Схемы и аппаратура цепей управления коммутационными аппаратами

Кроме главных схем или схем первичных соединений, указывающих пути электроэнергии от источника питания к потребителю, существуют также схемы вторичных соединении, в которых с помощью условных графических изображений указаны элементы вторичных устройств и соединения между ними и элементами основного оборудования (измерительные трансформаторы, коммутационная аппаратура и др.). К вторичным устройствам относятся контрольно-измерительные приборы, аппараты релейной защиты и автоматики, аппаратура управления блокировок, аварийной и предупреждающей сигнализации.

Надёжность и экономичность электроустановок в значительной степени зависят как от вторичных устройств, так и от схем вторичных соединений и от выполнения их в натуре.

По назначению схемы вторичных соединений могут быть: а) принципиальные, б) полные и в) монтажные.

Принципиальные схемы составляются применительно к отдельным элементам: цепям релейной защиты, цепям управления и сигнализации, соединениям измерительных приборов.

Эти схемы являются основой для составления полных схем, которые охватывают вторичные соединения, относящиеся к одному присоединению главной схемы, обособленному по функциональному, технологическому или структурному признаку (генератор, трансформатор, линия, механизм собственных нужд).

Монтажные схемы служат рабочим чертежом, по которому производится монтаж вторичных цепей. В монтажных схемах показывается не только каким образом, но и какими средствами будут осуществлены в действительности электрические связи (сечение и тип контрольных кабелей, сборки зажимов, испытательные блоки).

Монтажные чертежи учитывают территориальную разбросанность оборудования, относящегося ко вторичным цепям (щиты управления, щиты релейные и автоматики, ячейки РУ). Характер и форма исполнения чертежей должны соответствовать порядку производства монтажных работ.

Цепи управления, сигнализации, измерений и блокировок снабжаются аппаратами и приборами разнообразной конструкций для необходимых коммутационных переключений, измерений, проверки релейных защит, световой и звуковой сигнализации. В зависимости от назначения эта аппаратура делится на группы: аппараты управления, служащие для подачи команд на включение и отключение, переключение блокировок, изменение про­грамм; релейная аппаратура цепей управления для усиления командных импульсов, выполнения логических программ, контроля цепей; сигнальная аппаратура — лампы, табло, звонки, сирены; измерительные приборы — указатели положения, амперметры, вольтметры, ваттметры; аппаратура электрической и технологической защиты двигателей и механизмов вторичных цепей.

Автоматизация управления производственными процессами, повышение мощности отдельных энергетических объектов, связанные с этим усложнение схем вторичных соединений и повышение ответственности работы цепей управления и сигнализации требуют особого внимания к построению и выполнению схем вторичных соединений.

Первым и непременным требованием следует считать чёткость построения схем, позволяющую быстро ориентироваться в них и обнаруживать неполадки или ложную работу цепей.

Вторым требованием является обеспечение исправной работы вторичных цепей каждого присоединения, возможность проверки состояния оперативной цепи в пределах одного энергетического устройства любой ячейки РУ.

Такая проверка легко осуществляется с помощью индивидуальных, на каждое присоединение защитных устройств (предохранителей или автоматических выключателей со вспомогательными контактами для сигнализации об их срабатывании).

Учитывая чрезвычайную разветвленность цепей вторичных соединений и значительную в связи с этим вероятность ненормальных состояний в сети вторичных соединений, целесообразно у крупных присоединений отделять цепи управления от прочих цепей (сигнализации, блокировки и др.).

Третьим, не менее важным является требование не допускать ложных (обходных) цепей. Под ложной цепью понимается не предусмотренная при проектировании цепь, возникновение которой может повести к ложному действию схемы. Указанное особенно важно для цепей управления: работа включа­ющих или отключающих катушек, электромагнитов должна иметь место только тогда, когда замкнуты оперативные контакты преобразователя, приводящего в действие механизм выключателя.

В схеме дистанционного управления должен иметься элемент сигнализации, отображающий как нормальное, так и аварийное положение выключателя в данный момент. Этой цели служат либо отдельно стоящие на щите сигнальные лампы, либо лампы, встроенные в корпус ключа управления, либо светящаяся рукоятка ключа.

Как правило, аварийное состояние отмечается лампой мига­ющего света.

Схемой должно учитываться присоединение цепи релейной защиты, действующей на отключение, параллельно цепи ключа управления на отключение. Обычно это выходное промежуточное реле защиты. ПУЭ требуют для цепей отключения контроля исправности всех выключателей, а для цепей включения — лишь выключателей генераторов, трансформаторов и линий напряжением 110 кВ и выше. Контроль исправности цепей включения должен также осуществляться для всех других выключателей, если они включаются под действием автоматических устройств. Контроль исправности цепи управления может быть осуществлен путем включения сигнальной лампы параллельно контактам ключа управления.

