Шкаф ачр что это
Электроснабжение потребителей предусматривает четкое соблюдение основных параметров сети. Так как их отклонение от нормативного значения вызывает сбои в работе высокоточных устройств, снижает срок эксплуатации оборудования или может привести к возникновению аварийного режима. Наиболее ощутимые нарушения и последствия возникают при снижении частоты, для борьбы с которой используется автоматическая частотная разгрузка (АЧР).
Понятие автоматической частотной разгрузки
Автоматическая частотная разгрузка представляет собой систему автоматического регулирования нагрузки, подключенной к энергосистеме в случае резкого снижения частоты. Регулирование осуществляется посредством отключения потребителей, в зависимости от категории их значимости. То есть сначала прекращается питание наименее значимой части потребителей.
Разделение потребителей по категориям
Всего в электрической сети выделяется три категории потребителей при наладке автоматической частотной разгрузки. Что и определяет требования к их питанию и возможным перерывам, в случае каких-либо аварийных процессов.
- 1 категория – это такие организации или предприятия, прекращение питания которых может привести к гибели людей, несет потенциальную угрозу государственным интересам или несет существенный финансовый ущерб.
- 2 категория – это такие приемники, перерыв в снабжении которых, приводит к простою в различных технологических операциях, может снизить производительность и т.д.
- 3 категория – это такие потребители, от обесточивания которых не возникает никакой потенциальной угрозы. Именно эта категория и является наиболее приоритетной для отключения автоматической частотной разгрузкой.
Правила допускают перерыв в питании всех вышеперечисленных объектов при снижении частоты, но в соответствии с их категорией. Так, электроснабжение потребителей 1-ой категории может прерываться лишь на время переключения на второе питание, что составляет считанные доли секунд. Вторая и третья допускают более длительный перерыв – не более суток подряд.
Понятие дефицитной энергосистемы
В случае, когда электрическая система не способна обеспечить достаточное количество электрической энергии, возникает дефицит мощности. Такая ситуация может возникнуть при отключении одной из электростанций, подключении нового мощного потребителя или удаленного короткого замыкания. Из-за недостатка мощности для всех подключенных потребителей получается дефицитная энергосистема. А при отсутствии автоматической частотной разгрузки или при ее некорректной работе в системе возникают крайне плачевные последствия.
Последствия снижения частоты
В случае уменьшения частоты на 0,2 – 0,4 Гц изменения не будут ощутимыми. Но при снижении уровня до 48Гц и ниже возникают необратимые процессы, как в самой электрической сети, так и в приборах. Даже, казалось бы, незначительное снижение на 2 Гц влечет нарушения в работе потребителей электроэнергии: двигатели теряют частоту вращения, теряется управление станочным оборудованием, снижается производительность, могут возникнуть аварии и катастрофы.
Если не принимаются меры к восстановлению нормального режима, то дефицит приводит к лавинному процессу падения частоты. Затем происходит снижение напряжения, возрастание уровня электрического тока в электрических машинах, перегреву и разрушению изоляции. Генераторы электростанций, как и потребители, испытывают такие же перегрузки, которые могут привести к их выходу со строя или травмированию персонала. Реальное препятствие этим последствиям способна оказать автоматическая частотная разгрузка.
Назначение АЧР
В любой энергетической системе закладывается резерв мощности, что обеспечивает установленный уровень активной мощности при колебаниях количества приемников энергии и их аппетитов. Если этот резерв исчерпается, то для восстановления баланса срабатывает автоматическая частотная разгрузка. АЧР предназначена для удаления из схемы питания потребителей третей категории, что может предотвратить отключение генераторов и полную остановку электростанций. В зависимости от величины изменения частоты или длительности дефицита могут применяться различные виды автоматической частотной разгрузки.
Классификация
На электростанциях и подстанциях для автоматической частотной разгрузки системы в аварийной ситуации может применяться один из четырех или сразу несколько видов защиты [ 1 ].
- АЧР-1 осуществляет быстрое отключение в течении 0,3 – 0,5с, чтобы не допустить снижения частоты. Срабатывание отстраивается в пределах от 48,5 до 46,5 Гц. Диапазон уставки можно подбирать с шагом по 0,1 Гц. При этом потребители отключаются ступенчато, в зависимости от их мощности.
