];ü расчета «скорости выбега двигательной нагрузки на отключенной аварийной секции шин и времени опережения выдачи сигнала на включение вакуумногосекционного выключателя с учетом его собственного времени включения» [35, 37,49, 50].
Время «опережения подбирается так, чтобы реальное замыкание контактов секционного выключателя произошло при разности фаз напряжений рабочейи аварийной секций в диапазоне от 330º до 15º, так как при этом будут минимальные токи в момент переключения» [35, 37, 49, 50];ü выдачи «в расчетный момент времени команды на включение секционного выключателя и подтверждение ее выполнения» [35, 37, 49, 50];ü организации режима ВНР при восстановлении напряжения на отключенном вводе.Для отключения вводного выключателя используются «критерии:- напряжения хотя бы в одной фазе ниже уровня 0,6Uном;- нет срабатывания датчика максимального тока» [35, 37, 49, 50].Для «повышения быстродействия в АПСШ отключение вводного выключателяпроизводится без гашения поля синхронных двигателей, а поэтому команда на от-191ключение выключателя аварийного ввода подается, когда напряжение на исправной секции шин выше 0,8Uном» [35, 37, 49, 50].Тиристорный АВР предназначен для сохранения в работе ЭТС с двигательнойнагрузкой при «потери питающего напряжения на одном из вводов 10 кВ РУ путеммаксимально быстрого переключения на исправный ввод» [49, 88].
В составе устройства ТАВР используется тиристорный ключ параллельно секционному выключателю РУ. В алгоритме работы устройства ТАВР предусмотрена «синхронизациямомента включения ТАВР с углом расхождения фаз напряжений выбегающих двигателей с напряжениями исправной секции шин в диапазоне от 0º до 30º» [37, 49,50]. Работа ТАВР «запрещена при КЗ ниже вводного выключателя за счет срабатыванию канала максимального тока в датчике тока» [37, 49, 50].Для исключения нарушения устойчивости нагрузки описанные выше переключения разрешаются, если «напряжение на исправной секции шин выше 0,8Uном»[49, 50]. Когда это напряжение при возникновении КНЭ упало ниже «уровня 0,8Uноми не восстановилось в течение 20 мс, ТАВР блокируется, но включается функцияштатного АВР» [49, 50].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
