Системы передачи электроэнергии I и II категорий надёжности в большинстве случаев конструируются с автоматическим переключением на резервные линии питания. При этом, узел, осуществляющий такое переключение, должен обладать особой устойчивостью к отказам, иначе все затраты на организацию резервных линий или на подключение аварийных генераторов окажутся напрасными. Своевременная и квалифицированная проверка АВР – наиболее дешёвый способ достижения требуемого уровня отказоустойчивости.
Современные системы аварийного переключения являются достаточно сложными и дорогими устройствами, для разработки которых часто применяют промышленные микроконтроллеры, поэтому их проверка должна производиться в строгом соответствии с утверждённой технологией.
Когда необходимо испытание АВР
Периодичность испытаний систем автоматического ввода резерва регламентируется теми же правилами, что и для остальных элементов электрических сетей, где АВР классифицируется как коммутирующее устройство.
Но, в общем случае, можно выделить следующие моменты, когда автоматика резервирования проходит обязательные испытания:
- сразу после изготовления (заводские испытания);
- в ходе приёмо-сдаточных мероприятий;
- после завершения внеплановых (аварийных) ремонтов;
- в ходе плановых профилактических проверок тех участков электросети, которые непосредственно связаны с АВР.
Часто от исправности модуля резервной автоматики зависит много ответственного оборудования и график проверок может быть ужесточён по решению руководителя местного подразделения служб электротехнических ремонтов.
Нормативные документы
При организации работ по электроизмерительным испытаниям АВР учитываются положения, сформулированные в следующих нормативах и стандартах:
- ПУЭ п.1.8.34 (4,5,6) и ГОСТР 50571.16-99 п. 612.9. (обоснование необходимости проверок и рекомендации по их периодичности);
- ПОТ Р М. РД 153-34.0-03.150-00 (правила по охране труда, соблюдение которых обязательно при выполнении любых электротехнических работ);
- ГОСТ Р 50571.3-94 (описание мер электротехнической защиты, которые должны быть реализованы на испытательном стенде);
- ГОСТ Р 50571.16-99 (общий регламент проведения приёмо-сдаточных мероприятий);
- ГОСТ Р 50571 (термины и определения, рекомендуемые к использованию при оформлении отчётной документации).
Согласно этим документам, электроизмерительные испытания данного типа должны производиться с оформлением наряда допуска и в условиях, определяемых в отраслевых СНиП.
Сотрудник, непосредственно выполняющий измерения, должен иметь допуск по III группе электробезопасности и квалификационный разряд не меньше 5-го.
Цели проверки
Несмотря на то, что в нормативных документах АВР классифицируется как релейное коммутирующее устройство, его испытания имеют свою специфику.
Это обусловлено тем, что существует несколько разновидностей аварийных переключателей, список контролируемых параметров для которых может отличаться.
Наиболее используемая модификация АВР – с приоритетом ввода. То есть, одна из двух питающих линий является основной, вторая – вспомогательной. В случае ухудшения качества электропитания в основной линии производится переход на вспомогательную линию. После восстановления нормального режима работы, потребители возвращаются на основную линию.
Также отметим, что данном случае возможно два варианта обратного переключения: автоматическое и ручное.
Если возврат на основную линию выполняется вручную, то контролируемыми параметрами являются:
- общая работоспособность модуля;
- напряжение, при котором срабатывает автоматический переключатель;
- время перехода с основной линии питания на резервную;
- устойчивость к кратковременным скачкам напряжения.
В тех же случаях, когда возврат в основной режим работы происходит в автоматическом режиме, к перечисленному списку контроля добавляется ещё два пункта:
- проверка реакции на условия обратного перехода;
- время обратного перехода.
Остальные модификации АВР являются частными случаями приведенной выше системы:
- система резервного переключения без разделения приоритетов ввода (обе входные линии питания могут работать как основные);
- распределённая схема подключения потребителей.
Цели проверок в данном случае частично пересекаются с базовым списком.
Отдельно отметим, что если проверка коммутационной составляющей АВР относится к типовым методикам ЭТЛ, то контроль устойчивости к ложным срабатываниям требует оригинальных решений, в связи с чем, итоговые результаты проверки зависят не только от измеренных напряжений и силы тока, но и от временных показателей.