- АЧР-2 характеризуется такими же пределами срабатывания, но отстраивается на более длительное время выдержки от 5 до 90с. В отличии от АЧР-1, нагрузки АЧР-2 отключаются с большей выдержкой, так как она восстанавливает частоту уже после остановки лавинообразного процесса.
- ЗАЧР позволяет предотвратить инциденты из-за аварийного дефицита на атомных электростанциях. Время для вывода блоков АЭС по данной защите составляет 0,5с.
- ЧАПВ – представляет собой частотное автоматическое повторное включение. Срабатывание ЧАПВ позволяет восстановить подачу электрической энергии потребителям, которых обесточили для выравнивания частоты.
Принцип действия
Рисунок 2 Принцип действия АЧР
Посмотрите на рисунок, как видите, здесь представлена схема АЧР с частотным АПВ. В случае снижения частоты до уровня уставки или ниже срабатывает частотное реле KF. С него сигнал поступает на реле времени KT1, которое замыкает группы контактов промежуточных реле KL 1 и 2 . Именно они управляют отключением потребителей в соответствии с выстроенным приоритетом.
После этого измерительный элемент проверяет уровень частоты в сети. При достижении частотой величины в 50 Гц запускает сигнал от цепи измерительного блока к временному KT2. Затем, через промежуточное KL4 замыкаются контакты на обратное подключение потребителей к сети, чем и осуществляется ЧАПВ.
Схемы АЧР
В соответствии с предъявляемыми требованиями, все типы автоматической частотной разгрузки способны реализовать различные функции защиты. Поэтому для построения тех или иных характеристик устройств АЧР, ступеней в их работе применяются определенные схемы. Также устройство может собираться как на реле, так и на полупроводниковых приборах.
С одним реле частоты
Рисунок 3 Схема АЧР с одним реле
Посмотрите на рисунок, здесь вы видите принципиальную схему автоматической частотной разгрузки, в которой используется одно частотное реле. Посредством контактов промежуточного реле РП к частотному реле РЧ1 подается сигнал от измерительного элемента. Которое при снижения уровня частоты сразу же замыкает контакты РП1 и РП2. От контактов реле РП2 поступает сигнал на отключение нагрузки.
В случае повышения уровня частоты выше уставок срабатывания схема возвращается в исходное положение. При этом от реле РП5 поступает сигнал на контакты РП5.1, которые отключают обмотки РВ1 и РП4. На тот случай, если работа по такой схеме не даст желаемого результата, здесь предусмотрено шунтирование РВ1.
С ЧАПВ
Рисунок 4 Схема с ЧАПВ
Обратите внимание, в данной схеме автоматической частотной разгрузки, объекты отключаются релейной защитой в том же порядке, что и в предыдущем примере. От Р4 подается сигнал на временное реле РВ1, через контакты которого возбуждаются обмотки промежуточного РП1. Контакты промежуточных РП1.1 и РП2.1 посылают сигнал на отключение. Об этом сигнализирует РУ1.
После нормализации частоты сигнал проходит по контактам РП1.3 и РП3.2 возбуждается обмотка временного РВ2. Через его контакты сигналы возбуждают обмотку промежуточного РП4. А оно, в свою очередь, через контакты РП4.2 и РП4.3 посылает сигнал на частотный пуск потребителей. После чего указательное реле РУ 2 сигнализирует о срабатывании ЧАПВ.
Требования, предъявляемые к АЧР
- Успешная ликвидация разнообразных аварий – автоматическая частотная разгрузка обеспечивает адекватную реакцию на локальные и общесистемные дефициты. Это означает, что противоаварийная автоматика срабатывает не зависимо от характера развития – единичной или каскадной, темпов нарастания или выходной мощности с электростанции.
- Обеспечение частотно-временной зоны – автоматическая частотная разгрузка обязана обеспечить соблюдение зоны, указанной на рисунке.
