Главная » Разное » Схема апв: Устройство автоматического повторного включения (АПВ) | ENARGYS.RU

Схема апв: Устройство автоматического повторного включения (АПВ) | ENARGYS.RU

| – Комментировать

Содержание

Автоматика

Автоматика

[Разделы] [Оглавление раздела] [Главная страница СПЭТ] [Назад] [Дальше]

Автоматика

1. Автоматическое повторное включение. Назначение и область применения АПВ.

Значительная часть коротких замыканий (КЗ) на воздушный линиях электропередачи (ВЛ), вызванных перекрытием изоляции, схлестыванием проводов и другими причинами, при достаточно быстром отключении повреждений релейной защитой самоустраняется. При этом электрическая дуга, возникшая в месте КЗ, гаснет, не успевая вызвать существенных разрушений, препятствующих обратному включению линии под напряжение. Такие самоустраняющиеся повреждения принято называть неустойчивыми. Статистические данные о пов-реждаемости ВЛ за многолетний период эксплуатации показывают, что доля неустойчивых повреждений весьма высока и составляет 50—90%.

Поскольку отыскание места повреждения на линии электропередачи путем ее обхода требует длительного времени, а многие повреждения имеют неустойчивый характер, обычно при ликвидации аварийного нарушения режима оперативный персонал производит опробование ВЛ обратным включением под напряжение. Эту операцию называют повторным включением. Линия, на которой произошло неустойчивое повреждение, при повторном включении остается в работе. Поэтому повторные включения при неустойчивых повреждениях принято называть успешными.

Реже на ВЛ возникают такие повреждения, как обрывы проводов, тросов или гирлянд изоляторов, падение или поломка опор и т. д. Такие повреждения не могут самоустраниться, поэтому их называют устойчивыми. При повторном включении ВЛ, на которой произошло устойчивое повреждение, вновь возникает КЗ, и она вновь отключается защитой.

Поэтому повторные включения линий при устойчивых повреждениях называются неуспешными.

Для ускорения повторного включения линий и уменьшения времени перерыва электроснабжения потребителей широко используются специальные устройства автоматического повторного включения (АПВ). Время действия АПВ обычно составляет от 0,5 до нескольких секунд.

Согласно Правилам устройств электроустановок (ПУЭ) обязательно применение АПВ на всех воздушных и смешанных (кабельно-воздушных) линиях напряжением выше 1 кВ. Автоматическое повторное включение восстанавливает нормальную схему сети также и в тех случаях, когда отключение выключателя происходит вследствие ошибок персонала или ложного действия релейной защиты.

Как показывает опыт эксплуатации, успешность действия АПВ на ВЛ 110—220 кВ достигает 75—80%, а на линиях сверхвысокого напряжения 330 кВ—65—70%, 500—750 кВ—около 50%. Наиболее эффективно применение АПВ на линиях с односторонним питанием, так как в этих случаях каждое успешное действие АПВ восстанавливает питание потребителей и предотвращает аварию.

Неустойчивые КЗ часто возникают не только на ВЛ, но и на шинах подстанций. Поэтому на подстанциях, оборудованных быстродействующей защитой шин, также Применяется АПВ, которое производит повторную подачу напряжения на шины в случае их отключения релейной защитой; АПВ шин имеет высокую эффективность, поскольку каждый случай успешного действия .предотвращает аварийное отключение целой подстанции или ее части.

Устройствами АПВ оснащаются также все одиночно работающие трансформаторы мощностью 1000 кВА и более и трансформаторы меньшей мощности, питающие ответственную нагрузку. Устройства АПВ на трансформаторах выполняются так, чтобы их действие происходило при отключении трансформатора максимальной токовой защитой. Повторное включение при повреждении самого трансформатора, когда он отключается защитами от внутренних повреждений, как правило, не производится. Успешность действия устройств АПВ трансформаторов и шин так же высока, как и устройств АПВ ВЛ, и составляет 70—90%.

