Otomatik transfer anahtarlama cihazları (ATS) elektrik şebekelerinde nasıl çalışır?

çalışmayı anlatan bir yazıda otomatik kapatma cihazları, acil durum nedenlerinin ortadan kalkması ve faaliyetin durması durumunda, çeşitli nedenlerle güç kaynağının kesintiye uğraması ve enerji hatlarının otomatik iletimi yoluyla eski haline getirilmesi yöntemleri dikkate alınır.

Bir havai elektrik hattının telleri arasında uçan bir kuş, kanatları aracılığıyla kısa devre oluşturabilir. Bu, güç trafo merkezi güç anahtarı korumasını açarak voltajın havai hattan çıkarılmasına neden olacaktır.

Birkaç saniye sonra, otomatik tekrar kapama cihazları tüketicilere elektrik beslemesini geri getirecek ve bu sırada koruma artık onu kapatmayacaktır, çünkü akıma çarpan kuşun yere düşmek için zamanı olacaktır.

Bununla birlikte, yakındaki bir ağaç şiddetli bir kasırga rüzgarından havai elektrik hattına düşerse, desteği kırarsa, daha sonra uzun bir kısa devre meydana gelir, teller kırılır ve bu da bağlı nesnelere hızlı otomatik güç geri yüklenmesini engeller.

Bu hattın tüm kullanıcıları, birkaç gün sürebilen onarım çalışmaları tamamlanana kadar elektrik alamayacak...

Cam eritmek için otomatik elektrikli fırınların kullanılması gibi büyük üretim tesislerine sahip bölgesel bir şehre elektrik sağlayan bir hatta bu tür bir hasarın meydana geldiğini hayal edin.

Elektrik kesintisi durumunda eritme banyoları çalışmayı durduracak ve tüm sıvı cam katılaşacaktır. Sonuç olarak, işletme büyük maddi kayıplara uğrayacak, üretimi durdurma, pahalı onarımlar yapma ihtiyacı ile karşı karşıya kalacak...

Tüm büyük üretim tesislerinde bu tür durumları önlemek için, başka bir trafo merkezinden veya kendi güçlü jeneratör setinden gelen bir yedek güç hattından oluşan bir yedek güç kaynağı sağlanır.

Ondan güce hızlı ve güvenilir bir şekilde geçmeniz gerekecek. ATS olarak kısaltılan otomatik transfer anahtarları bu amaçla kullanılır.

Bu nedenle, söz konusu otomasyon, yedek kaynağın hızlı aktivasyonu nedeniyle ana güç hattında ciddi arızalar olması durumunda sorumlu tüketicilere sürekli olarak elektrik sağlamak için tasarlanmıştır.

ATS gereksinimleri

Yedek gücü otomatik olarak devreye sokan cihazlar etkinleştirilmelidir:

• ana hattaki elektrik kesintisinden sonra mümkün olan en kısa sürede;

• kullanıcının kendi baralarında voltaj kaybı olması durumunda, arızanın nedenleri analiz edilmeden, belirli bir koruma türü tarafından çalıştırmanın engellenmesi sağlanmazsa. Örneğin, lastiklerin ark koruması, sonuçta meydana gelen kazanın gelişmesini önlemek için otomatik transfer anahtarının çalışmasını engellemelidir;

• belirli teknolojik döngüleri gerçekleştirirken gerekli gecikme ile. Örneğin, güçlü elektrik motorlarının yükü altında çalıştırırken, hızlı bir şekilde sona eren bir "gerilim düşüşü" mümkündür;

• her zaman yalnızca bir kez, çünkü aksi takdirde dengeli bir elektrik sistemini tamamen bozabilecek onarılamaz bir kısa devre için birkaç kez açmak mümkündür.

Devrenin güvenilir çalışması için doğal bir gereklilik, sürekli iyi durumda tutulması ve teknik parametrelerin otomatik kontrolüdür.

ATS'nin iki kaynaktan paralel beslemeye göre avantajları

İlk bakışta, sorumlu tüketicilere güç sağlamak için, onları aynı anda farklı jeneratörlerden enerji alan iki farklı hatta bağlamakla tamamen başa çıkabilirsiniz. Daha sonra havai hatlardan birinde bir kaza olması durumunda bu devre kesilecek, diğeri çalışır durumda kalacak ve sürekli güç sağlayacaktır.

Bu tür planlar halihazırda oluşturulmuştur, ancak aşağıdaki dezavantajlar nedeniyle toplu pratik uygulama almamıştır:

• hatlardan herhangi birinde kısa devre olması durumunda, her iki jeneratörden de enerji sağlanması nedeniyle akımlar önemli ölçüde artar;

• güç trafo merkezlerindeki güç kayıpları artıyor;

• güç yönetimi şeması, aynı anda kullanıcının durumunu ve iki jeneratörü, enerji akışlarının oluşumunu hesaba katan algoritmaların kullanılması nedeniyle çok daha karmaşık hale gelir;

• üç uzak uçta algoritmalarla birbirine bağlanan korumaları uygulamanın karmaşıklığı.

