Система електропостачання споживачів

Система електропостачання споживачів, що містить основний і резервний канали електропостачання змінної напруги, пристрій автоматичного включення резерву, з'єднаний з кожним із каналів електропостачання змінної напруги, канал електропостачання постійної напруги, електроприводи споживачів, де кожний із каналів електропостачання змінної напруги містить послідовно з'єднані джерело живлення змінної напруги, вимикач автоматичний вводу, перший пристрій комутації, автоматичний вимикач вихідних ланцюгів, яка відрізняється тим, що кожний канал електропостачання змінної напруги додатково має пристрій контролю опору ізоляції, пристрій контролю напруги, другий пристрій комутації, перший і другий пристрої керування пристроєм комутації, при цьому вхід пристрою контролю опору ізоляції з'єднаний з вимика C2 2 (19) 1 3 томатичний вимикач вихідних ланцюгів з'єднаний з пристроями комутації кожного із каналів електропостачання змінної напруги. Пристрій контролю напруги з'єднаний з кожним із каналів електропостачання змінної напруги. Пристрій керування пристроєм комутації з'єднаний з пристроєм комутації кожного із каналів електропостачання змінної напруги. До недоліків вище зазначеної системи відносяться: низька надійність каналів електропостачання та системи в цілому, низька стійкість до накладення відмов, крім того система виконує тільки функції забезпечення в режимі нормальної експлуатації. В системі не забезпечується необхідна надійність каналів електропостачання, вихід із ладу одного з елементів каналу приводить до виходу із ладу всього каналу електропостачання, отже не забезпечується надійність системи в цілому. А при виході із ладу пристрою комутації в робочому каналі знеструмлюється увесь ланцюг живлення лінійного споживача, так як система не сприймає дану подію як сигнал до спрацювання пристрою автоматичного включення резерву. Використовуючи в системі однин на два канали пристрій керування пристроєм комутації та однин на два канали пристрій контролю напруги, вихід із ладу яких приводить до виходу із ладу обох каналів електропостачання змінної напруги, а отже і системи в цілому, що не забезпечує необхідної надійності каналів та системи. В системі відсутній контроль опору ізоляції та виконавчих механізмів які живляться від неї, що знижує експлуатаційну надійність системи, відсутня імовірність виявлення «прихованих» відмов електрообладнання, що знижує пожежну та електричну безпеку. Недосконала система сигналізації - при виявленні несправностей надходить загальний сигнал про подію без вказівки конкретного місця виникнення несправності, що не дозволяє швидко реагувати на виникнення позаштатних ситуацій. Відсутність діагностики стану технічних засобів системи робить не можливим фіксувати короткочасні відмови обладнання, що в свою чергу не дає можливості своєчасно і в стислі строки усунути недоліки. В основу винаходу покладено завдання забезпечення (створення) системи електропостачання споживачів шляхом введення нового складу елементів, нової організації взаємозв'язків між елементами системи, зміни структури каналів електропостачання та системи в цілому, забезпечуючи виконання функцій керування і забезпечення в режимі нормальної експлуатації та режимі аварійного захисту, високу стійкість до накладення відмов, високу надійність електропостачання споживачів за рахунок виявлення «прихованих» відмов на рівні окремих елементів системи і особливо накладення відмов в супутніх системах, забезпечення високої надійності системи в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в системі електропостачання споживачів, що містить основний і резервний канали електропостачання змінної напруги, пристрій автоматичного включення резерву (АВР) з'єднаний з кожним із каналів електропостачання змінної напруги, канал електропостачання постійної напруги, електроприводи 93460 4 споживачів, де кожний із каналів електропостачання змінної напруги містить послідовно з'єднані джерело живлення змінної напруги, вимикач автоматичний вводу, перший пристрій комутації, автоматичний вимикач вихідних ланцюгів, кожний канал електропостачання змінної напруги включає пристрій контролю опору ізоляції, пристрій контролю напруги, другий пристрій комутації, перший і другий пристрої керування пристроєм комутації, при цьому вхід пристрою контролю опору ізоляції з'єднаний з вимикачем автоматичним вводу, вихід пристрою контролю опору ізоляції з'єднаний з першим входом кожного із пристроїв комутації, вхід пристрою контролю напруги з'єднаний з вимикачем автоматичним вводу, перший вихід пристрою контролю напруги з'єднаний з першим входом кожного із пристроїв керування пристроєм комутації, другий вихід пристрою контролю напруги з'єднаний з першим входом пристрою автоматичного включення резерву, перший і другий пристрої комутації підключені паралельно, другий вхід першого пристрою комутації з'єднаний з першим виходом першого пристрою керування пристроєм комутації, другий вхід другого пристрою комутації з'єднаний з першим виходом другого пристрою керування пристроєм комутації, другий вхід кожного із пристроїв керування пристроєм комутації з'єднаний з першим виходом пристрою автоматичного включення резерву, вихід кожного з пристроїв комутації з'єднаний з автоматичним вимикачем вихідних ланцюгів, система включає субблок сигналізації і субблок діагностики, при цьому перший вхід