Как видите, на рисунке указана заштрихованная область, обозначающая границу, ниже которой частота не может опускаться в определенный момент времени. В противном случае, такая автоматическая частотная разгрузка не обеспечит достаточную защиту и лопасти турбины испытают колоссальную нагрузку, способную нарушить целостность металла.
- Минимальное количество отключенных – выходное реле автоматической частотной разгрузки должно обеспечивать как можно меньшее число обесточенных потребителей во время срабатывания. Для этого применяется АВР, запускающаяся на электростанциях после снижения частотных характеристик, чтобы выдать дополнительную мощность.
- Достаточное число ступеней – АЧР должна производить такое отключение категорий разгрузки, при котором будут обесточиваться наименее важные объекты в последовательности их значимости касательно возможного ущерба.
- Достижение приемлемого значения – сама автоматическая частотная разгрузка не должна решать проблему с регулированием частоты до 50 Гц. Ее задача обеспечить такую частоту, при которой группы энергосистем смогут длительно обеспечивать нормальные условия работы. Пока персонал будет решать проблему.
- Отсутствие ложных срабатываний – автоматическая частотная разгрузка не должна реагировать на процессы, схожие с падением частоты (асинхронные режимы, синхронные качания и прочие).
Таким образом, автоматическая частотная разгрузка должна отстраивать свою работу от постоянных параметров системы. При этом случайные факторы, влияющие на различные коэффициенты, не должны затрагивать работу релейной или полупроводниковой аппаратуры, запускающей автоматическую частотную разгрузку.
Шкафы локальной противоаварийной автоматики (ПА) присоединений 6-750 кВ
ШЭЭ 22Х
Серия шкафов ПА типа ШЭЭ 22Х, в составе микропроцессорных терминалов ЭКРА 22Х, предназначена для применения в качестве локальной и общестанционной противоаварийной автоматики подстанций любого класса напряжения, гидростанций (ГЭС, ГАЭС), тепловых станций (ТЭЦ, ГРЭС), атомных станций (АЭС)
Однотерминальный шкаф ШЭЭ 223 со стандартным обзорным окном
Передняя дверь с обзорным окном
Сигнальные лампы и кнопки
Секция оперативных переключателей
Терминал ПА ЭКРА 22Х
Блоки испытательные
Сервисная розетка
Однотерминальный шкаф ШЭЭ 223 со стороны монтажа
Дополнительные элементы НКУ шкафа
промежуточные реле, измерительные преобразователи и т.д. Состав определяется согласно проектным решениям
Блок фильтра цепей оперативного питания
для дополнительной защиты цепей питания терминалов и обеспечения работы при перерывах питания до 0,5с
Общая шина заземления шкафа
Основание шкафа
Двухтерминальный шкаф ШЭЭ 224 одностороннего обслуживания
Терминалы ПА
серии ЭКРА 22Х и монтажный комплекты с креплением на поворотную плиту шкафа, в связи с необходимостью размещения оборудования в условиях ограничения места на объекте
Поворотная рама шкафа
обеспечивает доступ к монтажным единицам шкафа и клеммнику, оснащается фиксаторами положения, угол открытия до 130 градусов
Двухтерминальный шкаф ШЭЭ 224 со стандартным обзорным окном
Два независимых терминала ПА
серии ЭКРА 222. Полностью независимые комплекты терминалов, с раздельным питанием и цепями входов/выходов
Испытательные блоки БИ
Оперативные ключи
Двухтерминальный шкаф ШЭЭ 224 со стороны монтажа
Независимые полукомплекты терминалов ПА
Решение для цифровых подстанций
Терминал ПА
для работы в составе ЦПС 3 архитектуры. Обеспечивается возможность размещения в одном конструктиве до 4 полностью независимых комплектов устройств ПА
Сетевые порты связи терминала
Дополнительные сетевые устройства
Реализация исполнений как в виде линейки типовых шкафов для сокращения времени разработки проекта привязки шкафа, так и выполнение по индивидуальному проекту, на основе исходных технических требований
Успешное проведение комплекса испытаний на соответствие требованиям ПАО «ФСК ЕЭС», «Россети», и системе добровольной сертификации функций ПА в "СО ЕЭС"
Для терминалов ПА серии ЭКРА 22Х возможно масштабировать кол-во аналоговых и дискретных входов/выходов, добавлять необходимые алгоритмы и производить их модернизацию, в том числе и без привлечения завода-изготовителя.