Bu nedenle, kullanıcıyı tek bir ana kaynaktan beslemek ve elektrik kesintisi durumunda otomatik olarak yedek jeneratöre aktarmak en umut verici olarak kabul edilir. Bu yöntemle elektrik kesintisi süresi 1 saniyeden az olabilir.

ATS şemaları oluşturmanın özellikleri

Otomasyonu kontrol etmek için aşağıdaki algoritmalardan biri kullanılabilir:

• yalnızca ana kaynaktan voltaj kaybı olduğunda devreye giren ek bir sıcak bekleme moduna sahip bir işyerinden tek yönlü güç kaynağı;

• kaynakların her birinin bir iş istasyonu olarak ikili kullanım olasılığı;

• ATS devresinin, giriş anahtarı baralarına voltaj geri yüklendikten sonra birincil kaynaktan otomatik olarak güce geri dönme yeteneği. Bu durumda, kullanıcıyı iki kaynaktan paralel güç moduna bağlama olasılığı dışında, güç anahtarlama cihazlarının bir çalıştırma dizisi oluşturulur;

• otomatik modda ana kaynaktan güç kurtarma moduna geçişi dışlayan basit bir ATS şeması;

• yedek güç kaynağı, yalnızca ilgili anahtarı kapatarak arızalı ana güç kaynağı elemanına voltaj sağlamak için düzenlemeler yapılmışsa kullanılmalıdır.

Otomatik tekrar kapama, otomatik tekrar kapamadan farklı olarak, ATS cihazları %90 ÷ 95 olarak hesaplanarak elektrik kesintisi durumunda en yüksek verimi gösterir. Bu nedenle endüstriyel işletmelerin güç kaynağı sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Rezervin otomatik olarak açılması, güç hatlarına, transformatörlere (güç kaynağı ve yardımcı ihtiyaçlar), kesit anahtarlarına güç sağlamak için kullanılır.

OVD'nin çalışmasının altında yatan ilkeler

Ana güç hattının voltajını analiz etmek için, bir ölçüm transformatörü ve devreleriyle kombinasyon halinde bir voltaj kontrol rölesi RKN'den oluşan bir ölçüm cihazı kullanılır. Orantılı olarak 0 ÷ 100 voltluk bir ikincil değere dönüştürülen birincil ağın yüksek voltaj voltajı, tetikleyici görevi gören kontrol rölesinin bobinine beslenir.

RKN röle ayarlarının ayarının bir özelliği vardır: nominal değerin %20 ÷ 25'ine kadar voltaj düşüşünü garanti eden çalıştırma elemanının gerekli düşük çalıştırma seviyesini hesaba katmak gerekir.

Bunun nedeni, yakın kısa devrelerde, aşırı akım korumalarının çalışmasıyla ortadan kaldırılan kısa süreli bir "gerilim düşmesinin" meydana gelmesidir. Ve ILV başlangıç ​​öğelerinin bu işlemler tarafından geri yüklenmesi gerekir. Bununla birlikte, ilk ölçek sınırında kararsız çalışmaları nedeniyle geleneksel röle tiplerini kullanmak imkansızdır.

ATS'nin başlatma elemanlarında çalışmak için, alt limitlerde çalıştırıldığında kontakların titreşimini ve sekmesini engelleyen özel röle tasarımları kullanılır.

Ekipmana normalde ana devreye göre güç verildiğinde, gerilim izleme rölesi bu modu gözlemler. Gerilim kaybolur kaybolmaz, RKN kontaklarını değiştirir ve böylece solenoid'e, onu harekete geçirmek için yedek anahtarın solenoidini açması için sinyal verir.

Aynı zamanda, oluşturulması ve yapılandırılması sırasında ATS sisteminin kontrol mantığına dahil olan birinci döngünün güç elemanlarının belirli bir aktivasyon sırası gözlenir.

ATS'nin başlatma elemanının tam çalışması için ana güç hattındaki voltaj kaybına ek olarak, genellikle birkaç koşulun daha kontrol edilmesi gerekir, örneğin:

• korunan alanda yetkisiz kısa devre olmaması;

• giriş anahtarını açın;

• yedek güç hattında ve bazılarında voltajın varlığı.

ATS'nin çalışması için girilen tüm başlangıç ​​​​faktörleri, mantık algoritmasında kontrol edilir ve gerekli koşullar sağlandığında, ayarlanan zaman ayarı dikkate alınarak yürütme organına bir komut verilir.

Bazı ATS şemalarının uygulama örnekleri

Sistemin çalışma voltajının büyüklüğüne ve ağ konfigürasyonunun karmaşıklığına bağlı olarak, ATS devresi farklı bir yapıya sahip olabilir, doğru veya alternatif akımla çalışabilir veya ana şebeke voltajını 0,4 kV kullanarak onsuz yapabilir. devreler.

