Устройства АПВ и АВР фидеров автоблокировки

Устройства автоблокировки как потребители первой категории должны получать питание от двух взаимно резервируемых источников через две взаимно резервируемые линии. Питание устройств СЦБ (сигнализации, централизации и блокировки) осуществляют обычно от тяговых или трансформаторных подстанций по трехфазным линиям напряжением 6 или 10 кВ с изолированной нейтралью.

Основное питание устройства автоблокировки получают от специальных воздушных высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ). Для повышения надежности электроснабжения устройств автоблокировки и проведения плановых ремонтов предусматривают резервные линии, в качестве которых, как правило, используются на участках, электрифицированных по системе постоянного тока, трехфазные линии продольного электроснабжения (ПЭ); на участках, электрифицированных по системе переменного тока, линии «два провода — рельс» (ДПР).

Схема электромеханических устройств АПВ и АВР линий автоблокировки (рис. 2). На схеме питания устройств СЦБ (рис. 2. а) между подстанциями П1 и П2 проходят две линии: основная с выключателями Q1 и Q2, резервная — Q3 и Q4. Основная линия получает питание через один выключатель, например, Q1, выключатель Q2 при этом отключен.

Восстановление питания осуществляется путем автоматического включения резервного выключателя Q2. Если питание линии после этого не восстанавливается, то осуществляется АПВ отключившегося выключателя Q1. На время восстановления питания основной линии автоблокировки устройства СЦБ получают питание от резервной линии через резервный трансформатор Т2. Реле контроля напряжения KSV при исчезновении напряжения на основной линии теряет питание, отключается, замыкает своими контактами цепь питания устройств СЦБ от трансформатора Т2 и размыкает цепь от Т1.

При восстановлении питания основной линии реле KSV получает питание, отключает цепь от трансформатора Т2 и восстанавливает питание устройств СЦБ от Т1. Трансформатор Т2 переводится в резерв.

Схема вторичной коммутации выключателей Q1 и Q2 фидера СЦБ (рис.2, б) состоит из цепей управления и защиты {1—2)—{15—6), цепей фиксации команды {17—8)—{25—10), цепей контроля напряжения на линии (27, 29—12) и на шинах собственных нужд подстанции {31, 33, 35—14) и цепей автоматики {39—16)—{41—24).

Оперативное включение выключателя фидера СЦБ осуществляется замыканием кнопкой SBC цепи 1—2 или контактом КСС реле телемеханики цепи 3—2 от шины +ЕС1 включения по телеуправлению. Контактор КМ получает питание и замыкает своими контактами цепь включающей катушки выключателя YAC от шин включения EY. При включении выключателя переключаются его повторительные реле: KQT теряет питание при размыкании цепи 7—2 блок-контактом выключателя Q; KQC получает питание при замыкании блок-контактом Q цепи 7—6.

Катушка включения реле фиксации KQQ получает питание по цепи 21—70 или 23—10, реле KQQ переключается, фиксируя команду включения выключателя. Контакты KQQ размыкают цепи 21, 23—10, 37—16, 39—20 и замыкают цепи 17, 19—8, подготавливая к отключению реле KQQ, и цепь 41—24, подготавливая к пуску АПВ. Размыкание контакта KQQ в цепи 39—20 при разомкнутом контакте KL2 (наличие напряжения на шинах собственных нужд подстанции) разрешает заряд конденсатора С в устройстве РПВ-58 по цепи 39—24 при подготовке этого устройства к повторному включению выключателя. Цепь 37—16 размыкается контактом KQQ, и реле KL3 включения резерва выводится из работы, т.е. АВР запрещается.

Оперативное отключение выключателя производится путем подачи питания на катушку отключения YAT кнопкой SBT по цепи 13-6 или по цепи телеуправления 11-6 контактом КСТ от шины +ЕС2 отключения по телеуправлению. Отключение выключателя приводит к переключению его повторительных реле KQT (включается), KQC (отключается) и реле фиксации KQQ, которое отключается по цепи 19—8 или 11—8. Его контакт замыкает цепь разряда конденсатора С (С—R3—KQQ—20—24—С), выводя АПВ из работы. Контакт KQQ замыкается в цепи 37—16, вводя в работу устройство АВР.

Автоматическое отключение выключателя фидера СЦБ осуществляется по цепи 15—16 при срабатывании одной из защит фидера и замыкании контактов промежуточного реле KL1 защит фидера или по цепи 9— (5 при исчезновении напряжения на шинах собственных нужд подстанции и размыкании контактов KSV_a, KSV₆, KSV_C в цепи 31—14.