В ряде случаев АПВ используется на кабельных и смешанных кабельно-воздушных тупиковых линиях 6— 10 кВ. При этом несмотря на то что повреждения кабелей бывают, как правило, устойчивыми, успешность АПВ составляет 40—60%. Это объясняется тем, что АПВ восстанавливает питание потребителей при неустойчивых повреждениях на шинах подстанций, при отключении линий вследствие перегрузки, при ложных и неселективных действиях релейной защиты. Применение АПВ позволяет в ряде случаев упростить схемы релейной защиты и ускорить отключение КЗ в сетях, что также является положительным качеством этого вида автоматики.

2. Требования к схемам АПВ, классификация схем АПВ.

В эксплуатации получили применение следующие виды устройств АПВ: трехфазные, осуществляющие повторное включение трех фаз выключателя после их отключения релейной защитой; однофазные, осуществляющие включение одной фазы выключателя, отключенной релейной защитой при однофазном КЗ; комбинированные, осуществляющие включение трех фаз (при междуфазных повреждениях) или одной фазы (при однофазных КЗ).

Трехфазные устройства АПВ в свою очередь подразделяются на несколько видов: простые (ТАПВ), быстродействующие (БАПВ), с проверкой наличия напряжения (АПВНН), с ожиданием синхронизма (АПВОС), с улавливанием синхронизма (АПВУС) и др.

По виду оборудования, на которое действием устройств АПВ повторно подается напряжение, различают АПВ линий, АПВ шин, АПВ трансформаторов.

По числу циклов (кратности действия) различают АПВ однократного действия и АПВ многократного действия.

Устройства АПВ, выполненные с помощью специальных релейных схем, называют электрическими, а встроенные в грузовые или пружинные приводы, — механическими.

Схемы АПВ в зависимости от конкретных условий могут существенно отличаться одна от другой. Однако все они должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Схемы АПВ должны приходить в действие при аварийном отключении выключателя (или выключателей), находившегося в работе. В некоторых случаях схемы АПВ должны удовлетворять дополнительным требованиям, при выполнении которых разрешается пуск АПВ: например при наличии или, наоборот, при отсутствии напряжения, при наличии синхронизма, после восстановления частоты и т. д.

2. Схемы АПВ не должны приходить в действие при оперативном отключении выключателя персоналом, а также в тех случаях, когда выключатель отключается релейной защитой сразу после его включения персоналом (т.е. при включении выключателя на КЗ), поскольку повреждения в этом случае обычно бывают устойчивыми. В схемах АПВ должна также предусматриваться возможность запрета действия АПВ при срабатывании отдельных защит. Так, например, как правило, не допускается действие АПВ трансформаторов при внутренних повреждениях в них, когда срабатывает газовая или дифференциальная защита. В отдельных случаях не допускается действие АПВ линий при срабатывании дифференциальной защиты шин.

3. Схемы АПВ должны обеспечивать определенное количество повторных включений, т. е. действие с заданной кратностью. Наибольшее распространение получило АПВ однократного действия.

Применяются также АПВ двукратного, а в некоторых случаях и трехкратного действия.

4. Время действия, как правило, должно быть минимально возможным, для того чтобы обеспечить быструю подачу напряжения потребителям и восстановление нормального режима работы. Наименьшая выдержка времени, с которой производится АПВ на линиях с односторонним питанием, принимается 0,3—0,5 с. Вместе с тем в некоторых случаях, когда наиболее вероятны повреждения, вызванные набросами и касаниями проводов передвижными механизмами, целесообразно для повышения успешности АПВ принимать выдержки времени порядка нескольких секунд.

5. Схемы АПВ должны обеспечивать автоматический возврат в исходное положение готовности к новому действию после включения в работу выключателя, на который действует АПВ.

3. Схема 3-х фазного АПВ однократного действия.

Принципиальная схема АПВ для линии с масляным выключателем приведена на рис. 8.1. В комплектное устройство РПВ-58 входят: реле времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости реле; промежуточное реле KLI с двумя обмотками—параллельной и последовательной; конденсатор С (20 мкФ), обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 (1,1 МОм) и разрядный резистор R3 (510 Ом).

Рис 8 1 Схема электрического АПВ однократного действия для линии с масляным выключателем.

