29.6. Регулирование напряжения в распределительных сетях

Отклонение и колебания напряжения в распределительных се­тях карьера в зависимости от их величины, знака и продолжи­тельности оказывают различное влияние на работу приемни­ков электроэнергии. С уменьшением напряжения на зажимах асинхронных двигателей уменьшается пропорционально квад­рату напряжения критический момент, возрастает потребляе­мый ток. С увеличением напряжения возрастает реактивная мощность.

Отклонения напряжения существенно отражаются на ра­боте осветительных установок. При уменьшении напряжения снижается световой поток лампы. При увеличении напряжения резко уменьшается срок службы ламп.

Для обеспечения требуемых уровней напряжения в сетях применяют регулирование напряжения с помощью следующих технических средств:

силовых трансформаторов, снабженных встроенными пере­ключающими устройствами для регулирования напряжения под нагрузкой (РПН);

специальных линейных регулировочных трансформаторов — линейных регуляторов (ЛР), регулирующих напряжение на стороне низшего напряжения трансформаторов независимо от величины напряжения на стороне высшего напряжения;

батарей статических конденсаторов;

синхронных двигателей, снабженных автоматическими ре­гуляторами возбуждения (АРВ).

Трансформаторы с РПН в последние годы получили широ­кое применение. Практически все массовые серии трансформа­торов до напряжения 500 кВ предусмотрено выпускать только _ в исполнении с РПН. Переключение ответвлениями может осу­ществляться ручным дистанционным или автоматическим ре­гулированием. Широкое применение получили различного рода устройства автоматического управления РПН.

ЛР применяется в том случае, если силовые трансформа­торы не имеют РПН. Установка ЛР всегда требует значитель­ных дополнительных капитальных затрат, поэтому целесооб­разность их применения в любом случае должна быть обосно­вана путем технико-экономического сравнения с другими средствами регулирования напряжения.

Для регулирования напряжения применяют последовательно включаемые в линию батареи статических конденсаторов. Та­кие установки получили название устройств продольно-емкост­ной компенсации (ПЕК).

Регулирующий эффект в этом случае достигается за счет уменьшения индуктивного сопротивления линии и, следова­тельно, потери напряжения.

29.7. Основные сведения об автоматизации систем электроснабжения

Автоматизация систем электроснабжения карьеров и приисков повышает надежность электроснабжения, позволяет управлять подстанциями и карьерными распределительными пунктами без постоянного дежурного персонала на них, повышает каче­ство энергии.

В системах электроснабжения карьеров и приисков в основ­ном применяют: автоматическое повторное включение (АПВ) линий, автоматическое включение резерва (АВР), автоматиче­ское регулирование коэффициента трансформации (автомати­ческое регулирование напряжения), автоматическое регулиро­вание мощности конденсаторных установок, телемеханическое управление подстанциями и КРП.

Автоматическое повторное включение. Сущ­ность АПВ состоит в том, что отключившаяся под действием релейной защиты линия электропередачи через некоторое время (0,5—1,5 с) снова автоматически включается под напряжение. Если причина, вызвавшая срабатывание релейной защиты, исчезла, то линия остается в работе. При успешном действии АПВ резко сокращается длительность перерывов электро­снабжения и простои горнотранспортных машин и меха­низмов.

Особенностью АПВ карьерных линий является то, что оно должно иметь опережающий контроль изоляции сети, который запрещает действие АПВ при сопротивлении изоляции сети ниже допустимого.

На рис. 29.11 приведена схема АПВ карьерной линии. Схема выполнена на базе стандартного реле повторного включения РПВ-58, питается от выпрямительного блока БПН-101. Включение и отключение выключателя производится электромагнит­ным приводом ПЭ-11. Для управления выключателем преду­смотрен ключ управления КУ. При повороте ключа в положе­ние 1 срабатывает реле РП2, при этом открываются тиристоры в блоке питания, включается выключатель и заряжается кон­денсатор С. Вся схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При отключении выключателя от защиты (контакты РТ1 и РТ2 максимальной токовой защиты и контакт РЗ (земляной защиты) его размыкающий блок-контакт В запускает реле времени РВ1, которое с заданной выдержкой времени своим замыкающим контактом подключает параллельную обмотку промежуточного реле РП1 к конденсатору С. Реле РП1 сраба­тывает от разряда конденсатора С, замыкает свой контакт в цепи реле включения РП2 и, самоудерживаясь своей после­довательной обмоткой, запитанной через второй замыкающий контакт РЛ1, обеспечивает надежное включение выключа­теля.

Действие устройства на включение выключателя сигнали­зирует, указательное реле РУ. Число срабатываний АПВ фик­сируется счетчиком Сч.

Заряд конденсатора С может происходить только при вклю­ченном выключателе. Время заряда (около 20 с) определяет время готовности устройства АПВ к повторному действию, бла­годаря чему при устойчивых повреждениях невозможно дву­кратное АПВ.

Ручное отключение выключателя производится ключом КУ. При этом электромагнит отключения ЭО получает питание и

отключает выключатель. Повторное включение не происходит, так как одновременно происходит разряд конденсатора С на сопротивление R3.