Автоматическое включение резервного выключателя Q2 происходит при исчезновении напряжения на линии. Контроль напряжения в линии осуществляется с помощью реле напряжения KV1 и KV2 (рис. 3.7, в), подключаемых через трансформатор напряжения TV к линии СЦБ. Пуск АВР (рис. 3.7, б) осуществляется по цепи 37—16 при исчезновении напряжения в линии (контакты KV1, KV2 замкнуты) и наличии напряжения на шинах собственных нужд (контакты KSV_a, KSV_b, KS_C в цепи 31—14 замкнуты, реле KL2 возбуждено, его контакты в цепи 37—16 замкнуты). При этом выключатель Q2 отключен оперативно (замкнуты контакты KQC и KQQ и контакты реле блоки­ровки KB). Реле включения резерва KL3, получив питание, замыкает цепь 5—2. Через указательное реле КН1 включения резерва и катушку контактора КМ проходит ток, выключатель Q2 включается, реле КН1 сигнализирует о срабатывании устройства АВР.

а — схема питания устройства СЦБ; б — схема вторичной коммутации питающей линии; в — схема питания линии СЦБ от шин СН

Рис. 2. Схема переключения питания устройств СЦБ

Автоматическое повторное включение выключателя Q1 осуществляется, если АВР выключателя Q2 не произошло, например, вследствие отсутствия напряжения на шинах СН подстанции П2 или АВР было неудачным, и напряжение в линии не восстановилось.

Пуск устройства АПВ происходит при отключении выключателя QX и замыкания цепи 41—24 контактом повторительного реле KQT (контакт KQQ остается замкнутым при автоматическом отключении выключателя). Реле КТ получает питание и замыкает цепь разряда конденсатора С с выдержкой времени. При разряде конденсатора на параллельную катушку промежуточного реле KL последнее срабатывает и замыкает цепь 39-2 (59-KL-KL-KH2-KB-Q-KM-2) через указательное реле КН2 АПВ на ка­тушку контактора КМ, который включает выключатель. Цепь 39—2 замыкается через 1, 3 с (максимальное время АПВ фидера СЦБ), если до этого ее не разомкнет контакт реле блокировки KB после удачного АВР линии и замыкания цепи 29, 29—12 контактами реле напряжения KVI и KV2.

В случае успешного АВР линия СЦБ будет получать питание через выключатель Q2 от подстанции П2. Цепь 39—2 схемы управления выключателем Q1 будет разомкнута контактом KB и АПВ не произойдет. В схеме управления выключателем Q2 его повторительное реле KQC замкнет цепь 25—10 реле фиксации KQQ, которое переключается, размыкает цепь 37—16, выводя из работы АВР, и замыкает свой контакт в цепи 41—24, вводя в работу АПВ.

После удачного включения выключателя Q2 выключатель Q1 может быть выведен в резерв. Для этого нужно вывести из работы АПВ и ввести АВР нажатием кнопки SBT или послать по телеуправлению приказ на отключение Q1. Замыкание цепей 17—8 или 19— 8 приводит к отключению KQQ, размыканию цепи 41—24 ч замыканию контакта KQQ в цепи 37—16. Таким образом, выключатели Q1 и Q2 меняются ролями: выключатель Q2 подает питание в линию СЦБ, a Q1 переходит в резерв.

Схема электронного устройства АПВ фидера СЦБ (рис.3). Эта схема выполнена на модулях типа «Сейма». В нее входят цепи релейных защит на модулях ДТ-ЗК и ФТНК, их выходной усилитель (модуль ВУ), цепи управления контактором КМ включения выключателя фидера Q и катушкой отключения YAT, а также цепи фиксации команд (модуль ТФ2) и положения выключателя (лампы HLR и HLG).

Модули ДТ-ЗК максимальной токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечки (ТО) подключены через промежуточные трансформаторы тока TLA_a и TLA_с к трансформаторам тока ТА_Д и ТА_С. Модули ДТ-3К и ФТНК защиты от замыканий на землю (33) подключены через промежуточные трансформаторы тока TLA₀ и напряжения TLV к трансформаторам тока ТА₀ и напряжения TV. Модули ДТ-ЗК включают в себя реле напряжения КА, выполняющее роль токового реле, реле времени КТ и инверторы И-НЕ. Модуль ФТНК сравнивает фазы тока и напряжения и переключается, когда сдвиг по фазе превышает 45°.

