Типовую КТП можно условно разделить на три части: сторона среднего напряжения, силовой трансформатор и сторона низкого напряжения. В соответствии с этим разделением разграничивается ответственность и физический доступ на КТП, а также требования, предъявляемые к оборудованию со стороны эксплуатации.
С течением времени человек становится все более зависимым от разного рода технических средств. Сами же эти устройства, в большинстве своем, зависят от электрической энергии — от ее наличия и качества. Перерывы в электроснабжении приносят немало неудобств, а зачастую приводят к серьезным убыткам и угрожают жизни людей. Например, отключение электроэнергии в торговом центре приведет к обесточиванию источников освещения, отключению эскалаторов и лифтов, что может спровоцировать панику и привести к тяжелым последствиям — гибели людей.
Для снижения риска потери электроснабжения применяются устройства Автоматического Ввода Резерва (АВР). Они позволяют при отказе одного источника электроэнергии переключить потребителей на другой — резервный.
АВР может быть построен по различным схемам, в зависимости от количества источников электроэнергии (вводов) и количества секций потребителей (нагрузок). Во многих случаях, функция АВР встраивается в Главный Распределительный Щит (ГРЩ) или Вводно-Распределительное Устройство (ВРУ). В зависимости от масштабов и степени ответственности объекта, количество вводов (основных и резервных) и секций нагрузок может различаться. Наибольшее распространение получили схемы АВР: два ввода — одна секция (2-1), три ввода — одна секция (3-1), два ввода — две секции (2-2), три ввода — две секции (3-2).
Для построения АВР в качестве коммутационных аппаратов чаще всего применяются контакторы, автоматические выключатели (АВ) с моторным приводом и выключатели нагрузки с моторным приводом.
Контакторы отличаются простотой управления, выключатели нагрузки — возможностью непосредственного ручного управления и, часто, обладают функцией «видимого разрыва», а автоматические выключатели обеспечивают защиту всей электроустановки.
Применение того или иного вида коммутационных аппаратов зависит от ряда факторов, в т.ч. схемы АВР, номинальных токов аппаратов, необходимости защиты.
С увеличением номинального тока преимущества автоматических выключателей, как коммутационных аппаратов для АВР, проявляются все в большей степени. Во-первых, увеличение габаритных размеров затрудняет использование раздельно коммутационных и защитных аппаратов. Во-вторых, цена автоматических выключателей при увеличении номинального тока возрастает не так значительно, как, например, у контакторов.
Современные автоматические выключатели АББ в литом корпусе и воздушные АВ с диапазоном номинальных токов (от 1 до 6300 А) обладают всеми необходимыми свойствами для построения на их основе устройств с АВР, в том числе:
- возможностью управления при помощи электрических сигналов;
- встроенными функциями защиты;
- при использовании автоматических выключателей во втычном или выкатном исполнении извлечением выключателя достигается безопасное разъединение цепи.
Автоматические выключатели АББ представлены серией выключателей в литом корпусе Tmax XT на токи до 250 А, выключателями Tmax в литом корпусе на токи до 3200 А, уникальным воздушным автоматическим выключателем Emax X1 — единственным воздушным аппаратом с возможностью горизонтального монтажа, — на токи от 630 до 1600 А и воздушными автоматическими выключателями Emax на токи от 800 до 6300 А.
Одной из отличительных особенностей автоматических выключателей в литом корпусе АББ является дифференциация дополнительных контактов для сигнализации состояния выключателей, которые упрощают их использование в устройствах АВР.
Наиболее распространенные схемы управления АВР — это схемы, построенные на основе реле, специальных блоков управления АВР или на основе Программируемых Логических Контроллеров (ПЛК).
Для АВР на основе контакторов, как правило, используются весьма простые схемы управления на реле. Для выключателей нагрузки и автоматических выключателей приходится использовать больше сигналов управления и контроля, что приводит к значительному усложнению схемы. Существующие специальные блоки управления АВР эффективно решают задачу при использовании в схеме 2-1 (и в ряде случаев 3-1, 2-2), но их использование неэффективно и, скорее, даже невозможно для более сложных схем, например 3-2.
Подробнее о блоках автоматического ввода резерва. Компания АББ предлагает два блока: ATS021 и ATS022 для применения с силовыми автоматическими выключателями. Эти блоки характерны тем, что являются готовым решением, в котором установленная на заводе-изготовителе программа позволяет выбрать один из заложенных сценариев поведения: автоматический ввод резерва с приоритетом линии (в качестве резервной линии может использоваться как трансформаторный ввод, так и ввод от Дизель-Генераторной Установки (ДГУ), без приоритета линии, с вводом резерва без автоматического возврата, а также работу в ручном режиме; блоки применимы для схем 2 входа в 1 выход или 2 входа в 2 выхода. ATS022 имеет жидкокристаллический экран, позволяющий визуализировать состояние блока, управляемых автоматических выключателей и параметров сети, влияющих на ввод резерва (напряжение, частота, баланс фаз, небаланс напряжения, небаланс частот по фазам).
С увеличением сложности схемы АВР (с ростом количества выключателей в схеме АВР), выгода применения ПЛК становится все очевиднее.
Усложнение коммутационных аппаратов, использование в них развитых средств сигнализации, приводит к необходимости применять для управления АВР более совершенные средства.
Современные системы электроснабжения все чаще оснащаются системами мониторинга и диспетчерского управления, что позволяет повысить надежность электроснабжения, сократить затраты на обслуживание и уменьшить длительность возможных простоев. Наибольший эффект при интеграции в системы мониторинга Низковольтных Комплектных Устройств (НКУ), оснащенных АВР, достигается когда управление АВР осуществляется средствами ПЛК.
Преимущества применения ПЛК для управления АВР. Проектирование и производство:
- применение ПЛК обеспечивает минимальное количество ветвлений соединительных проводов;
- встроенная индикация входов и выходов на ПЛК упрощает поиск ошибок в монтаже.
- Надежность:
- при применении ПЛК существенно снижается количество коммутационных элементов в автоматике и практически отсутствует их взаимное влияние;
- программная обработка отказов коммутационной аппаратуры снижает риск развития аварийных ситуаций.
- Эксплуатация:
- при использовании ПЛК, особенно в сочетании с панелями оператора, полнота, достоверность и оперативность информации о состоянии АВР существенно повышаются;
- возможность изменения алгоритма работы АВР без изменений в аппаратурных средствах;
- оперативность диагностики снижает время восстановления при отказе.
- Интеграция в системы дистанционного контроля:
- добавление функций дистанционного контроля и местной визуализации к АВР на ПЛК не вызывает затруднений;
- интеграция АВР на основе ПЛК в системы дистанционного контроля возможна без применения дополнительной аппаратуры.
С точки зрения полного охвата использования современных функциональных возможностей, заложенных в автоматические выключатели АББ, ПЛК идеально подходит для диагностики, мониторинга, дистанционного управления.
Компания АББ предлагает широкий спектр оборудования для создания систем АВР, а также, для облегчения работы проектировщиков, конструкторов сборочных производств и специалистов службы эксплуатации, готовит набор стандартных решений АВР на основе автоматических выключателей и ПЛК. Решение охватывает практически всю современную линейку воздушных автоматических выключателей и выключателей в литом корпусе производства АББ (Emax, Emax X1, Tmax, Tmax XT).
Решения максимально унифицированы и имеют следующие основные возможности:
- управление коммутационными аппаратами;
- выдача сигнала на запуск резервного источника (напр. ДГУ);
- диагностика работы;
- готовность к интеграции в систему мониторинга;
- местная визуализация на основе графического сенсорного дисплея (опционально).