Sabit çalışma akımında yüksek gerilim hattındaki ATS

Ana güç kaynağı #1 ile yedek güç rölesi devresinin çalışma mantığına kısaca göz atalım.

L-1 bölümünde bir kısa devre meydana gelirse, korumalar V-1 anahtarını kapatacak ve bağlantı baralarındaki voltaj kaybolacaktır. Düşük gerilim rölesi «H <» bunu ölçüm VT'si aracılığıyla algılayacak ve bir zaman gecikmesiyle çalışan RV kontağı üzerinden RP bobinine + çalışma akımı sağlayarak çalışacaktır.

Kontakları, çeşitli izleme işlevlerini gerçekleştiren ve V-2 güç anahtarı kapatma solenoidine bir kontrol sinyali sağlayan bir dizi röleyi harekete geçirmek için komutları tetikleyecektir.

Şema, tek eylem ve sinyal rölelerinden çalıştırma bilgilerinin serbest bırakılmasını sağlar.

Sabit çalışma akımında bir seksiyonel anahtarın ATS'si

T1 ve T2 çalışma gücü trafoları, V-5 bölüm anahtarından ayrılan bara bölümlerini besler.

Bu trafolardan biri açıldığında veya kesildiğinde V-5 anahtarı anahtarlanarak açılan bölüme güç verilir. RPV rölesi tek seferlik otomatik kapanma sağlar.

Devrenin çalışması, anahtarın yardımcı kontaklarının, RPV rölesinin bobinlerine + çalışma akımı beslemesi ve dönüş sinyalleri ile etkileşimine dayanır. Görevli personel tarafından anahtarlamalar sırasında devreye alınan işletim sisteminin çalışma hızlanmasını da sağlar.

ATS'nin çalışma mantığının oluşum ilkesi değiştirilebilir. Örneğin, aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi, ek bir bölüm anahtarı dahil olan bir devreyi çalıştırırken, ek yol vericiler ve mantık elemanları gerekecektir.

Alternatif akım işleminde ATS seksiyonel anahtarı

Trafo merkezinde bulunanlardan enerji kullanan kaynakların otomasyonunun işleyişinin özellikleri VT ölçümü, aşağıdaki şemaya göre tahmin edilebilir.

Burada her bölümün gerilim kontrolü 1PH ve 2PH röleleri tarafından yapılır. Kontakları, güç şalteri solenoidlerinin blok kontakları ve yanıp sönen bobinleri aracılığıyla hareket eden 1PB veya 2PB senkronizasyon gövdelerini harekete geçirir.

0,4 kV ağ kullanıcılarının ATS'sini uygulama ilkesi

Üç fazlı bir ağ için bir yedek güç kaynağı oluştururken, ana hat L1'in parametrelerini kontrol eden manyetik yol vericiler KM1, KM2 ve bir kV minimum voltaj rölesi kullanılır.

Marş sargıları, mantık anahtarlama kontakları aracılığıyla hatlarının aynı fazlarından topraklanmış nötre bağlanır ve güç kontakları, her iki taraftaki tüketicinin besleme baralarına bağlanır.

Her konumdaki gerilim rölesinin kontak sistemi, şebekeye yalnızca bir yolvericiyi bağlar. L1 hattında voltaj varlığında, kV çalışacak ve kapatma kontağı ile, KM2 sargısını devre dışı bırakırken kullanıcıya besleme devresini besleyecek ve sinyal ışığını bağlayacak olan marş motoru KM1'in bobinini açacaktır.

L1'de bir gerilim kesintisi olması durumunda, kV rölesi marş sargısı KM1'in besleme devresini keser ve önceki durumda devresi için KM1 ile L2 hattı için aynı işlevleri yerine getiren KM2'yi başlatır.

Güç anahtarları QF1 ve QF2, devrenin enerjisini tamamen kesmek için kullanılır.

Tek fazlı bir güç şebekesinde sorumlu kullanıcılar için bir güç kaynağı oluşturmak için aynı algoritma temel alınabilir.İçindeki gereksiz unsurları kapatmanız ve tek fazlı yol vericiler kullanmanız yeterlidir.

Modern ATS setlerinin özellikleri

Bina otomasyonu algoritmalarının ilkelerini açıklamak için eski röle tabanı kasıtlı olarak kullanılmıştır, bu da iş başındaki algoritmaların anlaşılmasını kolaylaştırır.

Modern statik ve mikroişlemci cihazları aynı devrelerde çalışır, ancak daha iyi bir görünüme, daha küçük boyutlara ve daha uygun ayarlara ve yeteneklere sahiptir.

Ayrı bloklar halinde veya özel modüllerde bir araya getirilmiş bütün setler halinde oluşturulurlar.

Endüstriyel kullanım için ATS kitleri, özel koruyucu muhafazalar içinde muhafaza edilen tamamen kullanıma hazır kitler olarak üretilir.