В комплекты защит входят также сигнальные элементы НЕ1, НЕ2, НЕЗ, сигнализирующие об их срабатывании. Защиты через модуль выходного усилителя ВУ воздействуют на выходной тиристорный модуль ВТ, управляющий контактором КМ и катушкой отключения YAT. Модуль ТФ2 фиксирует команды включения и отключения выключателя Q и его аварийное отключение защитами.

Оперативное включение выключателя Q фидера СЦБ осуществляется путем замыкания цепи кнопкой SBC или контактом реле включения по телеуправлению (ТУ_ВК). При этом ток пройдет через обмотку w" трансформатора включения Т_вк по цепи 23(+Е_К)— VDl-w" -R2-26-SBC-(-Е₆) или 23(+Е_K)-VD2-Rl-11-TУ_BK-(-Е₆). При протекании импульса тока по обмотке w" во вторичных обмотках трансформатора включения Т_вк наводится ЭДС, под действием которой отпираются тиристоры VS1 и VS2. Через тиристоры VS1 и VS2 начинает протекать ток по цепи +110 В— 1— VS1— VS2— 16— Q1— КМ—(—110 В). Контактор КМ замыкает цепь катушки включения выключателя Q (на схеме эта цепь не показана), последний включается, отключая контактом Q1 контактор КМ и повторительное реле KQT. Контактом Q2 замыкается цепь повторительного реле включенного положения выключателя KQC. Контакт KQC замыкает цепь красной лампы HLR, сигнализирующей о включенном положении выключателя Q. Одновременно потенциал +Е_К через контакт KQC подается на вход транзистора VT5 триггера фиксации ТФ2 и логическую схему И, связывающую вход транзистора VT6 с шиной мигания (+)ЕР. Транзистор VT5 закрывается, VT4 открывается и запирает транзистор VT6, транзистор VT3 остается закрытым. Таким образом, при включении выключателя в триггере фиксации транзисторы VT3, VT5, VT6 закрыты, VT4 — открыт.

Рис. 3. Схема электронного устройства АПВ фидера СЦБ

Оперативное отключение выключателя Q производится путем замыкания цепи кнопкой SBT или по телеуправлению ТУ_ОТ. При этом ток в модуле ВТ пройдет через обмотку w" трансформатора отключения Т_от по цепи 23{+Е_К)— VD1— w" —R8— 5— SBT—(—Е_б) или 23(+E_к)- VD—w" — R7—6—ТУ_ОТ— (Е_б). При протекании тока по обмотке w" наводится ЭДС во вторичных обмотках трансформатора отключения Т_от и отпираются тиристоры VS3 и VS4, подавая напряжение на катушку отключения YAT выключателя Q. Выключатель при этом отключается, катушка повторительного реле KQC обесточивается при размыкании блок контакта Q2. Контакты повторительных реле переключаются. Контакт реле KQC размыкает цепь красной лампы HLR и снимает потенциал ±Е_К с входа транзистора VT5. Кнопкой SBT подается (—Е_б) на вход 14 триггера фиксации ТФ2 или на вход 27реле включения по телеуправлению. В результате этого транзистор VT5 отпирается, запирая транзисторы VT4 и VT3, что в свою очередь приводит к отпиранию транзистора VT6. Через VT6 получает питание зеленая лампа HLG, сигнализирующая об отключении выключателя Q. Таким образом, триггер фиксации переключился в исходное состояние: транзисторы VT3 и VT4 закрыты, VT5 и VT6 открыты.

Автоматическое отключение выключателя Q происходит при срабатывании максимальной токовой защиты МТЗ, токовой отсечки ТО, защиты от замыкания на землю 33. При срабатывании МТЗ и ТО на выходах 21 модулей ДТ-ЗК этих защит, а при срабатывании 33. на выходе 10 модуля ДТ-ЗК появляется низкий потенциал - Е_К, который поступает на один из входов 15, 29 или 14 выходного усилителя ВУ. Это приводит к отпиранию одной из трех диодных схем на входе транзисторного каскада VT1—VT2 и протеканию тока эмиттер-база по цепи +Е_К— VT2—VT1—VD6—VD7—VD8—R7—(—Е_б). Ток эмиттер-база отпирает транзисторный каскад и на выходе 77 модуля ВТ появляется потенциал + Е_К. Предварительно заряженный конденсатор С1 разряжается на обмотку w' трансформатора отключения Т_от модуля ВТ по цепи С1—VD4—w'—(+Е_K)—VT2— 11 —С1. При протекании тока по обмотке w' наводится ЭДС во вторичных обмотках трансформатора Т_от, что приводит к отпиранию тиристоров VS3 и VS4, через которые собирается цепь катушки отключения выключателя YAT +110 В—2—VS3—VS4—15— Q2—YAT— (— 110 В), что приводит к отключению выключателя.

