自动转换开关设备 (ATS) 如何在电网中工作

在描述这项工作的文章中 自动关闭装置，考虑了在紧急情况的原因已经消失并停止运行的情况下，由于各种原因和通过电力线自动传输恢复供电的方法中断的情况。

在架空电力线的电线之间飞行的鸟可以通过它的翅膀造成短路。这将导致变电站电源开关保护跳闸，从架空线上移除电压。

几秒钟后，自动重合闸装置将恢复对消费者的供电，此时的保护将不再关闭，因为被电流击中的鸟有时间倒地。

但是，如果附近的一棵树因一阵飓风而倒在架空电力线上，破坏了支撑，那么就会发生长时间的短路，电线就会断裂，这将无法快速自动恢复连接物体的电力。

在维修工作完成之前，这条线路的所有用户将无法通电，这可能需要几天的时间......

想象一下，这样的损坏发生在一条向拥有大型生产设施的地区城市供电的线路上，例如使用自动电炉熔化玻璃。

如果发生电源故障，熔浴将停止工作，所有液态玻璃都会凝固。结果，企业将遭受巨大的物质损失，将面临停产、进行昂贵的维修……

为了避免在所有大型生产设施中出现这种情况，都提供了备用电源，包括来自另一个变电站的备用电源线或它自己的强大发电机组。

您将需要快速可靠地切换到它的电源。自动转换开关，缩写为 ATS，用于此目的。

因此，所考虑的自动化旨在在主电源线因备用电源的快速激活而出现严重故障时，持续为负责任的消费者供电。

ATS要求

必须激活自动引入备用电源的设备：

• 主线路断电后尽快；

• 如果用户自己的母线电压丢失，没有分析故障原因，如果没有提供某种类型的保护来阻止启动。例如，轮胎的电弧保护必须阻断自动转换开关的启动，以防止由此产生的事故的发展；

• 在执行某些技术循环时有必要的延迟。例如，在强大的电动机负载下启动时，可能会出现“电压降”，但很快就会结束；

• 始终只有一次，否则可能会因无法修复的短路而多次打开，这会完全破坏平衡的电气系统。

电路可靠运行的一个自然要求是其良好状态的持续维护和技术参数的自动控制。

ATS 相对于两个电源并联供电的优势

乍一看，为了给负责任的消费者供电，您完全可以同时将他们连接到从不同发电机获取能量的两条不同线路上。然后，如果其中一条架空线路发生事故，该电路将断开，而另一条将保持运行并提供持续供电。

此类方案已经被创建，但由于以下缺点而没有得到大规模的实际应用：

• 在任何一条线路发生短路的情况下，由于两台发电机的能量供应，电流会显着增加；

• 电力变电站的电力损耗正在增加；

• 由于使用同时考虑用户和两个发电机状态的算法，电源管理方案变得更加复杂，能量流的发生；

• 在三个远程端实现通过算法互连的保护的复杂性。

因此，从一个主电源为用户供电并在发生电源故障时自动切换到备用发电机被认为是最有前途的。这种方法的停电时间可以小于 1 秒。

创建 ATS 方案的特点

以下算法之一可用于控制自动化：

• 来自具有额外热备用模式的工作场所的单向电源，该模式仅在主电源电压丢失时投入运行；

• 双边使用每个来源作为工作站的可能性；

• ATS 电路在电压恢复到输入开关总线后自动从主电源恢复供电的能力。在这种情况下，创建了电源开关设备的启动序列，排除了将用户连接到来自两个电源的并联电源模式的可能性；

• 一个简单的 ATS 方案，排除了在自动模式下从主电源到电源恢复模式的转换；

• 仅当已通过关闭相关开关来为发生故障的主电源元件提供电压时，才应引入备用电源。

与自动重合闸不同，自动重合闸，ATS 装置在停电时表现出最高效率，计算为 90 ÷ 95%。因此，它们被广泛应用于工业企业的供电系统中。

备用电源的自动接通用于为电力线、变压器（电源和辅助需要）、分段开关供电。

OVD 工作的基本原则

为了分析主电源线的电压，使用了一种测量装置，该装置由电压控制继电器 RKN 与测量变压器及其电路组成。初级网络的高压电压，按比例转换为 0 ÷ 100 伏的次级值，被馈送到控制继电器的线圈，作为触发器。