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. Поэтому после операции включения ключ управления остается в положении “Включено” (Да), а после операции отключения—в положении “Отключено” (От). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении “Включено”, к конденсатору С подводится плюс оперативного тока через контакты ключа, а минус—через зарядный резистор R2. При этом конденсатор заряжен и схема АПВ находится в состоянии готовности к действию.

При включенном выключателе реле положения “Отключено” KQT, осуществляющее контроль исправности цепей включения, током не обтекается и контакт его в цепи пуска схемы АПВ разомкнут. Пуск схемы АПВ происходит при отключении выключателя релейной защитой в результате возникновения несоответствия между положением ключа управления, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа .1—3 на схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя SQ. 1 переключился и замкнул цепь обмотки реле KQT, которое, сработав, подало контактом KQT.1 минус на обмотку реле времени КТ.

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ.1 и вводится в цепь обмотки реле дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке реле, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длительном прохождении тока.

По истечении установленной выдержки времени реле КТ подключает замыкающим контактом КТ.2 параллельную обмотку реле KL1 к конденсатору С. Реле KL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КМ, подает команду на включение выключателя. Благодаря использованию у реле KL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQ.1 и возвращаются в исходное положение реле KQT, KL1 и КТ.

Если повреждение на линии было неустойчивым, она останется в работе. После размыкания контакта реле времени КТ.2 конденсатор С начнет заряжаться через зарядный резистор R2, сопротивление которого выбирается таким, чтобы время заряда конденсатора С составляло 20—25 с. Таким образом, спустя указанное время схема АПВ будет подготовлена к новому действию.

Если повреждение было устойчивым, то включившийся под действием схемы АПВ выключатель вновь отключится релейной защитой и вновь сработают реле KQT, и КТ. Реле KL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С, разряженный при первом АПВ, еще не успел зарядиться. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает однократное действие при устойчивом КЗ на линии.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия не возникает и схема АПВ не действует, так как одновременно с подачей команды на отключение выключателя контактами ключа 6—8 размыкаются его контакты 1—3, чем снимается плюс оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому сработает только реле KQT, а реле КТ и KL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1-—3 SA замыкаются контакты 2—4 и конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность схемы АПВ к действию наступает после заряда конденсатора через 20—25 с. В случае отключения линии защитой РЗ, когда Действия АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контактов реле KL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле KBS типа РП-232, имеющее две обмотки — рабочую последовательную и параллельную удерживающую. Реле KBS срабатывает при прохождении тока по катушке отключения выключателя и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. Цепь обмотки КМ при этом размыкается контактом KBS.1, благодаря чему предотвращается включение выключателя.

4. Ускорение защиты до и после АПВ.

Ускорение защиты после АПВ.

Автоматическое ускорение действия защиты при АПВ применяется для ускорения ликвидации КЗ и повышения надежности работы энергосистемы и потребителей. Ускорение защиты после АПВ предусматривается, как правило, на всех линиях как мера повышения надежности защиты линии в целом.

На рис. 8.2, а показана схема ускорения защиты после АПВ. Цепь ускоренного действия нормально разомкнута контактом промежуточного реле ускорения KL2. 1, которое срабатывает перед повторным включением выключателя и, имея замедление на возврат, держит свой контакт замкнутым в течение 0,7—1 с. Поэтому, если повторное включение происходит на устойчивое КЗ, защита второй раз подействует без выдержки времени по цепи ускорения через контакт KL2.1 и мгновенный контакт КТ.1 реле времени. В качестве реле ускорения обычно используется реле типа РП-252.

Рис. 8.2. Схема ускорения действия защиты:а — после АПВ; б—до АПВ

Рис. 8.3. Пуск реле ускорения от контактов реле положения “Отключено”.

Для запуска промежуточного реле ускорения наряду со схемой, показанной на рис. 8.1, применяется схема, приведенная на рис. 8.3. При отключении выключателя реле положения “Отключено” срабатывает и кроме рассмотренных ранее действий замыкает контакт KQT. 1 в цепи обмотки реле ускорения K.L, которое, сработав, в свою очередь замыкает контактом K.L.1 цепь ускорения. При подаче команды на включение выключателя реле KQT возвращается и снимает плюс с обмотки реле ускорения KL.