Конечно, обходная цепь в схеме должна быть выполнена таким образом, чтобы при прохождении тока через лампу или катушку реле было невозможно ложное включение или отключение. Для этого цепь лампы или реле регулируется на потребление тока, равного примерно 10—15 % номинального тока катушек включения и отключения; для защиты от ложной работы при коротком замыкании в самой лампе или при перегорании катушки реле последовательно с ними устанавливается добавочное сопротивление.

Так как время, необходимое для включения или отключения, составляет доли секунды, рассчитывать катушки привода и катушку включения на длительную работу нет необходимости; рассчитанные на кратковременную работу катушки при длительном протекании по ним тока неминуемо сгорят. Это следует учесть при выборе предохранителей в цепи катушки включения, при­нимая при этом во внимание тепловую инерцию предохранителей. Поэтому цепь включения или отключения по завершении операции должна быть разорвана с помощью вспомогательных контактов привода выключателя.

При отсутствии встроенной в привод механической или элек­тромеханической блокировки от «прыгания», т. е. многократного повторного включения, следует предусмотреть электрическую блокировку, препятствующую повторным включениям линии в случае включения ее на неустраненное повреждение.

Вопросы для самопроверки: к разделу 6:

1. Виды заземлений применяемых на электрических станциях.

2. Действие электрического тока на человека.

3. Конструкции заземляющих устройств.

4. Расчет заземляющих устройств в установках с эффективно заземленной нейтралью.

5. Расчет заземляющих устройств в установках с незаземленной нейтралью и с компенсацией емкостных токов.

6. Виды перенапряжений в электроустановках.

7. Способы защиты изоляции от перенапряжений.

8. Конструкции молниезащиты.

9. Определение зоны защиты молниеотводов.

10. Применение разрядников и ограничителей перенапряжений.

11. Потребители оперативного тока на электрических станциях и подстанциях.

12. Источники постоянного оперативного тока.

13. Схемы распределения постоянного оперативного тока.

14. Источники переменного оперативного тока.

15. Установки выпрямленного оперативного тока.

16.Схемы и аппаратура цепей управления коммутационными аппаратами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В конспекте лекций по дисциплине «Электрические станции и подстанции» кратко изложены общие сведения об электроустановках, производстве электроэнергии на электростанциях различных типов, рассмотрены электрофизические процессы в проводниках и аппаратах, описаны конструкции электрооборудования: синхронных генераторов, трансформаторов, коммутационной аппаратуры, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, воздушных и кабельных линий электропередач. Рассмотрены главные схемы электрических соединений станций и подстанций, схемы собственных нужд, оперативный ток, схемы управления коммутационными аппаратами, заземление.

В настоящее время энергосистема, и в частности электростанции, являются сложным технологическим объектом. Достаточно трудно рассмотреть весь комплекс теоретических и практических вопросов в данной, ограниченной учебным планом, дисциплине. Поэтому знания, полученные при изучении дисциплины «Электрические станции и подстанции», являются основой при изучении таких дисциплин, как «Проектирование электрических станций», «Электроснабжение», «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем», «Техника высоких напряжений.

Более полную информацию по конструкции основного оборудования, аппаратов, режимам их работы, о новых схемных решениях можно получить в руководящих документах, стандартах, в информационных материалах предприятий изготовителей электротехнической продукции, в сети Internet (на сайтах, специализированных порталах и т.п.).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Крючков И.П. Расчет коротких замыканий и выбор электрооборудования / И.П. Крючков, Б.Н. Неклепаев, В.А. Старшинов и др.; Под ред. И.П. Крючкова и В.А. Старшинова. − М.: Издательский центр «Академия», 2005.− 416 с.

2. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: учебник для сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К. Корнеева, Т.В. Чиркова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 448 с.

3. Балаков Ю. Н. Проектирование схем электроустановок: учеб. пособие для вузов/ Ю. Н. Балаков, М. Ш. Мисриханов, А. В. Шунтов – М.: Изд. МЭИ, 2004. – 288 с.

4. Электротехнический справочник/ Под общей ред. профессоров МЭИ. - М.: Изд-во МЭИ, 2002.

5. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования/ Под ред. Б. Н. Неклепаева. М.: НЦ ЭНАС, 2002. –152 с.

6. Больнов В.В. Основы эксплуатации электрических станций. Система электроснабжения собственных нужд электрических станций: учеб. пособие / В.В. Больнов, В.П. Возовик, В.А. Ермаков. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 120 с.