RKN 继电器设置的设置有一个特殊性：必须考虑执行元件的低要求驱动水平，这保证了电压降到标称值的 20 ÷ 25%。

这是因为在闭合短路的情况下，会发生短期“电压降”，而过流保护的操作会消除这种情况。而 ILV 启动项必须通过这些进程来恢复。然而，不可能使用传统类型的继电器，因为它们在初始量程极限下不稳定运行。

为了在 ATS 的启动元件中运行，使用了特殊的继电器设计，当在下限启动时，它排除了触点的振动和弹跳。

当设备按主电路正常供电时，电压监测继电器只是观察这种模式。一旦电压消失，RKN 就会切换其触点，从而向螺线管发出信号以打开备用开关的螺线管以启动它。

同时，观察到第一个回路的功率元件的特定激活顺序，该顺序包含在 ATS 系统的创建和配置过程中的控制逻辑中。

除了主电源线上的电压损失外，为了使 ATS 的启动元件完全运行，通常还需要检查几个条件，例如：

• 保护区内没有未经授权的短路；

• 打开输入开关；

• 备用电源线上存在电压和其他一些。

在逻辑算法中检查为 ATS 操作输入的所有初始因素，如果满足必要条件，则会向执行机构发出命令，同时考虑到设定的时间设置。

部分ATS方案的应用实例

根据系统工作电压的大小和网络配置的复杂程度，ATS 电路可以有不同的结构，可以使用直流电或交流电，也可以完全不使用，使用 0.4 kV 的主网电压电路。

恒定工作电流下高压线路上的 ATS

让我们简单地看一下主电源#1 的备用电源继电器电路的操作逻辑。

如果 L-1 部分发生短路，则保护将关闭开关 V-1，连接总线上的电压将消失。欠压继电器 «H <» 将通过测量 VT 感测到这一点，并通过延时运行的 RV 触点向 RP 线圈提供 + 工作电流来工作。

它的触点将触发命令以启动多个执行各种监控功能的继电器，并向 V-2 电源开关闭合电磁阀提供控制信号。

该方案提供单次动作和信号继电器的动作信息释放。

恒定工作电流下分段开关的 ATS

工作电源变压器 T1 和 T2 为其与分段开关 V-5 断开的母线段供电。

当其中一台变压器跳闸或中断时，通过切换 V-5 开关向跳闸部分供电。 RPV继电器提供一次性自动合闸。

电路的操作基于开关的辅助触点与 RPV 继电器线圈的+工作电流供应和转向信号的相互作用。它还提供操作系统的运行加速，该操作系统在值班人员切换期间投入运行。

ATS运行逻辑的形成原理是可以改变的。例如，如下图所示，当操作包含附加分段开关的电路时，将需要附加启动器和逻辑元件。

交流电运行中的 ATS 分段开关

使用位于变电站的能源的能源自动化操作的特点 电压测量, 可按以下方案估算。

这里各段的电压控制由1PH和2PH继电器完成。它们的触点驱动 1PB 或 2PB 同步体，同步体通过电源开关螺线管的闭锁触点和闪光线圈起作用。

0.4kV电网用户ATS实施原理

在为三相网络创建备用电源时，使用磁力启动器 KM1、KM2 和一个 kV 最小电压继电器，它控制主线 L1 的参数。

启动器绕组通过逻辑开关触点从其线路的相同相位连接到接地中性线，电源触点在两侧接入用户的电源母线。

每个位置的电压继电器的触点系统仅将一个启动器连接到电源。在 L1 线路上存在电压时，kV 将运行，其闭合触点将打开启动器 KM1 的线圈，这将为用户提供其供电电路并连接其信号灯，同时禁用 KM2 绕组。

在 L1 电压中断的情况下，kV 继电器中断启动器绕组 KM1 的供电电路并启动 KM2，它对 L2 线路执行与 KM1 在前一种情况下对其电路相同的功能。

电源开关 QF1 和 QF2 用于使电路完全断电。

同样的算法可以作为在单相电力网络中为负责任的用户创建电源的基础。您只需要关闭其中不需要的元素并使用单相启动器即可。

现代 ATS 装置的特点

为了解释楼宇自动化算法的原理，特意使用了旧的继电器库，这样更容易理解工作中的算法。

现代静态和微处理器设备在相同的电路上工作，但具有改进的外观、更小的尺寸以及更方便的设置和功能。

它们是在单独的块中创建的，或者是在特殊模块中组装的整个集合中创建的。

对于工业用途，ATS 套件被制造为完全随时可用的套件，安装在特殊的保护外壳中。