Описание принципов контроля
Прежде, чем приступать к детальному описанию технологии проверки АВР, рассмотрим общие принципы, на которых она основана.
Простейший АВР
Как видно из приведенной упрощённой схемы аварийного коммутатора, контролируемыми элементами являются:
- цепь «главный ввод — потребители»;
- цепь «резервный ввод — потребители»;
- обмотки переключающих реле;
- обмотки реле напряжения.
Потенциальными неисправностями в данном случае являются:
- нарушение проводимости контактных зон переключающих реле (что выражается в изменении сопротивления первых двух цепей);
- межвитковые замыкания в обмотках переключающих реле (обрыва нет, но не срабатывают при наличии сигнала от реле напряжения);
- изменение рабочих параметров реле напряжения;
- нарушение фазового соответствия между главным и резервным вводами.
Проверка первых двух цепей подразумевает контроль не только факта срабатывания реле, но и состояния контакторов. Поскольку подобные коммутаторы могут месяцами находиться в состоянии ожидания, весьма вероятно окисление контактных зон.
На практике это означает, что сопротивление переключателей АВР должно соответствовать нормативам, применяемым к силовым коммутационным элементам.
Проверить целостность обмоток переключающих реле можно по факту срабатывания схемы, что фиксируется с помощью основных приборов ЭТЛ (вольтметр, измеритель сопротивления).
Но вот точность срабатывания реле напряжения не может быть измерена без вспомогательных приборов.
К такому дополнительному оборудованию относятся:
- трансформатор с регулируемым выходным напряжением (ЛАТР);
- специальный секундомер, фиксирующий время существования напряжения на измерительных входах, запуск и останов которого производится электрическим импульсом.
Из вышесказанного следует, что лабораторная проверка АВР выполняется в стендовом режиме, с полным отключением входных и выходных цепей, также со сборкой дополнительных измерительных цепей.
Практическая методика контроля
Пример практической методики испытаний рассмотрим на примере тестирования переключающего модуля ЗАВР, широко используемого в промышленных сетях передачи электроэнергии.
Подготовка
Начинаются работы с отключения АВР от входных и выходных цепей питания. В оптимальном варианте шкаф (щит) должен быть демонтирован и смонтирован в измерительную схему в лабораторных условиях.
Схема присоединения дополнительного измерительного оборудования показана на следующей схеме:
Схема присоединения дополнительного измерительного оборудования.
Пунктиром обозначены линии для подключения секундомера.
К линии, предназначенной для питания потребителей, присоединяется нагрузка и измерительный прибор.
Контроль общей работоспособности
Проверку общего рабочего состояния производят путём подачи напряжения на стенд и имитацией обрыва по главному вводу. Если основные функции АВР в норме – произойдёт успешное переключение на резервную линию.
Время, затрачиваемое на переключение, регистрируется в таблице.
Важно учитывать, что тестирование каждого функционального режима АВР должно быть повторено 3-5 раз.
Проверка чувствительности реле напряжения
Вмонтированный автотрансформатор
Следующий этап – проверка соответствия рабочих характеристик реле напряжения их номинальным значениям.
Для этой цели во входную цепь монтируют автотрансформатор, позволяющий имитировать снижение напряжения по главному вводу.
Далее на стенд подаётся напряжение и фиксируется нормальная работа цепи «главный ввод-потребитель», после чего выполняется плавное снижение тестового напряжения.
В момент переключения регистрируется напряжение на главном вводе, а также время, затрачиваемое на переключение.
Данный цикл измерений также повторяется несколько раз.
Измерение времени отключения основного ввода
Время срабатывания, зафиксированное на предыдущем этапе, отражает общую «оперативность» АВР и в принципе достаточно хорошо характеризует работоспособность всего устройства.
Но для определения уставок, ответственных за устойчивость системы к кратковременным посадкам напряжения, необходим другой параметр – время отключения основного ввода.
Для его определения измерительную схему модифицируют таким образом, чтобы останов секундомера происходил одновременно с размыканием контактов главного переключающего реле (на приведенной в примере схеме, это реле К4).
В остальном, последовательность измерений полностью соответствует предыдущему этапу.