7. Коваленко И.В. Электроэнергетика. Производство электроэнергии: учеб. пособие / И.В. Коваленко, А.А. Егонский. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. – 176 с.

8. Возовик В.П. Проектирование главной схемы электрических соединений электростанций: учеб. пособие по курсовому и дипломному проектированиею / В.П. Возовик, В.А. Тремясов. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. – 131 с.

9. Возовик В.П. Электрическая часть станций и подстанций. Методические указания по лабораторным работам № 1–3,7- 9 для студентов специальностей 1001, 1002, 1004, 1005 / Сост. В.П. Возовик, В.А. Тремясов, М.Д. Чижова. Красноярск: ИПЦ КГТУ. 2002. - 48 с.

10. Возовик В.П. Конструкции закрытых распределительных устройств электрических станций и подстанций: учеб. пособие / В.П. Возовик, В.А. Ермаков, В.А. Тремясов, М.Д. Чижова. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2001. – 84 с.

11. Васильев А.А. Электрическая часть станций и подстанций / А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшкова и др.; ред. А.А. Васильева. - М: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.

12. Нормы технологического проектирования ТЭС и тепловых сетей.−М.: Минэнерго СССР, 1980 г. − 81 с.

13. Правила устройства электроустановок. – 7-е изд. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 656 с.

14. Нормы технологического проектирования подстанций с высшим напяжением35 – 750 кВ. М.: Ин – т «Энергосетьпроект» 1991.№13865.

15. Возовик В.П. Конструкции открытых распределительных устройств электрических станций и подстанций: учеб. пособие / В.П. Возовик, В.А. Ермаков. КГТУ. Красноярск, 1996. – 77 с.

16. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков М. – Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

17. Аббасова Э. М., Собственные нужды тепловых электростанций/ Э. М. Аббасова, Ю. М. Голоднов, В. А. Зильберман, А. Г. Мурзаков; Под ред.Ю.М.Голоднова, − М.: Энергоатомиздат, 1991.− 272 с.

18. Возовик В.П. Электрическая часть станций и подстанций. Методические указания по лабораторным работам № 4-6, 10, 11 для студентов специальностей 1001, 1002, 1004, 1005 / Сост. В.П. Возовик, А.А. Егонский, В.А. Ермаков,В.А. Тремясов, М.Д. Чижова. КГТУ, Красноярск, 1996. - 47 с.

19. Егонский А.А. Электрическая часть станций и подстанций. Методические указания по лабораторным работам № 12-15 для студентов специальностей 1001, 1002, 1004, 2104 / Сост. А.А. Егонский, М.Д. Чижова; КГТУ, Красноярск, 1999. - 36 с.

20. Электрическая часть электростанций: Учебник для вузов / Под ред. С.В.Усова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. – 616 с.

21. Околович М. Н. Проектирование электрических станций: учебник для вузов.М. Н. Околович.− М.: Энергоиздат, 1982.− 400с.

22. Гук Ю. Б. Проектирование электри­ческой части станций и подстанций. Гук Ю. Б., Кантан В. В., Петрова С. С. − Л.: Энергоатомиздат, 1985.−312 с.

23. Рожкова Л. Д. Электрооборудование станций и подстанций: учебник для техникумов/ Л. Д. Рожкова, В.С. Козулин −3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат,1987. – 648 с.

24. Церазов А.Л. Электрическая часть тепловых электростанций: Учебник для вузов / А.Л. Церазов, А.П. Васильева, Б.В. Нечаев; Под ред. А.Л. Церазова. - 2-е изд., перраб. и доп.- М.: Энергия, 1980. – 325 с.

25. Монтаж и эксплуатация электрооборудования: Учеб. Пособие. 3-е изд. Испр. И доп. /Ю.П.Попов, В.А.Тремясов, А.Ю.Южанников. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - 377 с.

26. Ермаков В.А. Электрическая часть станций и подстанций. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 100400 – «Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства» / Сост. В.А. Ермаков; КрПИ. Красноярск, 1992. - 40 с.

27. Егонский А.А. Электрическая часть станций и подстанций. Конструкции и технические характеристики высоковольтного оборудования: Методические указания для студентов специальностей 1001, 1002, 1004 при курсовом и дипломном проектировании/ Сост. А.А. Егонский, М.Д. Чижова; КГТУ, Красноярск, 1995.

28. http://www.oldham.ru

29. www.exid-tehnologies.ru

30. www.news.elteh.ru

31. www.schneider-electric.ru

32. www.abb.ru/ibs

33. www.elteh.ru

34. www.tavrida.ru

[*]У разъединителей, устанавливаемых на других аппаратах, указанные расстояния рекомендуется увеличить.

B,D — минимальные значения расстояний с учетом воздействия ветра.