При автоматическом отключении выключателя триггер фиксации (транзисторы VT4 и VT5) не переключается, так как на его входы 14, 27 не подается —Е_б, транзистор VT5 остается закрытым, транзистор VT4 — открытым. Высокий потенциал с коллектора транзистора VT4 поступает на входы транзисторов VT5 и VT6. На другой вход транзистора VT6 через схему И от шины мигания (+)ЕР будет подаваться пульсирующее напряжение. На диоды схемы И поступает потенциал - Е_К. В момент подачи на вход 7 модуля ТФ2 потенциала - Е_б транзистор VT6 открывается, подавая напряжение на зеленую лампу HLG. При поступлении от (+)ЕР на вход 7 высокого потенциала + Е_К транзистор VT6 запирается, лампа HLG гаснет. Мигание зеленой лампы свидетельствует об аварийном отключении выключателя Q фидера СЦБ.

При автоматическом отключении выключателя с входных диодов транзистора VT3 снимаются высокие потенциалы +Е_к, так как транзистор VT5 закрыт, контакт реле KQC разомкнут. Транзистор VT3 открывается, запуская датчик времени ДВ устройства АПВ, воздействуя на обще подстанционную сигнализацию (ОПС).

Автоматическое повторное включение выключателя Q осуществляется с помощью трансформатора T_AПВ в модуле ВТ. Этот трансформатор имеет обмотки: записи w₃, блокировки w₆, считывания w_CЧ, выхода w_B. Запись на сердечнике трансформатора Т_АПВ единицы происходит при отключении выключателя и замыкании контактов реле KQT, в результате чего предварительно заряженный конденсатор С2 разряжается на обмотку w₃ по цепи С2—w₃—RL—(+Е_K)-KQT—VD5—С2. В обмотке блокировки w₆ ток в этот момент отсутствует и не препятствует записи единицы в сердечнике. На обмотки считывания w_C4 импульсы считывания подаются с некоторой выдержкой, определяемой датчиком времени АПВ. При считывании в обмотке w_B наводится ЭДС, под действием которой в обмотке w' трансформатора включения Т_вк протекает ток, приводящий к отпиранию тиристоров VS1 и VS2, последующему включению контактора КМ и выключателя Q.

При успешном АПВ контакт повторительного реле KQC замыкается и подает +Е_К на вход транзистора VT3, запирая его, и на схему И, которая прекращает пропуск пульсирующего напряжения от шины мигания (+)ЕР на транзистор VT6. Транзистор VT6 запирается, мигание зеленой лампы HLG прекращается.

Контакт реле KQT размыкается, снимается +Е_кс входа 18 модуля ВТ, начинается заряд конденсатора С2 по цепи: + Е_К— RL—w₃—C2— 4— R6—(— Е_к). Большое время заряда конденсатора С2 обеспечивает однократность АПВ.

При оперативном отключении выключателя перемагничивания сердечника трансформатора Т_АПВ не происходит, так как этому препятствует ток в обмотке блокировки w₆, протекающий по цепи: + Е_к—VD1—w₆—VD3—R3—5—SBT—(—Е_б) или + Е _K—VD 1 — w₆-VD3-R4-6-TУ_0T-(-Е₆).

Ускорение действия максимальной токовой защиты после оперативного включения или неуспешного АПВ осуществляется с помощью схемы И-НЕ модуля ДТ-ЗК. Токовый элемент КА этого модуля запускает реле времени КТ и запирает схему И-НЕ, на выходе 10 которой появляется потенциал — Е_к, поступающий на вход 12 модуля ВУ. Снятие потенциала +Е_К с входов 12 и 27 (после АПВ на входе 27 некоторое время отсутствует потенциал +Е_к) приводит к отпиранию транзисторного каскада VT1—VT2 и отключению выключателя без выдержки времени.

Аналогично без выдержки времени срабатывает МТЗ после оперативного включения выключателя. При этом кнопкой SBC или контактом реле ТУ_ВК потенциал — Е_б подается на входы 25 или 10 модуля ВУ, на входе 12 в этот момент появляется потенциал —Е_к, в результате чего отпирается каскад VT1—VT2 и выключатель отключается.