Однако последнее возвращается не сразу, а с замедлением 0,7—1 с, что достаточно для срабатывания защиты по цепи ускорения при включении выключателя на устойчивое КЗ. Ускорение защиты можно выполнять непосредственно контактами реле KQT. При этом специальное реле ускорения не устанавливается, а в качестве реле KQT используется замедленное на возврат реле типа РП-252.

Схема, приведенная на рис. 8.3, обеспечивает ускорение защиты при любом включении выключателя, как от АПВ, так и от ключа управления, что является ее достоинством.

Ускорение защиты до АПВ

В сети, показанной на рис. 8.4, максимальная токовая защита МТ31, установленная на линии W1, по условию селективности должна иметь выдержку времени больше, чем максимальные токовые защиты МТ32 и МТЗЗ линий W2 и W3.

Рис. 8.4. Участок сети с односторонним питанием

Одним из способов, обеспечивающих быстрое отключение повреждений на линии W1 без применения сложных защит, является ускорение максимальной токовой защиты этой линии доАПВ. С этой целью защита МТ31 выполняется так, что при возникновении КЗ она на первый раз действует без выдержки времени независимо от того, на какой из линий произошло КЗ, а после АПВ действует с нормальной выдержкой времени.

В случае КЗ на линии W1 срабатывает защита МТ31 по цепи ускорения и без выдержки времени отключает эту линию. После АПВ, если повреждение устранилось, линия останется в работе, если же повреждение оказалось устойчивым, то линия вновь отключится, но уже с выдержкой времени.

При КЗ на линии W2 происходит неселективное отключение линии W1 защитой МТ31 по цепи ускорения без выдержки времени. Затем линия W1 действием схемы АПВ включается обратно. Если повреждение на линии W2 оказалось устойчивым, то эта линия отключается своей защитой МТ32, а линия W1 остается в работе, так как после АПВ защита МТ31 действует с нормальной селективной выдержкой времени.

Ускорение защиты до АПВ выполняется аналогично ускорению после АПВ. Пуск реле ускорения KL2 при осуществлении ускорения защиты до АПВ осуществляется при срабатывании выходного реле схемы АПВ (см. рис. 8.2, б). У реле KL2 при этом используется размыкающий контакт KL2. 1. Цепь ускорения будет замкнута до АПВ и разомкнется при действии схемы АПВ на включение выключателя. Реле KL2 при этом будет удерживаться в положении после срабатывания до тех пор, пока не отключится КЗ и не разомкнутся контакты реле защиты.

Выполнение схем АПВ на переменном оперативном токе.

В рассмотренных выше схемах АПВ на постоянном оперативном токе энергия, необходимая для включения и отключения выключателей, работы реле, входящих в схему АПВ, поступает от аккумуляторной батареи. В схемах АПВ на переменном оперативном токе в качестве источников энергии используются трансформаторы напряжения и собственных нужд.

Наиболее просто выполняются устройства АПВ на выключателях, оборудованных грузовыми или пружинными приводами. В этих приводах энергия, необходимая для включения, запасается в предварительно натянутых пружинах или поднятом грузе. Подъем груза или натяжение пружин производятся вручную или с помощью специального автоматического электродвигателя редуктора (АДР), который состоит из электродвигателя типа МУН мощностью 80—100 Вт и редуктора. Наибольшее распространение получили грузовые приводы ПГМ-10, пружинные приводы ППМ-10, ПП-61, ПП-61-К, ВМП-10П и пружинно-грузовые приводы УПГП.

В пружинных и грузовых приводах имеются специальные механические устройства, выполняющие повторное включение выключателя без выдержки времени при отключении выключателя от реле прямого действия, встроенных в привод. При оперативном отключении выключателя (вручную или дистанционно через катушку отключения) механическое АПВ блокируется и выключатель остается отключенным.

В случае АПВ на устойчивое КЗ и отключения выключателя от защиты устройство АПВ второй раз не подействует, так как пружина (или груз) находится в незаведенном состоянии. Для подготовки устройства АПВ к новому действию необходимо вручную или от АДР завести пружину (или груз). Таким образом, механические устройства АПВ обладают однократностью действия. При необходимости механическое устройство АПВ может быть выведено из действия с помощью специального устройства.

