自動轉換開關設備 (ATS) 如何在電網中工作

在描述這項工作的文章中 自動關閉裝置，考慮了在緊急情況的原因已經消失並停止運行的情況下，由於各種原因和通過電力線自動傳輸恢復供電的方法中斷的情況。

一隻鳥在架空電力線的電線之間飛行，可以通過它的翅膀造成短路。這將導致變電站電源開關保護跳閘，從架空線上移除電壓。

幾秒鐘後，自動重合閘裝置將恢復對消費者的供電，此時的保護將不再關閉，因為被電流擊中的鳥有時間倒地。

但是，如果附近的一棵樹因一陣颶風而倒在架空電力線上，破壞了支撐，那麼就會發生長時間的短路，電線就會斷裂，這將無法快速自動恢復連接物體的電力。

在維修工作完成之前，這條線路的所有用戶將無法通電，這可能需要幾天的時間......

想像一下，這樣的損壞發生在一條向擁有大型生產設施的地區城市供電的線路上，例如使用自動電爐熔化玻璃。

如果發生電源故障，熔浴將停止工作，所有液態玻璃都會凝固。結果，企業將遭受巨大的物質損失，將面臨停產、進行昂貴的維修……

為了避免在所有大型生產設施中出現這種情況，都提供了備用電源，包括來自另一個變電站的備用電源線或它自己的強大發電機組。

您將需要快速可靠地切換到它的電源。自動轉換開關，縮寫為 ATS，用於此目的。

因此，所考慮的自動化旨在在主電源線因備用電源的快速激活而出現嚴重故障時，持續為負責任的消費者供電。

ATS要求

必須激活自動引入備用電源的設備：

• 主線路斷電後儘快；

• 如果用戶自己的母線電壓丟失，沒有分析故障原因，如果沒有提供某種類型的保護來阻止啟動。例如，輪胎的電弧保護必須阻斷自動轉換開關的啟動，以防止由此產生的事故的發展；

• 在執行某些技術循環時有必要的延遲。例如，在強大的電動機負載下啟動時，可能會出現“電壓降”，但很快就會結束；

• 始終只有一次，否則可能會因無法修復的短路而多次打開，這會完全破壞平衡的電氣系統。

電路可靠運行的一個自然要求是其良好狀態的持續維護和技術參數的自動控制。

ATS 相對於兩個電源並聯供電的優勢

乍一看，為了給負責任的消費者供電，您完全可以同時將他們連接到從不同發電機獲取能量的兩條不同線路上。然後，如果其中一條架空線路發生事故，該電路將斷開，而另一條將保持運行並提供持續供電。

此類方案已經被創建，但由於以下缺點而沒有得到大規模的實際應用：

• 在任何一條線路發生短路的情況下，由於兩個發電機的能量供應，電流會顯著增加；

• 電力變電站的功率損耗正在增加；

• 由於使用同時考慮用戶和兩個發電機狀態的算法，電源管理方案變得更加複雜，能量流的發生；

• 在三個遠程端實現通過算法互連的保護的複雜性。

因此，從一個主電源為用戶供電並在發生電源故障時自動切換到備用發電機被認為是最有前途的。這種方法的停電時間可以小於 1 秒。

創建 ATS 方案的特點

以下算法之一可用於控制自動化：

• 來自具有額外熱備用模式的工作場所的單向電源，該模式僅在主電源電壓丟失時投入運行；

• 雙邊使用每個來源作為工作站的可能性；

• ATS 電路在電壓恢復到輸入開關總線後自動從主電源恢復供電的能力。在這種情況下，創建了電源開關設備的啟動序列，排除了將用戶連接到來自兩個電源的並聯電源模式的可能性；

• 一個簡單的 ATS 方案，排除了在自動模式下從主電源到電源恢復模式的轉換；

• 僅當已通過關閉相關開關來為發生故障的主電源元件提供電壓時，才應引入備用電源。

與自動重合閘不同，自動重合閘，ATS 裝置在停電時表現出最高效率，計算為 90 ÷ 95%。因此，它們被廣泛應用於工業企業的供電系統中。

備用電源的自動接通用於為電力線、變壓器（電源和輔助需要）、分段開關供電。

OVD 工作的基本原則

為了分析主電源線的電壓，使用了一種測量裝置，該裝置由電壓控制繼電器 RKN 與測量變壓器及其電路組成。初級網絡的高壓電壓，按比例轉換為 0 ÷ 100 伏的次級值，被饋送到控制繼電器的線圈，作為觸發器。

