Cara kerja perangkat pengalih transfer otomatis (ATS) di jaringan listrik

Dalam sebuah artikel yang menjelaskan karya tersebut perangkat penutupan otomatis, kasus gangguan catu daya karena berbagai alasan dan metode pemulihannya melalui transmisi otomatis saluran listrik jika penyebab situasi darurat telah hilang dan berhenti beroperasi dipertimbangkan.

Seekor burung yang terbang di antara kabel-kabel saluran listrik di atas kepala dapat membuat hubungan pendek melalui sayapnya. Hal ini akan menyebabkan tegangan dihilangkan dari saluran udara dengan memutus perlindungan saklar daya gardu listrik.

Setelah beberapa detik, alat penutup otomatis akan mengembalikan suplai listrik ke konsumen, dan proteksi saat ini tidak akan lagi mematikannya, karena burung yang terkena arus akan memiliki waktu untuk jatuh ke tanah.

Namun, jika pohon di dekatnya tumbang pada saluran listrik di atas kepala karena embusan angin topan, mematahkan penyangga, maka korsleting yang panjang akan terjadi, kabel akan putus, yang akan mengecualikan pemulihan daya otomatis yang cepat ke objek yang terhubung.

Semua pengguna jalur ini tidak akan dapat menerima daya hingga pekerjaan perbaikan selesai, yang dapat memakan waktu beberapa hari...

Bayangkan kerusakan seperti itu terjadi pada jalur yang memasok listrik ke kota daerah dengan fasilitas produksi besar, seperti penggunaan tungku listrik otomatis untuk peleburan kaca.

Jika listrik padam, bak peleburan akan berhenti bekerja dan semua cairan kaca akan mengeras. Akibatnya, perusahaan akan menderita kerugian material yang sangat besar, dihadapkan pada kebutuhan untuk menghentikan produksi, melakukan perbaikan yang mahal...

Untuk menghindari situasi seperti itu di semua fasilitas produksi besar, disediakan sumber daya cadangan, yang terdiri dari saluran listrik cadangan dari gardu induk lain atau gensetnya sendiri yang kuat.

Anda perlu beralih ke daya dengan cepat dan andal darinya. Sakelar transfer otomatis, disingkat ATS, digunakan untuk tujuan ini.

Dengan demikian, otomatisasi yang dipertimbangkan dirancang untuk terus memasok listrik kepada konsumen yang bertanggung jawab jika terjadi kegagalan serius pada saluran listrik utama karena aktivasi sumber cadangan yang cepat.

persyaratan ATS

Perangkat untuk memasukkan daya cadangan secara otomatis harus diaktifkan:

• sesegera mungkin setelah kehilangan listrik di jalur utama;

• dalam kasus kehilangan tegangan pada bus pengguna sendiri, tanpa menganalisis penyebab kegagalan fungsi, jika pemblokiran start dengan jenis perlindungan tertentu tidak tersedia. Misalnya, pelindung busur ban harus menghalangi start sakelar transfer otomatis untuk mencegah perkembangan kecelakaan yang diakibatkannya;

• dengan penundaan yang diperlukan saat melakukan siklus teknologi tertentu. Misalnya, saat menyalakan motor listrik yang kuat di bawah beban, "penurunan tegangan" mungkin terjadi, yang berakhir dengan cepat;

• selalu hanya sekali, karena jika tidak, dimungkinkan untuk menyalakan beberapa kali karena korsleting yang tidak dapat diperbaiki, yang dapat merusak sistem kelistrikan yang seimbang sepenuhnya.

Persyaratan alami untuk pengoperasian sirkuit yang andal adalah perawatannya yang konstan dalam kondisi baik dan kontrol otomatis parameter teknis.

Keuntungan ATS dibandingkan pasokan paralel dari dua sumber

Sekilas, untuk memberi daya pada konsumen yang bertanggung jawab, Anda dapat sepenuhnya mengatasinya dengan menghubungkan mereka secara bersamaan ke dua jalur berbeda yang mengambil energi dari generator berbeda. Kemudian, jika terjadi kecelakaan di salah satu saluran udara, sirkuit ini akan putus, dan yang lainnya akan tetap beroperasi dan memberikan daya terus menerus.

Skema semacam itu telah dibuat, tetapi belum menerima aplikasi praktis massal karena kerugian berikut:

• jika terjadi korsleting di salah satu saluran, arus meningkat secara signifikan karena suplai energi dari kedua generator;

• kerugian daya di gardu transformator daya meningkat;

• skema manajemen daya menjadi jauh lebih kompleks karena penggunaan algoritme yang secara bersamaan memperhitungkan keadaan pengguna dan dua generator, terjadinya aliran energi;

• kompleksitas penerapan perlindungan yang saling berhubungan oleh algoritme di tiga ujung jarak jauh.

Oleh karena itu, memberi daya kepada pengguna dari satu sumber utama dan transfer otomatis ke generator cadangan jika terjadi kegagalan daya dianggap yang paling menjanjikan. Waktu pemadaman listrik dengan metode ini bisa kurang dari 1 detik.

Fitur pembuatan skema ATS

Salah satu algoritma berikut dapat digunakan untuk mengontrol otomatisasi:

• catu daya searah dari tempat kerja dengan mode siaga panas tambahan, yang dioperasikan hanya jika tegangan hilang dari sumber utama;

• kemungkinan penggunaan bilateral dari masing-masing sumber sebagai workstation;

• kemampuan sirkuit ATS untuk secara otomatis kembali ke daya dari sumber utama setelah tegangan dikembalikan ke bus sakelar input. Dalam hal ini, urutan penggerak perangkat sakelar daya dibuat, tidak termasuk kemungkinan menghubungkan pengguna ke mode daya paralel dari dua sumber;

• skema ATS sederhana yang mengecualikan transisi ke mode pemulihan daya dari sumber utama dalam mode otomatis;

• catu daya cadangan hanya boleh digunakan jika pengaturan telah dibuat untuk memasok voltase ke elemen catu daya utama yang gagal dengan mematikan sakelar yang relevan.

Tidak seperti penutupan otomatis, penutupan otomatis, perangkat ATS menunjukkan efisiensi tertinggi jika terjadi kegagalan daya, dihitung pada 90 ÷ 95%. Oleh karena itu, mereka banyak digunakan dalam sistem catu daya perusahaan industri.

Penyalaan cadangan otomatis digunakan untuk menyalakan saluran listrik, transformator (catu daya dan kebutuhan tambahan), sakelar penampang.

Prinsip-prinsip yang mendasari pekerjaan OVD

Untuk menganalisis tegangan saluran listrik utama digunakan alat pengukur yang terdiri dari RKN relai kontrol tegangan yang dikombinasikan dengan trafo pengukur dan rangkaiannya. Tegangan tegangan tinggi dari jaringan primer, secara proporsional diubah menjadi nilai sekunder 0 ÷ 100 volt, diumpankan ke koil relai kontrol, yang bertindak sebagai pemicu.

Pengaturan pengaturan relai RKN memiliki kekhasan: perlu memperhitungkan tingkat aktuasi elemen penggerak yang diperlukan rendah, yang menjamin penurunan tegangan hingga 20 ÷ 25% dari nilai nominal.

Hal ini disebabkan fakta bahwa dalam kasus hubung singkat tertutup, terjadi "penurunan tegangan" jangka pendek, yang dihilangkan dengan pengoperasian perlindungan arus berlebih. Dan item startup ILV harus dipulihkan oleh proses ini. Namun, tidak mungkin menggunakan relai jenis konvensional karena operasinya yang tidak stabil pada batas skala awal.

Untuk pengoperasian di elemen awal ATS, desain relai khusus digunakan, yang mengecualikan getaran dan pantulan kontak saat digerakkan pada batas bawah.

Ketika peralatan biasanya diberi daya sesuai dengan sirkuit utama, relai pemantauan tegangan hanya mengamati mode ini. Segera setelah voltase hilang, RKN mengalihkan kontaknya dan dengan demikian memberi sinyal pada solenoida untuk menyalakan solenoida sakelar cadangan untuk menggerakkannya.

Pada saat yang sama, urutan aktivasi tertentu dari elemen daya dari loop pertama diamati, yang termasuk dalam logika kontrol sistem ATS selama pembuatan dan konfigurasinya.

Selain hilangnya tegangan pada saluran listrik utama, untuk pengoperasian penuh elemen awal ATS, biasanya perlu dilakukan pemeriksaan beberapa kondisi lagi, misalnya:

• tidak adanya korsleting yang tidak sah di kawasan lindung;

• nyalakan sakelar input;

• adanya tegangan pada saluran listrik cadangan dan beberapa lainnya.

Semua faktor awal yang dimasukkan untuk pengoperasian ATS diperiksa dalam algoritme logika dan, jika kondisi yang diperlukan terpenuhi, perintah dikeluarkan ke badan eksekutif, dengan mempertimbangkan pengaturan waktu yang ditetapkan.

Contoh penerapan beberapa skema ATS

Bergantung pada besarnya tegangan operasi sistem dan kerumitan konfigurasi jaringan, sirkuit ATS dapat memiliki struktur yang berbeda, berjalan pada arus searah atau bolak-balik, atau melakukannya tanpa itu sama sekali, menggunakan tegangan jaringan utama pada 0,4 kV sirkuit.

ATS pada saluran tegangan tinggi dengan arus operasi konstan

Mari kita lihat secara singkat logika pengoperasian rangkaian relai daya cadangan dengan catu daya utama #1.

Jika terjadi korsleting pada bagian L-1, maka proteksi akan mematikan saklar V-1 dan tegangan pada bus penghubung akan hilang. Relai undervoltage «H <» akan merasakan ini melalui VT pengukur dan beroperasi dengan memasok + arus operasi melalui kontak RV, yang telah beroperasi dengan penundaan waktu, ke koil RP.

Kontaknya akan memicu perintah untuk menggerakkan sejumlah relai yang melakukan berbagai fungsi pemantauan dan memberikan sinyal kontrol ke solenoid penutup sakelar daya V-2.

Skema ini memberikan aksi tunggal dan pelepasan informasi aktuasi dari relai sinyal.

ATS dari sakelar penampang pada arus operasi konstan

Pengoperasian transformator daya T1 dan T2 memasok bagian busbar mereka yang terputus dari sakelar bagian V-5.

Ketika salah satu trafo ini trip atau terputus, daya dialirkan ke bagian trip dengan mengalihkan sakelar V-5. Relai RPV menyediakan penutupan otomatis satu kali.

Pengoperasian sirkuit didasarkan pada interaksi kontak bantu sakelar dengan suplai + arus operasi ke koil relai RPV dan sinyal belok. Ini juga menyediakan percepatan operasional sistem operasi, yang dioperasikan selama sakelar oleh personel yang bertugas.

Prinsip pembentukan logika operasi ATS dapat diubah. Misalnya, saat mengoperasikan sirkuit dengan sakelar bagian tambahan yang disertakan, seperti yang ditunjukkan pada foto di bawah, diperlukan starter tambahan dan elemen logika.

Sakelar penampang ATS dalam operasi arus bolak-balik

Fitur pengoperasian otomatisasi sumber yang menggunakan energi dari yang terletak di gardu induk pengukuran VT, dapat diperkirakan menurut skema berikut.

Di sini kontrol tegangan setiap bagian dilakukan oleh relai 1PH dan 2PH. Kontak mereka menggerakkan badan sinkronisasi 1PB atau 2PB, yang bertindak melalui kontak blok dan kumparan berkedip dari solenoida sakelar daya.

Prinsip implementasi ATS pengguna jaringan 0,4 kV

Saat membuat catu daya cadangan untuk jaringan tiga fase, starter magnetik KM1, KM2, dan relai tegangan minimum kV digunakan, yang mengontrol parameter jalur utama L1.

Belitan starter dihubungkan dari fase yang sama pada jalurnya melalui kontak pengalih logika ke netral yang diarde, dan kontak daya terhubung ke busbar pasokan konsumen di kedua sisi.

Sistem kontak relai tegangan di setiap posisi hanya menghubungkan satu starter ke listrik. Di hadapan tegangan pada jalur L1, kV akan beroperasi dan dengan kontak penutupnya akan menyalakan koil starter KM1, yang akan memasok pengguna dengan sirkuit suplai dan menghubungkan lampu sinyalnya, sambil menonaktifkan belitan KM2.

Jika terjadi gangguan tegangan pada L1, relai kV memutus rangkaian suplai belitan starter KM1 dan memulai KM2, yang menjalankan fungsi yang sama untuk jalur L2 seperti KM1 untuk rangkaiannya pada kasus sebelumnya.

Sakelar daya QF1 dan QF2 digunakan untuk mematikan daya sirkuit sepenuhnya.

Algoritme yang sama dapat diambil sebagai dasar untuk membuat catu daya untuk pengguna yang bertanggung jawab dalam jaringan listrik satu fase.Anda hanya perlu mematikan elemen yang tidak perlu di dalamnya dan menggunakan starter satu fase.

Fitur set ATS modern

Untuk menjelaskan prinsip-prinsip algoritme otomasi bangunan, basis relai lama sengaja digunakan, yang memudahkan untuk memahami algoritme yang sedang bekerja.

Perangkat statis dan mikroprosesor modern bekerja pada sirkuit yang sama, tetapi memiliki tampilan yang lebih baik, ukuran lebih kecil, dan memiliki pengaturan dan kemampuan yang lebih nyaman.

Mereka dibuat di blok terpisah atau di seluruh set yang dirangkai dalam modul khusus.

Untuk keperluan industri, kit ATS diproduksi sebagai kit yang sepenuhnya siap pakai yang ditempatkan dalam wadah pelindung khusus.