Механические устройства АПВ недостаточно надежны и, как правило, не допускают регулирования времени действия. Поэтому наряду с механическими устройствами АПВ получили широкое распространение электрические схемы АПВ на переменном оперативном токе, воздействующие на включающие катушки грузовых или пружинных приводов мгновенно или с выдержкой времени.

5. АПВ сборных шин.

Для подстанций с односторонним питанием, отключение повреждений на шинах которых обеспечивается защитами, установленными на противоположных концах питающих линий или на трансформаторах, повторная подача напряжения на шины осуществляется за счет действия схем АПВ питающих элементов (линий или трансформаторов).

При наличии на шинах подстанции специальной защиты шин (обычно шин подстанций высокого напряжения в сетях с двусторонним питанием) повторное включение шин, так же как и в схемах с односторонним питанием, можно осуществить с помощью схем ЛПВ выключателей питающих присоединений. Cxемa АПВ при этом выполняется с пуском от несоответствия положения выключателя и ключа управления (реле фиксации). В этом случае при срабатывании защиты шин не должно осуществляться блокирование действия АПВ линии.

При наличии на подстанции не одной, а нескольких питающих линий целесообразно осуществлять АПВ нескольких или всех линий, отключившихся при срабатывании защиты шин. Это следует делать для большей автоматизации восстановления нормальной схемы подстанции и для обеспечения питания потребителей, когда одна питающая линия не может обеспечить всей нагрузки подстанции. С этой целью при срабатывании зашиты шин запускаются АПВ всех питающих линий. В случае успешного АПВ первой линии поочередно включаются выключатели других линий. Если первая линия включится на устойчивое КЗ, снова сработает зашита шин, при этом блокируется действие АПВ других линий и их выключатели не включаются, благодаря чему обеспечивается однократность АПВ шин.

2.1. Автоматическое включение резерва. Назначение и область применения АВР.

Рис. 8.5. Принципы осуществления АВР при разных схемах питания потребителей.

Высокую степень надежности электроснабжения потребителей обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к исчезновению напряжения на выводах электроприемников. Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два и более источников питания, работают по схеме одностороннего питания. Одностороннее питание имеют также секции собственных нужд электростанций. Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения значений токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения релейной защиты, создания необходимого режима по напряжению перетокам мощности и т. п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным, так как ранее установленное оборудована и релейная защита не позволяют осуществить параллельную работу источников питания. Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.

В первой схеме один источник, включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому первый источник называется рабочим, а второй—резервным (рис. 8.4, а, б). Во второй схеме все источники нормально включены, но работают раздельно на выделенных потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис. 8.5,в, г).

Недостатком одностороннего питания является то, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток можно устранить быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используются специальные устройства, получившие название устройств автоматического включения резерва (АВР).

Рассмотрим принципы использования АВР на примере схем, приведенных на рис. 8.5.

1. Питание подстанции А (рис. 8.5, а) осуществляется по рабочей линии W1 от подстанции Б. Вторая линия, приходящая с подстанции В, является резервной и находится под напряжением (выключатель Q3 линии W2 нормально отключен). При отключении линии W1 автоматически от устройства АВР включается выключатель Q3 и таким образом вновь подается питание потребителям подстанции А. Схемы АВР могут иметь одностороннее или двустороннее действие. При одностороннем АВР линия W1 всегда должна быть рабочей, а линия W2—всегда резервной. При двустороннем АВР любая из этих линий может быть рабочей и резервной.

2. Питание электродвигателей и других потребителей собственных нужд каждого агрегата электростанции осуществляется обычно от отдельных рабочих трансформаторов (Т1 и Т2 на рис. 8.5, б). При отключении рабочего трансформатора автоматически от схемы АВР включаются выключатель Q5 и один из выключателей — Q8 (при отключении Т1) или Q7 (при отключении Т2) —резервного трансформатора ТЗ.