Обеспечение высокой надежности работы, с возможностью организации полного аппаратного резервирования оборудования ПА в пределах одного шкафа и предоставлением расширенной гарантии на шкафы и терминалы (до 20 лет)
Возможность использования терминалов ПА серии ЭКРА 22Х, в качестве средств измерений, с классом точности 0,5, и межповерочным интервалом 8 лет
ШЭРА-АЧР-1002
Комплект автоматической частотной разгрузки выполнен на основе терминала «Сириус-2-АЧР».
Основные функции
- автоматическая частотная разгрузка до 4 групп присоединений;
- автоматическое обратное повторное включение отключенных присоединений при восстановлении частоты;
- возможность блокировки ступеней категории АЧР-Ι по скорости падения частоты и напряжения;
- возможность блокировки ступеней АЧР от органа направления мощности;
- возможность ускорения ступеней категории АЧР-ΙΙ по скорости падения частоты;
- возможность обеспечения необходимых блокировок, запрещающих срабатывание АЧР.
Качество
Шкафы серии «ШЭРА» представляют собой защищенное низковольтное комплектное устройство. Шкафы изготавливается на основе металлоконструкции «Rittal» с использованием оригинальных деталей ООО НПФ «РАДИУС» в специфичном для заказчика исполнении шкафа.
Шкафы серии «ШЭРА» выпускаются ООО НПФ «РАДИУС» в соответствии с ТУ БПВА.650645.001 и соответствуют требованиям ГОСТ Р 51321.1-2007 (МЭК 60439-1:2004), ГОСТ Р 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5:2001), ПУЭ (7 издание).
В шкафах серии «ШЭРА» используются комплектующие ведущих мировых производителей: Weidmuller, Phoenix contact, Finder, Ganz KK. Rittal и др.
При изготовлении шкафов серии «ШЭРА» применяется оригинальная технология высококачественного электрического монтажа ООО НПФ «РАДИУС», с использованием специально изготавливаемых жгутов с цифровой и цветовой маркировкой, размещаемых в перфорированных кабельных каналов на внутренней стороне шкафа. Все жгуты, используемые при монтаже шкафа, изготавливаются как самостоятельные изделия, отдельно проходящие контроль качества, что полностью исключает ошибки при монтаже. При изготовлении жгутов используется только высококачественный медный кабель, сертифицированный на соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза «EAC», и изготавливаемый при соблюдении требований ISO 9001:2008 и ГОСТ ISO 9001-2015. Номинальное сечение проводов не менее 2,5 мм2 для токовых цепей и не менее 0,75 мм2 – для остальных цепей. Подвод внешних кабелей осуществляется через уплотненные кабельные вводы, расположенные на дне шкафа. Экраны кабелей подключаются к медным шинам заземления, расположенным справа и слева от кабельных вводов, а сами кабели крепятся к боковым перфорированным панелям шкафа при помощи кабельных стяжек, входящих в комплект поставки шкафа.
Стандартные шкафы серии «ШЭРА» обладают стойкостью к воздействию землетрясения интенсивностью до 9 баллов при уровне установки 10 м над нулевой отметкой. В случае необходимости обеспечения более жестких требований по сейсмостойкости, стандартная конструкция шкафов серии «ШЭРА», по запросу заказчика, может быть усилена.
С каждым шкафом серии «ШЭРА» поставляется одиночный эксплуатационный комплект ЗИП, обеспечивающий выполнение требований по готовности и ремонтопригодности шкафа в течение гарантийного срока эксплуатации.
Система менеджмента качества производства ООО НПФ «РАДИУС» соответствует требованиям ГОСТ ISO 9001-2015 (ISO 9001:2015).