В схему введены контакты блокировочного реле утечки РБ (выходное реле устройства контроля изоляции на схеме не по­казано), которое контролирует сопротивление изоляции отхо­дящего присоединения в отключенном состоянии. При низком уровне изоляции линии невозможно, во-первых, включить вы­ключатель с помощью ключа управления, так как разомкнут замыкающий контакт реле РБ в цепи реле включения 2РП, и, во-вторых, запрещено АПВ линии, так как замыкающий кон­такт реле РБ в цепи сопротивления R3 разомкнут и конденса­тор С разряжен. Включиться выключатель может после устра­нения причины, вызвавшей снижение сопротивления изоляции контролируемого присоединения.

Автоматическое включение резерва предназначено для быстрого и безотказного отключения основного.

Устройство АВР должно удовлетворять следующим основ­ным требованиям:

резервное питание должно включаться только после отклю­чения потребителя электроэнергии от основного источника пи­тания;

действие устройства должно быть однократным;

для предотвращения нарушения технологического процесса АВР должно быть быстродействующим;

при к. з. на линиях, отходящих от подстанции или К.РП, АВР не должно срабатывать;

при срабатывании АВР должен быть подан сигнал.

На рис. 29.12 приведена схема АВР секционного выключа­теля подстанции или КРП с пружинным приводом выключа­теля.

При нормальной работе схемы выключатели В1 и В2 вклю­чены, секционный выключатель ВЗ отключен. Ключ управле­ния КУ установлен в положение АВР. Реле минимального на­пряжения HI—Н4 и реле РБ включены. Контакт пружинного привода В_Пр замкнут. При исчезновении напряжения на первой секции срабатывают реле HI и Н2 и включают реле РВ1, ко­торое с выдержкой времени через промежуточное реле HI от­ключает выключатель В1. Контактом В1 этого выключателя включается электромагнит ЭВ. Секционный выключатель ВЗ включится и восстановит питание первой секции. При исчезно­вении напряжения на второй секции схема работает анало­гично, начиная со срабатывания реле НЗ и Н4. Реле РБ обе­спечивает однократность действия АВР, так как при отключе­нии выключателей вводов В1 или В2 реле РБ размыкает с выдержкой времени цепь электромагнита ЭВ секционного вы­ключателя ВЗ. При включении на короткое замыкание выклю­чатель ВЗ отключится своей максимальной токовой защитой. Приведенную схему АВР на переменном оперативном токе при­меняют для выключателей с пружинными приводами.

Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок. При искусственной ком­пенсации реактивных нагрузок и значительном их колебании необходимо применять устройства автоматического регулиро­вания мощности конденсаторных установок в зависимости от уровня напряжения" сети и потребности предприятия в покры­тии реактивных нагрузок в различное время суток. Регулирова­ние мощности конденсаторных установок может производиться вручную эксплуатационным персоналом, дистанционно и авто­матически.

Автоматическое регулирование может быть одноступенча­тым, когда автоматически включается и отключается вся кон­денсаторная установка, или многоступенчатым, когда автомати­чески включаются или отключаются отдельные их секции, снабженные своими переключателями. Автоматическое регули­рование мощности конденсаторных установок может выполняться по времени суток, напряжению, току нагрузки, направле­нию реактивной мощности, коэффициенту мощности и комбини­рованно.

При регулировании Мощности по времени суток и заданной программе можно получить максимальный эффект регулирова­ния реактивной мощности при минимальном количестве пере­ключений выключателей конденсаторных установок.

Регулирование по времени суток наиболее простое, надеж­ное и эффективное и может применяться для конденсаторных установок малой и средней мощности. Если дополнить регули­рование по времени суток коррекцией по напряжению, т. е. бло­кировкой от реле напряжения, то такой принцип регулирования может удовлетворить максимуму условий и требованиям техно­логии производства и энергоснабжающих организаций.

Автоматическое регулирование по времени суток может осу­ществляться по различным программам. В качестве одного из простейших программных устройств могут быть использованы вторичные электрические часы типа ЭВЧС с сигнальными кон­тактами. Можно применять и более совершенные автоматиче­ские устройства, основанные на применении логических и полу­проводниковых элементов и счетно-решающих устройств.

В настоящее время выпускают автоматические устройства в виде блоков типов БРВ-1 и БРВ-2, предназначенных для раз-

множенйя контактов электровторичных часов и систем автома­тического регулирования мощности конденсаторных установок по времени суток.

Телемеханическое управление электроснаб­жением карьеров предусматривает управление карьер­ными подстанциями и распределительными пунктами с диспет­черского пункта.

В этом случае осуществляется телеуправление (ТУ), теле­сигнализация (ТС) и телеизмерение (ТЙ).

Телеуправление служит для передачи команд управления («Включить», «Отключить»).

Телесигнализация — передача сигнала о состоянии объекта управления («Включено», «Выключено»).

Телеизмерение применяют для передачи значений измеряе­мых величин (тока, мощности и т. п.).

На карьерах применяют в основном системы ТУ и ТС. -Передача сигналов телемеханики на карьерах возможна по специальным проводным линиям связи, высокочастотным ка­налам, совмещенным с существующими распределительными электрическими сетями и радиоканалам.