RKN 繼電器設置的設置有一個特殊性：必須考慮執行元件的低要求驅動水平，這保證了電壓降到標稱值的 20 ÷ 25%。

這是因為在閉合短路的情況下，會發生短期“電壓降”，而過流保護的操作會消除這種情況。而 ILV 啟動項必須通過這些進程來恢復。然而，不可能使用傳統類型的繼電器，因為它們在初始量程極限下不穩定運行。

為了在 ATS 的啟動元件中運行，使用了特殊的繼電器設計，當在下限啟動時，它排除了觸點的振動和彈跳。

當設備按主電路正常供電時，電壓監測繼電器只是觀察這種模式。一旦電壓消失，RKN 就會切換其觸點，從而向螺線管發出信號以打開備用開關的螺線管以啟動它。

同時，觀察到第一個迴路的功率元件的特定激活順序，該順序包含在 ATS 系統的創建和配置過程中的控制邏輯中。

除了主電源線上的電壓損失之外，為了使 ATS 的啟動元件完全運行，通常還需要檢查幾個條件，例如：

• 保護區內沒有未經授權的短路；

• 打開輸入開關；

• 備用電源線上存在電壓和其他一些。

在邏輯算法中檢查為 ATS 操作輸入的所有初始因素，如果滿足必要條件，則會向執行機構發出命令，同時考慮到設定的時間設置。

部分ATS方案的應用實例

根據系統工作電壓的大小和網絡配置的複雜程度，ATS電路可以有不同的結構，可以使用直流電或交流電，也可以完全不用，使用0.4 kV的主網電壓電路。

恆定工作電流下高壓線路上的 ATS

讓我們簡單地看一下主電源#1 的備用電源繼電器電路的操作邏輯。

如果 L-1 部分發生短路，則保護將關閉開關 V-1，連接總線上的電壓將消失。欠壓繼電器 «H <» 將通過測量 VT 感測到這一點，並通過延時運行的 RV 觸點向 RP 線圈提供 + 工作電流來工作。

它的觸點將觸發命令以啟動多個執行各種監控功能的繼電器，並向 V-2 電源開關閉合電磁閥提供控制信號。

該方案提供單次動作和信號繼電器的動作信息釋放。

恆定工作電流下分段開關的 ATS

工作電源變壓器 T1 和 T2 為其與分段開關 V-5 斷開的母線段供電。

當其中一台變壓器跳閘或中斷時，通過切換 V-5 開關向跳閘部分供電。 RPV繼電器提供一次性自動合閘。

電路的操作基於開關的輔助觸點與 RPV 繼電器線圈的+工作電流供應和轉向信號的相互作用。它還提供操作系統的運行加速，該操作系統在值班人員切換期間投入運行。

ATS運行邏輯的形成原理是可以改變的。例如，如下圖所示，當操作包含附加分段開關的電路時，將需要附加啟動器和邏輯元件。

交流電運行中的 ATS 分段開關

使用位於變電站的能源的能源自動化操作的特點 電壓測量, 可按以下方案估算。

這裡各段的電壓控制由1PH和2PH繼電器完成。它們的觸點驅動 1PB 或 2PB 同步體，同步體通過電源開關螺線管的閉鎖觸點和閃光線圈起作用。

0.4kV電網用戶ATS實施原理

在為三相網絡創建備用電源時，使用磁力啟動器 KM1、KM2 和一個 kV 最小電壓繼電器，它控制主線 L1 的參數。

啟動器繞組通過邏輯開關觸點從其線路的相同相位連接到接地中性線，電源觸點在兩側接入用戶的電源母線。

每個位置的電壓繼電器的觸點系統僅將一個啟動器連接到電源。在 L1 線路上存在電壓時，kV 將運行，其閉合觸點將打開啟動器 KM1 的線圈，這將為用戶提供其供電電路並連接其信號燈，同時禁用 KM2 繞組。

在 L1 電壓中斷的情況下，kV 繼電器中斷啟動器繞組 KM1 的供電電路並啟動 KM2，它對 L2 線路執行與 KM1 在前一種情況下對其電路相同的功能。

電源開關 QF1 和 QF2 用於使電路完全斷電。

同樣的算法可以作為在單相電力網絡中為負責任的用戶創建電源的基礎。您只需要關閉其中不需要的元素並使用單相啟動器即可。

現代 ATS 裝置的特點

為了解釋樓宇自動化算法的原理，特意使用了舊的繼電器庫，這樣更容易理解工作中的算法。

現代靜態和微處理器設備在相同的電路上工作，但具有改進的外觀、更小的尺寸以及更方便的設置和功能。

它們是在單獨的塊中創建的，或者是在特殊模塊中組裝的整個集合中創建的。

對於工業用途，ATS 套件被製造為完全隨時可用的套件，安裝在特殊的保護外殼中。