Удобство
Шкафы серии «ШЭРА» изготавливаются на основе типовых комплектов РЗА с микропроцессорными устройствами серии «Сириус», разработанными и изготавливаемыми в России. Все микропроцессорные терминалы, входящие в состав шкафа, имеют регистраторы событий и аварийные осциллографы, а также оснащены тремя независимыми интерфейсами связи – USB, RS485 и дополнительным интерфейсом по выбору заказчика: RS485, Ethernet по «витой паре» (100BASE-TX) или Ethernet с двумя оптическими интерфейсами (100BASE-FX). Микропроцессорные устройства серии «Сириус» могут быть использованы в качестве устройств нижнего уровня в АСУ ТП энергообъектов и для организации АРМ РЗА. Считывание и изменение уставок терминалов, просмотр текущих параметров сети и считывание регистратора производится при помощи специализированного программного обеспечения, поставляемого со шкафом. Микропроцессорные устройства серии «Сириус», входящие в состав шкафа, внесены в перечень оборудования, аттестованного для применения на объектах ОАО «ФСК ЕЭС».
Шкафы серии «ШЭРА» имеют специальное исполнение, предусматривающее установку на них дополнительных цифровых измерительных приборов, ключей управления, световой сигнализации положения коммутационных аппаратов и элементов мнемосхемы для применения их в составе нетипового щита управления подстанции.
В нижней секции шкафов серии «ШЭРА» в ряде исполнений могут быть установлены испытательные разъемы.
Характеристики базового исполнения «ШЭРА»
Шкафы могут поставляться как с установленными боковыми панелями (одиночный шкаф), так и с комплектом деталей, предназначенных для крепления его к соседним шкафам (side by side) при установке его в линию шкафов. Как в первом, так и во втором случае конструкция шкафа обеспечивает степень защиты от прикосновения к токоведущим частям и от попадания твердых посторонних тел IP54 по ГОСТ 14254.
ШЭРА-АЧР-2002
ШЭ-МТ-161 — Шкаф автоматики частотной разгрузки
Автоматическая частотная разгрузка АЧР1 предназначена для прекращения процесса снижения частоты при значительном дефиците активной мощности в энергосистеме или ее части. АЧР1 производит отключение нагрузки очередями по факту снижения частоты ниже уставки. Возможно выполнение до 8 очередей.
Осуществляется блокировка АЧР1 по скорости снижения частоты или напряжению при выбеге синхронных двигателей. Срабатывание АЧР1 может выполняться с регулируемой выдержкой времени.
Автоматическая частотная разгрузка II категории (АЧР2)
Автоматическая частотная разгрузка АЧР2 предназначена для подъема частоты после действия АЧР1, а также при медленном снижении частоты. АЧР2 производит отключение нагрузки очередями по факту снижения частоты ниже уставки. Возможно выполнение до 8 очередей.
Осуществляется блокировка АЧР2 по напряжению при выбеге синхронных двигателей. Срабатывание АЧР2 может выполняться с регулируемой выдержкой времени.
Частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ)
ЧАПВ применяется для автоматического включения присоединений, отключенных действием АЧР. В комплекте применен алгоритм АЧР/ЧАПВ-А с раздельными входами “АЧР” и “ЧАПВ”. ЧАПВ производит включение нагрузки очередями по факту восстановления частоты выше уставки. Возможно выполнение до 8 очередей.
Оперативные ключи
Рабочий ТН / Выведены / Резервный ТН
1 очередь АЧР 1 СШ
2 очередь АЧР 1 СШ
1 очередь АЧР 2 СШ
2 очередь АЧР 2 СШ
Комплект выполнен на базе МП блока типа БРЧН-100-Б
Линейное напряжение UAB шинного ТН
Линейное напряжение UBC шинного ТН
Автоматическая частотная разгрузка I категории (АЧР1)
Осуществляется блокировка АЧР1 по частоте или напряжению при выбеге синхронных двигателей. Срабатывание АЧР1 может выполняться с регулируемой выдержкой времени.
ЧАПВ применяется для автоматического включения присоединений, отключенных действием АЧР. В комплекте применен алгоритм АЧР/ЧАПВ-Б, при котором входной логический сигнал “АЧР” удерживается в течение всего времени действия АЧР, окончание сигнала “АЧР” является командой “ЧАПВ”. ЧАПВ производит включение нагрузки очередями по факту восстановления частоты выше уставки. Возможно выполнение до 8 очередей.
Читайте также: