Автоматизация систем коммерческого учёта электроэнергии

Автоматизация систем коммерческого учёта электроэнергии

В последнее время на всех электроустановках оборудуются Автоматические Системы Коммерческого Учёта Электроэнергии (АСКУЭ). Все присоединения распределительной электрической подстанции или подстанции потребителя оборудуются микропроцессорными счётчиками электроэнергии, которые подключены к цепям напряжения (ТН) и к трансформаторам тока (ТТ). Это позволяет контролировать расходы и потребление электроэнергии как за весь период работы АСКУЭ так и за любой период времени, а также наблюдать за изменением расхода электрознергии (графика нагрузки) в течение суток, недели, месяца, года. К счётчикам предъявляют особые требования, в частности — правильный учёт электроэнергии без провалов и отключений в течение всего времени работы АСКУЭ.

На электроустановке могут проходить работы связанные с отключением трансформаторов напряжения (поочерёдно для каждой секции электроустановки), а может случится ситуация, когда по какой-либо причине произошло отключение одного из ТН, либо пропадание напряжения одной или нескольких фаз. В таком случае счётчики электроэнергии подключённые к этому трансформатору напряжения при отключенном питании не будут вести учет электроэнергии на присоединениях электроустановки, либо вести неправильный учёт (при отсутствии напряжения одной или двух фаз). Чтобы уменьшить вероятность возникновения таких ситуаций счётчики электроэнергии должны иметь не менее двух источников питания (основного и резервного). Это достигается введением в работу двух трансформаторов напряжения. Каждый трансформатор является основным источником напряжения для приборов учёта своей секции и резервным источником напряжения для приборов учёта другой секции того же класса напряжения.

Автоматическое переключение цепей учёта электроэнергии с неисправного ТН на резервный производится при помощи АВР АСКУЭ.

Схема состоит из двух реле контроля напряжения (ЕЛ-11) и четырёх реле РП-23, прозводящих непосредственное переключение цепей напряжения.

Рис. 1. Структурная схема АВР АСКУЭ.

электроустановка сигнализация автоматический Данная система является линейной следящей системой непрямого действия. Принцип управления процессом — по отклонению. На вход АВР поступает напряжение с двух трансформаторов напряжения — 1 и 2 секции распределительного устройства (РУ). Входное напряжение контролирует реле ЕЛ-11 (УУ-1 и УУ-2) и в зависимости от параметров выдаёт команды исполнительным механизмам ИМ-1 ч ИМ-4 (реле РП-23), которые в свою очередь производят подключение приборов учёта к цепям напряжения.

Исходное состояние: ТН-1 и ТН-2 отключены. На выводы клеммника Х1 1 и 2 подано оперативное напряжение подстанции (±110 В). При включении автоматических выключателей SF-1 и SF-2 «+» оперативного напряжения поступает на вывод каждого из реле контроля напряжения ЕЛ-11. При включении ТН-1, на выводах «А», «В» и «С» ЕЛ-11 появляется трёхфазное напряжение 3Ч57,7/100 В. ЕЛ-11 производит контроль и наличие фаз на входе, правильность чередования (вращения) фаз и измерение напряжения.

При отсутствии напряжения какой-либо фазы, неправильном чередовании фаз или отклонения напряжения более чем 20% от номинального в большую или меньшую сторону реле не сработает. Если контролируемые параметры в норме — в ЕЛ-11 произойдет замыкание контактов 11−12 и на катушки электромагнитных реле КМ-1 и КМ-4 (РП-23) будет подано оперативное напряжение ПС 110 В. КМ-1 и КМ-4 включатся. При этом через контакты КМ-1 к ТН 1 секции будут подключены счётчики электроэнергии 1 секции. Аналогично работает реле контроля напряжения второй секции — при номинальном напряжении и правильном чередовании фаз будут запитаны катушки реле КМ-2 и КМ-3. Тем самым через рабочие контакты КМ-3 к ТН 2 секции будут подключены счётчики электроэнергии 2 секции.

Если при проведении каких-либо работ был отключён один из ТН (например, ТН-1), либо произошло аварийное пропадание напряжения на одной из фаз, либо уровень напряжения вышел за пределы ± 20% от номинального — реле ЕЛ-11 разомкнёт контакты 11−12, обесточив катушки КМ-1 и КМ-4. Контакты КМ-1 отключат счётчики электроэнергии 1 секции от ТН-1, а через нормально замкнутые контакты обесточенного реле КМ-4 приборы учета 1 секции подключатся к ТН 2 секции. При появлении номинального напряжения на входе ЕЛ-11 замкнёт контакты 11−12, КМ-1 и КМ-4 включатся, тем самым схема придёт в нормальное рабочее состояние.

Реле контроля напряжения ЕЛ-11 кроме нормально разомкнутого контакта имеют один нормально замкнутый контакт (выводы 23−24). При срабатывании реле они размыкаются. Это контакты используются в цепях сигнализации.

Назначение схемы сигнализации — оповещение обслуживающего персонала об отсутствии или пропадании напряжения с ТН-1 или ТН-2.

Система сигнализации является линейной системой автоматического контроля с управлением по возмущению.

Рассмотрим случай срабатывания АВР при неисправности ТН-1. В таком случае на вход U1(t) будет подано оперативное напряжение ПС (+110 В). Исполнительный механизм ИМ-1 включит сигнал «авария ТН-1» и подаст команду на ИМ-3 (блинкер), который сработает, и в свою очередь включит сигнал о срабатывании (сигнальная лампа). Также ИМ-1 подаст команду в ИМ-5 на включение звукового сигнала. ИМ-3, ИМ-4 и ИМ-5 имеют внешнее управление для съёма звукового и светового сигнала после устранения неисправности.

Примерная принципиальная схема сигнализации на рис. 3.

Рассмотрим работу схемы.

При отключении ТН-1 на выводе 5 Х1 появится «+» оперативного напряжения ПС. На катушку КМ-1 будет подано 110 В. Реле сработает. При этом замкнутся контакты КМ1.1 и КМ1.2. Через замкнутый контакт КМ1.1 напряжение поступит на сигнальную лампу HL1 и на катушку К1 блинкера ТН-1. При срабатывании блинкер К1 выпадет, через контакт К1.1 напряжение будет подано на сигнальную лампу HL3, а контакт К1.2 отключит катушку блинкера от напряжения.

Через контакт КМ1.2 напряжение поступит в схему звуковой сигнализации собранной на КМ3, КМ4 и звукового оповещателя НА. При этом через нормально замкнутые контакты КМ4.2 напряжение подаётся на катушку КМ3. Реле КМ3 включается, через КМ3.1 напряжение подаётся на катушку КМ4, а через КМ3.2 на звуковой оповещатель НА, при этом КМ3.3 вместе с нормально замкнутым контактом SB1.2. шунтирует КМ4.2. КМ4 срабатывает, КМ4.1 шунтирует контакты КМ3.1, КМ4.2 отключает шунтирование SB1.2.

Результат работы схемы:

Лампа «Авария ТН-1» — горит, лампа «Блинкер-1 не поднят» — горит, звуковой сигнал включен.

Для снятия звукового сигнала нужно нажать SB1. При этом разомкнётся цепь питания КМ3, реле отключится, КМ3.2 разорвёт цепь питания звукового оповещателя НА. КМ4 останется включенным. При отпускании кнопки SB1 цепь питания КМ3 останется разомкнутой. Если сигнал об аварии поступит на схему сигнализации при нажатой кнопке SB1, произойдёт только включение КМ4 (через SB1.1), при этом звуковой сигнал не включится.

Результат: лампа «Авария ТН-1» — горит, лампа «Блинкер-1 не поднят» — горит, звуковой сигнал выключен.

Результат: лампа «Авария ТН-1» — не горит, лампа «Блинкер-1 не поднят» — горит, звуковой сигнал выключен.

Для отключения сигнала (лампы) «Блинкер не поднят» нужно поднять флажок блинкера вручную.

Система возвращена в нормальное рабочее состояние.

Реле КМ5 установлено для контроля оперативного напряжения на входе схемы сигнализации — если напряжение занижено (или отсутствует), то реле КМ5 не включиться и контрольная лампа HL5 гореть не будет. Значит схема сигнализации не будет работать.

Перечень основных элементов схемы:

АВР:

• — Реле контроля напряжения ЕЛ-11 (100 В) 2 шт.
• — Промежуточное реле РП-23 (UП=110 В) 4 шт.

Сигнализация:

• — Промежуточное реле РП-21 (UП=110 В) 5 шт.
• — Блинкер РЭУ-11 (UП=110 В) 2 шт.
• — Сигнальная лампа (UП=110 В) 5 шт.
• — Звуковой оповещатель (UП=110 В) 1 шт.