Работа №6. Изучение системы централизованного АПВ и АВР подземной части системы электроснабжения угольной шахтыЦель работы. Освоение алгоритма централизованного АПВ и АВР подземной части системы электроснабжения угольной шахты, приобретение навыков анализа схемы с помощью графа и таблицы, составления алгоритма восстановления схемы после КЗ. Ознакомление со структурой и функциями системы централизованного АПВ и АВР, приемами работы на диспетчерском щите, мнемонической схемой, системой сигнализации и порядком оперативных переключений и операций, связанных с ликвидацией последствий КЗ. Основные теоретические сведения. В составе АСУ ЭС угольной шахты действует подсистема централизованного автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резерва (АВР). В системе подземного электроснабжения угольных шахт, опасных по газу и пыли, применяются устройства максимальной токовой защиты мгновенного действия (МТЗ). Такие защиты действуют неселективно, и при возникновении КЗ происходит массовое отключение выключателей. Одна часть выключателей отключается МТЗ, а другая часть – по причине исчезновения напряжения. Распредустройства системы подземного электроснабжения находятся на значительном расстоянии друг от друга, что затрудняет восстановление схемы после ее распада при КЗ путем осуществления местного включения дежурным электромонтером. Восстановление схемы по каналам телемеханики из энергодиспетчерской требует высокой квалификации диспетчера, т. к. определить место КЗ по мнемощиту достаточно сложно. В связи с этим появилась необходимость автоматизации процесса восстановления схемы после КЗ путем исправления неселективной работы защит и, в некоторых случаях, путем включения резервного источника питания. Рассматривается алгоритм централизованного АПВ и АВР. Поясним изложенное на примере участка распределительной сети 6 кВ подземной системы электроснабжения угольной шахты. Схема участка сети показана на рис.3.6.11. Участок сети состоит из трех распредустройств: ЦПП1, секция 1; ЦПП1, секция 2; РПП1. ЦПП1 – центральная подземная подстанция №1, РПП1 – распределительный подземный пункт №1.
Рис. 3.6.11. Схема участка сети
Выключатели 1 всех распредустройств – вводные, на рис. 3.6.11 это отражается отсутствием отходящей снизу линии. Остальные выключатели линейные, за исключением выключателя n ЦПП1, секции 2. От этого выключателя питание подается прямо на шины РПП1. Система централизованных АПВ и АВР должна в случае возникновения КЗ в любой точке данного участка сети обеспечить повторное включение отключенных неселективно релейной защитой выключателей и, если это необходимо, включить питание от резервного источника (в нашем случае от питающих линий Ф1 и Ф2). Исходное состояние схемы показано на рисунке и характеризуется тем, что осуществляется раздельное питание потребителей, т. к. вводной выключатель 1 РПП1 нормально отключен – заштрихован. В системе централизованных АПВ и АВР предусмотрено формирование двух сигналов от каждого выключателя: - сигнала срабатывания максимальной токовой защиты – отображается на мониторе красным цветом; - сигнала положения выключателя: включенное положение – зеленый Сигналы анализируются, результаты анализа формируются в виде команд, которые поступают на выключатели. Алгоритм централизованных АПВ и АВР – это процедура восстановления схемы после ее распада при КЗ. Алгоритм записывается в графической и табличной форме, удобной для составления программы для реализации на компьютере. Суть алгоритма АПВ состоит в том, что следует включить все отключившиеся выключатели по цепи прохождения тока КЗ, за исключением последнего перед точкой КЗ и, в некоторых случаях, подключить резервный источник действием АВР. Для составления алгоритма следует выполнить декомпозицию исходной схемы распределительной сети путем разбивки ее на так называемые тупики, т.е. участки с двумя-тремя источниками и с одним-двумя тупиковыми потребителями. Затем схему каждого тупика следует представить графом и соответствующей ему таблицей, в столбцах которой и записываются команды включения и отключения соответствующих выключателей. Покажем на примере анализ схемы и составление алгоритма. Будем считать, что декомпозиция схемы сделана, и схема одного из тупиков показана на рис. 3.6.11. Первая операция – кодирование выключателей с тем расчетом, чтобы каждому выключателю всей схемы подземной распредсети соответствовал свой адрес. Код выключателя имеет вид А-В-С, где А – номер уровня распредустройства; В – номер секции; С – номер выключателя. Для схемы рис. 3.6.11 коды выключателей представлены в табл. 3.6.5, из которой видно, что номер уровня растет от источника к потребителю, шины РПП1 не секционированы, номер секции принимается равным 1. Граф цепи – это магистраль и отходящие линии. Магистраль – это путь тока от одного источника до другого, отходящие линии присоединяются к соответствующим ветвям графа рис. 3.6.12. Вершины графа – это выключатели магистрали, ветви – это связи между выключателями.
Таблица 3.6.5
Данный граф удобно представить формой 1, в которой используем номера ветвей и предусматриваем столбцы состояния выключателей после реализации КЗ и соответствующие команды на выключатели для восстановления схемы. Выключатели 2-1-1 и l-2- n играют роль секционных, их исходные состояния отмечены на графе: 1 – включен; 0 – выключен. Таким образом, в форме 1 будет записан граф схемы и алгоритм централизованных АПВ и АВР. В столбце "После КЗ" записываются состояния выключателей после КЗ: - красный цвет (К) – выключатель отключился от МТЗ; - желтый цвет (Ж) – выключатель отключился по причине исчезновения напряжения на шинах.
Рис. 3.6.12. Граф сети
В столбце "После восст." записываются результаты прохождения команд на выключатель: 1 – включить; 0 – отключить. Количество точек КЗ равно числу выключателей l + m + n. В форме 1 могут быть записаны все варианты реализации КЗ (l + m + n) двойных столбцов по числу выключателей в схеме. Работа выполняется на персональном компьютере. Остановимся подробно на техническом обеспечении данной подсистемы, которую в дальнейшем будем называть системой. Структура системы показана на рис. 3.6.13, где обозначено: ПК - персональный компьютер; К – контроллер; БР – блок рабочих реле; ДП – диспетчерский пункт системы телемеханики; ДЩ – диспетчерский щит; ЛС – линия связи системы телемеханики; КП1...КПN – контролируемые пункты системы телемеханики; СЭС – система электроснабжения.
Форма 1
Энергодиспетчерская находится в здании на поверхности земли, диспетчерский пункт связан через панели телемеханики с системой электроснабжения подземного горизонта. К каждому из КП присоединяется группа выключателей, от которых поступают сигналы срабатывания релейной защиты и сигналы положения выключателей. Главная часть системы - контроллер, который осуществляет управление всей системой путем приема информации, передачи сигналов прерывания в компьютер, выбора нужного тупика, приема информации от компьютера, передачи сигналов управления выключателями на блок рабочих реле и пр. Персональный компьютер хранит схему подземного электроснабжения, разбитую на тупики. В компьютер записана программа, реализующая алгоритм централизованного АПВ и АВР. Рассмотрим работу системы. При возникновении КЗ в СЭС происходит массовое отключение выключателей релейной защитой, работающей без выдержки времени. Сигналы от выключателей через соответствующие КП передаются по линии связи на диспетчерский пункт в энергодиспетчерскую и далее на диспетчерский щит и на контроллер.
Рис. 3.6.13. Структура системы
Поступление сигналов на контроллер вызывает формирование сигнала прерывания, который поступает через порт на компьютер и по высшему приоритету останавливает любую программу, идущую в данный момент в компьютере. Затем вызывается на дисплей тот тупик, где случилось КЗ, и активизируется программа централизованного АПВ и АВР. В результате работы программы на экране монитора сначала отображается картина отключений после КЗ, а затем выдается решение. Диспетчер оценивает правильность решения и, в случае согласия с ним, нажимает "кнопку диспетчера" на блоке рабочих реле, при этом команды на выключатели передадутся через каналы телемеханики в СЭС. На рис. 3.6.13 стрелками показаны направления передачи сигналов. По линии связи сигналы передаются в обе стороны. Оборудование лабораторной установки состоит из диспетчерского щита, контроллера, блока рабочих реле и персонального компьютера, связанных между собой. Схема диспетчерского щита показана на рис. 3.6.14.
Рис. 3.6.14. Схема диспетчерского щита
В верхнем ряду 1 показана мнемосхема распредустройства подземной схемы электроснабжения и соответствующие КП системы телемеханики. Система шин секционирована, секционный выключатель В1/2 отключен, питание секций осуществляется от двух линий слева и справа (Ввод 1, Ввод2) через вводные выключатели В1/1 и В4/2. Остальные выключатели линейные. В следующем ряду 2 расположены лампы сигнализации и ключи управления выключателями. Сигнализация выполнена по методу темного щита. Ниже в рядах 3 и 4 установлены кнопки связи с КП-1 и КП-2 и кнопки имитации КЗ (ДМЗ – датчик максимальной защиты). С помощью ключей обеспечивается телемеханическое управление выключателями схемы электроснабжения. На диспетчерский щит поступают также сигналы управления выключателями от контроллера через блок рабочих реле. Сигналы срабатывания релейной защиты и сигналы положения выключателей поступают от диспетчерского щита на контроллер. Структурная схема установки приведена на рис. 3.6.15.
Рис. 3.6.15. Структурная схема установки
Порядок работы 1. Ознакомиться со схемой тупика №1, показанного на рис. 3.6.16, и соот-
Рис. 3.6.16. Схема тупика
2. Изучить картину реализации КЗ в точке К, показанной на рис. 3.6.16, и картину восстановления, представленную в двойном столбце 1 формы 2 (зеленый цвет (З) – включен; голубой цвет (Г) – отключен; красный цвет (К) – отключен релейной защитой; желтый цвет (Ж) – отключен по причине исчезновения напряжения). 3. По заданной преподавателем точке КЗ заполнить соответствующий двойной столбец формы 2. 4. Проверить на компьютере правильность заполнения столбца путем 5. Ознакомиться со структурной схемой лабораторной установки и схемой диспетчерского щита. 6. Для заданной преподавателем ситуации произвести оперативные переключения на диспетчерском щите с целью восстановления питания после КЗ. 7. Для той же ситуации реализовать на компьютере алгоритм централизованного АПВ и АВР и в случае правильного решения, нажав кнопку диспетчера, передать сигналы управления на диспетчерский щит. Оценить результаты. 8. Составить граф схемы электроснабжения и соответствующую ему
Содержание отчета: - название и цель работы; - схема участка сети, граф сети (рис. 6,7); - заполненная форма 2; - схема электроснабжения (по мнемонической схеме диспетчерского щита рис. 4); - граф схемы электроснабжения и соответствующая ему форма 2; - структурная схема системы централизованного АПВ и АВР (рис. 5); - выводы по работе.
Форма 2
|
Рис. 3.6.17. Граф тупика