субблока сигналізації з'єднаний з другим виходом пристрою автоматичного включення резерву, другий вхід субблока сигналізації з'єднаний з кожним із каналів електропостачання змінної напруги, вихід субблока сигналізації з'єднаний з входом субблока діагностики, вихід якого з'єднаний з оператором. Система електропостачання споживачів, що пропонується відрізняється наявністю нового складу елементів, тобто має нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості системи. Технічний результат - забезпечення стійкості системи до накладення відмов, безперервної діагностики обладнання та елементів системи, підвищення надійності системи, забезпечення об'єднання в одній системі функцій керування, забезпечення та захисту, можливість використання при розробці нових систем та їх модернізації в майбутньому, а також модернізації вже діючих систем. Використання в системі пристрою контролю ізоляції дозволяє виявити пошкодження ізоляції і зниження її електричного опору, тим самим досягається підвищення експлуатаційної надійності системи, покращення умов діагностування «прихованих» відмов електричного обладнання, підвищення пожежної та електричної безпеки. Наявність двох паралельно з'єднаних пристроїв комутації в ланцюгу як основного так і резервного каналів електропостачання при виході із ладу одного із пристроїв комутації дозволить забезпечити живлення споживача ланцюгом другого пристрою комутації. Про відключення одного із при 5 строїв комутації система сигналізації і діагностики сповістить обслуговуючий персонал. Схемотехніка каналу електропостачання побудована таким чином, що сигнали аварійного захисту видаються по одному із дубльованих ланцюгів одного напрямку, тобто вихід із ладу одного із пристроїв ланцюгу не виводить із ладу увесь канал та відповідно не приводить до відмови у виконанні функції аварійного захисту для частини споживачів, тим самим дозволяє виконати свої функції в повному обсязі. Система поєднує функції елемента нормальної експлуатації з функціями забезпечуючого і керуючого елементів безпеки. Введення в систему субблока сигналізації дає можливість отримувати сигнал з конкретною вказівкою місця виникнення несправності, що дозволить зменшити час виявлення несправності, швидко реагувати на виникнення позаштатних ситуацій, збільшити рівень ремонтопридатності, підвищити функціональні можливості і експлуатаційні якості. Наявність субблока діагностики забезпечує безперервну діагностику обладнання та елементів системи з архівіруванням в РМО. Архівірування подій дає можливість зафіксувати короткочасні відмови обладнання, котрі не передбачається можливим встановити обслуговуючому персоналу, що в свою чергу робить можливим своєчасно усунути несправності. Система розрахована на режим цілодобової безперервної роботи з урахуванням здійснення технічного обслуговування та відновлення шляхом заміни будь якої змінної складової частини, що вийшла із ладу на справну. Допускається режим оперативної заміни складових частин без відключення напруги. Аналіз побудови структури дозволяє зробити висновки про те, що принцип незалежності реалізований на належному рівні - відмова або вихід із ладу будь якого виробу сполученого з системою, або будь якої складової частини системи не повинні приводити до відмови або будь як негативно впливати на роботу інших складових частин, які могли б порушити здатність системи до виконання забезпечуючих та керуючих функцій. На фігурі 1 представлена структурна схема системи електропостачання споживачів. Система електропостачання споживачів містить основний і резервний канали 1 електропостачання змінного струму, канал 2 електропостачання постійним струмом. Кожний канал 1 електропостачання змінного струму містить джерело живлення 3 змінного струму, вимикач 4 автоматичний вводу, пристрій 5 контролю опору ізоляції, пристрій 6 контролю напруги, пристрої 7 комутації паралельно під'єднані, пристрої 8 керування пристроями комутації з'єднанні з пристроями комутації, автоматичний вимикач 9 вихідних ланцюгів з'єднаний з кожним з пристроїв 7 комутації даного каналу. Система містить пристрій 10 автоматичного включення резерву з'єднаний з кожним з пристроїв 8 керування пристроями 7 комутації кожного каналу 1. Система містить субблок 11 сигналізації з'єднаний з кожним із каналів 1 електропостачання змін 93460 6 ним струмом і з'єднаний з пристроєм 10 автоматичного включення резерву. Субблок 12 діагностики з'єднаний з субблоком 11 сигналізації. Система містить електроприводи 13 споживачів, трансформатор 14. В якості прикладу системи електропостачання споживачів розглянемо систему електропостачання органів регулювання (ОР) системи керування і захисту (СКЗ) енергоблоку, де лінійними споживачами є органи регулювання системи керування і захисту енергоблоку. Система електропостачання споживачів виконує функції забезпечення, керування та захисту, а також інформаційні та діагностичні функції. Система забезпечує безперервне силове електропостачання змінним та постійним струмом органів регулювання СКЗ у проектних режимах енергоблоку, припиняє електропостачання ОР СКЗ по командам аварійного захисту (A3), забезпечує автоматичне переключення з основного на резервний канал електропостачання ОР СКЗ змінним струмом при порушені параметрів напруги живлення на вході основного каналу. Система забезпечує розподіл силової вихідної напруги на кожному із виходів каналів