В данной статье блога мы разберём понятие автоматического включение резерва.

Что такое автоматическое включение резерва?

Назначение, принцип действия и практические требования ПУЭ

АВР - это автоматическое включение резерва. По ПУЭ его назначение - восстановить питание потребителей автоматическим присоединением резервного источника при отключении рабочего источника, а также при необходимости автоматически включить резервное оборудование, если отключение рабочего нарушает нормальный технологический процесс.

Зачем нужен АВР

В системах электроснабжения АВР нужен там, где перерыв питания приводит не просто к отключению нагрузки, а к технологическим, экономическим или эксплуатационным потерям. Это могут быть распределительные устройства промышленных предприятий, насосные и компрессорные станции, собственные нужды подстанций, секционированные схемы с двумя вводами, а также объекты, где недопустимо длительное восстановление питания вручную.

Связь АВР с требованиями по надежности питания прямо прослеживается в ПУЭ. В пункте 1.2.18 электроприемники разделяются на три категории по надежности электроснабжения, а в п. 1.2.19 для первой категории требуется питание от двух независимых взаимно резервирующих источников, причем перерыв допускается только на время автоматического восстановления питания. Для второй категории также требуются два независимых источника, но резерв может вводиться и действиями дежурного персонала, то есть АВР желателен, но не всегда обязателен. Для третьей категории допускается питание от одного источника.

Как АВР работает на практике

Технически АВР - это не одна команда на включение резервного выключателя, а последовательность проверок и действий. Алгоритм должен обнаружить потерю питания на рабочем вводе, убедиться в готовности резервного источника, исключить запрещающие состояния, отключить выключатель рабочего ввода и затем включить резервный выключатель или секционный выключатель. После успешного переключения может запускаться алгоритм восстановления нормальной схемы электроснабжения - ВНР.

ПУЭ требует, чтобы устройство АВР, как правило, обеспечивало действие при исчезновении напряжения на шинах питаемого элемента по любой причине, в том числе из-за короткого замыкания на этих шинах, а включение резервного источника после отключения рабочего выполнялось, как правило, без дополнительной выдержки времени и с обеспечением однократности действия. Это защищает схему от затянутого переходного режима и повторных некоординированных включений.

Если для надежного выявления обесточения одного отключения выключателя недостаточно, ПУЭ предусматривает применение пускового органа напряжения. Он нужен, чтобы корректно различать потерю питания со стороны источника, отключение выключателя с приемной стороны и другие режимы, при которых нагрузка осталась без напряжения, хотя причина аварии может находиться не в самой секции шин.

Какие условия и блокировки обычно реализуются в современном устройстве АВР

Элемент алгоритма	Для чего нужен	Практическая реализация
Контроль напряжения на рабочем вводе	Определяет потерю питания или недопустимое снижение напряжения	Пуск АВР по напряжению; уставка Uавр и выдержка Tавр
Контроль частоты	Позволяет не ждать полного исчезновения напряжения, если источник фактически теряет устойчивость	Пуск по частоте fавр, при необходимости совместно с контролем напряжения
Наличие напряжения на резерве	Исключает включение секции на неготовый резервный источник	Проверка встречного напряжения и блокировка по его отсутствию
Блокировки от аварийных режимов	Не допускают нецелевое переключение при внутренних повреждениях и ненормальных режимах сети	Блокировка по U2, 3U0, низкой частоте, току, а также от защит
Контроль выключателя	Исключает цикл при неисправности привода или цепей управления	Блокировка при неисправности выключателя и его цепей
Однократность и пауза между циклами	Не допускают повторного многократного включения и раскачки схемы	Минимальная пауза между АВР и однократное действие
ВНР после АВР	Возвращает схему в нормальный режим после восстановления основного питания	Контроль успешности АВР, напряжения восстановления и запрет недопустимой параллельной работы

Для устройств компании такая логика уже описана достаточно предметно. На странице шкафа ШАВР-МТ указано, что решение предназначено для релейной защиты и АВР/АУВ вводных и секционного выключателей РУ 6-35 кВ, обеспечивает автоматическое переключение при потере питания на одном из вводов и допускает гибкую настройку условий пуска, блокировок, количества попыток включения, задержек и сценариев восстановления нормальной схемы питания.

В руководстве по терминалу Алтей-01 показано, что алгоритм АВР может запускаться по снижению напряжения и по снижению частоты, а в составе блокировок предусмотрены контроль встречного напряжения, блокировка по току, по U2, по 3U0, по низкой частоте и по неисправности выключателя. Там же приведен алгоритм ВНР - восстановления нормального режима после успешного действия АВР.

Что важно проверить при проектировании АВР

• Независимость источников питания. Формально наличие двух вводов еще не означает наличие двух независимых взаимно резервирующих источников в смысле ПУЭ.

• Критерий пуска. Пуск только по исчезновению напряжения бывает недостаточен; в некоторых схемах нужен дополнительный контроль частоты, положения выключателей, остаточного или встречного напряжения.

• Согласование с РЗА и АПВ. ПУЭ прямо рекомендует сочетание АВР и АПВ: АВР должно действовать при внутренних повреждениях рабочего источника, АПВ - при прочих повреждениях.

• Включение на КЗ. Если возможно включение резервного выключателя на короткое замыкание, ПУЭ требует предусматривать ускорение действия его защиты и меры против ложных отключений из-за бросков тока включения.

• Перегрузка резервного источника и самозапуск двигателей. ПУЭ требует проверять, не приведет ли действие АВР к чрезмерной перегрузке резерва и обеспечивается ли самозапуск электродвигателей; при необходимости надо выполнять разгрузку.

• Восстановление нормальной схемы. После успешного действия АВР часто нужен отдельный алгоритм ВНР, который возвращает схему к штатному питанию без недопустимой параллельной работы секций.

Ключевые пункты ПУЭ, которые стоит учитывать при реализации АВР

Пункт ПУЭ	Практический смысл для схемы АВР
1.2.18-1.2.21	Категория надежности определяет, нужен ли только резервный источник, АВР или еще и дополнительный независимый источник.
3.3.30	АВР предназначен не только для ввода резервного питания, но и для автоматического включения резервного оборудования при нарушении технологического процесса.
3.3.31-3.3.33	Схема должна уверенно определять факт обесточения питаемого элемента; в ряде случаев нужен отдельный пусковой орган напряжения.
3.3.38	Перед вводом АВР нужно проверить перегрузку резервного источника и обеспечить самозапуск наиболее ответственных электродвигателей.
3.3.40-3.3.42	Нужно учитывать риск включения на КЗ, согласовывать АВР с защитами и, при необходимости, применять сочетание АВР и АПВ.

Вывод

АВР - это базовый, но технически очень ответственный механизм обеспечения надежности электроснабжения. В хорошо спроектированной схеме он не ограничивается простым резервным включением, а учитывает критерии пуска, состояние сети, качество напряжения на резерве, исправность выключателей, запреты от защит, перегрузочную способность резервного источника и последующее восстановление нормального режима. Именно поэтому современный АВР всегда должен рассматриваться как часть общей системы РЗА и автоматики управления выключателями, а не как отдельная локальная функция.

Нормативные и технические ссылки

• ПУЭ, глава 1.2. Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

• ПУЭ, глава 3.3. Автоматическое включение резервного питания и оборудования (АВР)

• НПП «Микропроцессорные технологии»: шкаф ШАВР-МТ

• Руководство по эксплуатации Алтей-01 (PDF)