електропостачання ОР СКЗ змінним та постійним струмом. До керуючих функцій відносяться: - функція кінцевого пристрою AЗ; - функція ініціативного пристрою AЗ; - функція автоматичного включення резерву; - функція автоматичного повернення на основний ввод при відновленні на ньому силового живлення. Система виконує наступні інформаційні та діагностичні функції: - відображення інформації про стан системи шляхом світлової індикації та параметрів силової напруги по кожному вводу-виводу; - діагностування технічних засобів системи та формування і видачу в систему контролю сигналу «несправність». Система електропостачання споживачів, на прикладі органів регулювання системи керування і захисту енергоблоку АЕС, працює наступним чином. В режимі нормальної експлуатації. Електроживлення приводів ОР здійснюється від трьох незалежних джерел. При нормальній роботі усі ОР живляться від двох незалежних джерел змінного струму. Вихідні напруги через автоматичні вимикачі основного і резервного каналів подаються на первинні обмотки трьохфазного трансформатора, з вторинних обмоток якого знімається напруга силового електроживлення змінним струмом групи органів регулювання СКЗ. При зникненні напруги на вводах основного каналу електропостачання ОР СКЗ змінним струмом (обрив будь якої фази трьохфазної системи або зменшення напруги хоча би однієї фази нижче 80 % від номінального значення) автоматично відбувається перехід з основного каналу на резервний за допомогою блоку керування. У випадку одночасного зникнення напруги змінного струму на джерелах змінного струму усі приводи ОР підключаються до третього джерела постійного 7 струму (акумуляторної батареї) на час регламентований у відповідності до ТУ, після чого формується сигнал аварійного захисту. Робота системи в режимі АВР. При зникненні напруги електроживлення на основному вводі системи спрацьовує пристрій контролю напруги, виключаються контактори основного каналу, при цьому сигнал керування надходить в пристрій керування резервного каналу і здійснюється включення контакторів резервного каналу. При відновленні електроживлення на основному каналі виключаються контактори резервного каналу і включаються контактори основного каналу. Система забезпечує автоматичне переключення трансформаторів з виходів одного (основного) каналу електропостачання ОР СКЗ на виходи другого (резервного) каналу електропостачання (АВР). Вибір основного каналу електропостачання також може виконуватись вручну за допомогою перемикача. АВР передбачає: - контроль трьохфазної напруги від джерела силового електроживлення на вводах, що складають перший та другий канали електропостачання ОР СКЗ змінним струмом, один із яких назначений основним; - формування команди АВР у випадку, коли на одному або обох вводах, назначених основним каналом електропостачання ОР СКЗ змінним струмом виявлені: - відхилення параметрів електроживлення; - обрив будь якої фази трьохфазної системи або зменшення напруги хоча б однієї фази нижче встановленого рівня, що зберігається протягом часу що перевищує 50 мс; - по команді АВР: в основному каналі електропостачання ОР СКЗ змінним струмом - автоматичне відключення вихідних ланцюгів від трьохфазної напруги на вводі, а в резервному каналі - підключення вихідних ланцюгів до трьохфазної напруги на вводі. Після відновлення трьохфазної напруги на вводах основного каналу - зворотне переключення вихідних ланцюгів основного та резервного каналів електропостачання ОР СКЗ змінним стру 93460 8 мом. В системі передбачена установка рівня зниження напруги вручну, що викликає формування команди АВР, і можливість змінення установленого рівня при експлуатації в межах 73-85% від номінального значення напруги. При зникненні електроживлення на основному та резервному вводах спрацьовує пристрій контролю напруги і формуються керуючий сигнал на пристрої керування та ініціативний сигнал по трьох незалежних кабелях від кожного каналу системи для формування сигналу AЗ («два з трьох») по факту зникнення електроживлення. Ініціювання спрацювання AЗ по факту: 1. втрата силового електроживлення OP CK3, 2. втрата оперативного струму в будь якому із каналів. 3. виконання команди AЗ. Робота системи в режимі сигналу AЗ. При надходженні сигналу AЗ від комплектів АЗ-ПЗ відбувається відключення контакторів в каналах електропостачання змінним і постійним струмом, що приводе до знеструмлення силових пристроїв ОР СКЗ. Контроль спрацювання вузлів системи здійснюється пристроями сигналізації. При наявності несправностей елементів системи персонал сповіщається шляхом світлової і звукової сигналізації, інформація про наявність несправностей від датчиків надходить в субблок сигналізації і по цифровому каналу зв'язку передається на ПЕВМ робочого місця оператора. Система спроектована таким чином, щоб у всьому проектному діапазоні зміни параметрів напруги, що живить систему і напруги силового живлення ОР СКЗ забезпечувалось безперервне постачання ОР СКЗ електроенергією. Система спроектована таким чином, щоб в будь яких проектних режимах роботи, а також в режимах проектних та поза проектних аварій, забезпечувалось би надійне припинення електропостачання ОР СКЗ при одночасному отриманні ініціативного сигналу по двох із двох наявних каналів вводу аварійного сигналу. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 93460 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601