3. Трансформаторы Т1 и Т2 включены на разные системы шин (рис. 8.5, б). Шиносоединительный выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении любого из рабочих трансформаторов автоматически от схемы АВР включается выключатель Q5, подключая нагрузку шин, потерявших питание, к оставшемуся в работе трансформатору. Если мощность одного трансформатора недостаточна для питания всей нагрузки подстанции, при действии АВР должны приниматься меры для отключения части наименее ответственных потребителей.

4. Подстанции В и Г (рис. 8.1, г) нормально питаются радиально от подстанций А и Б соответственно. Линия W3 находится под напряжением со стороны подстанции В, а выключатель Q5 нормально отключен. При аварийном отключении линии W2 устройство АВР, установленное на подстанции Г, включает выключатель Q5, в результате чего питание с подстанции Г переводится на подстанцию В по. линии W3. При отключении линии W1 подстанция В и вместе с ней линия W3 остаются без напряжения. Исчезновение напряжения на трансформаторе напряжения TV также приводит в действие устройство АВР на подстанции Г, которое включением выключателя Q5 подает напряжение на подстанцию В от подстанции Г.

Опыт эксплуатации показывает, что АВР является очень эффективным средством повышения надежности электроснабжения. Успешность АВР составляет 90— 95 %. Простота схем и высокая эффективность обусловили широкое применение АВР на электростанциях и в электрических сетях.

2.2. Требования к схемам АВР.

Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям.

1. Схема АВР должна приходить в действие при исчезновении напряжения на шинах потребителя по любой причине, в том числе при аварийном, ошибочном или самопроизвольном отключении выключателей рабочего источника питания, а также при исчезновении напряжения на шинах, от которых осуществляется питание рабочего источника. Включение резервного источника часто допускается также при КЗ на шинах потребителя.

2. Для того чтобы уменьшить длительность перерыва питания потребителей, включение резервного источника питания должно производиться сразу же после отключения рабочего источника.

 

Рис 8 6 Схемы АВР трансформаторов собственных нужд блочных тепловых электростанций

а—поясняющая схема, б—цепи переменного напряжения для питающей стороны трансформаторов, в—цепи оперативного тока, г — цепи оперативного тока реле, контролирующих питание магистралей от резервных трансформаторов

3. Действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать нескольких включений резервного источника на неустранившееся КЗ.

4. Схема АВР не должна приходить в действие до отключения выключателя рабочего источника, чтобы избежать включения резервного источника на КЗ в неотключившемся рабочем источнике. Выполнение этого требования исключает также в отдельных случаях несинхронное включение двух источников питания.

5. Для того чтобы схема АВР действовала при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник, когда его выключатель остается включенным, схема АВР должна дополняться специальным пусковым органом минимального напряжения,

6. Для ускорения отключения резервного источника при его включении на неустановившееся КЗ должно предусматриваться ускорение защиты резервного источника после АВР. Это особенно важно в тех случаях, когда потребители, потерявшие питание, подключаются к другому источнику, несущему нагрузку. Ускоренная защита обычно действует по цепи ускорения без выдержки времени. В установках же собственных нужд, а также на подстанциях, питающих большое число электродвигателей, ускорение защиты осуществляется до 0,5 с. Такое замедление ускоренной защиты необходимо, чтобы предотвратить ее неправильное срабатывание в случае кратковременного замыкания контактов токовых реле в момент включения выключателя под действием толчка тока, обусловленного сдвигом по фазе между напряжением энергосистемы и затухающей ЭДС тормозящихся электродвигателей, который может достигать 180°.

2.3. Схема АВР трансформаторатора СН.

На рис. 8. 6 приведена схема АВР трансформаторов собственных нужд блочных тепловых электростанций. Показанный в этой схеме рабочий трансформатор Т1 имеет расщепленные обмотки и подключен отпайкой к к генератору G1. Два резервных трансформатора Т2 и ТЗ присоединены к магистралям резервного питания 6 кВ А и Б. Выключатели высшего напряжения резервных трансформаторов Q.21 и 0.31 нормально отключены, а выключатели стороны низшего напряжения Q2A и Q2B, Q3A и Q3B включены. В рассматриваемой схеме имеется возможность замены рабочего трансформатора любого блока любым из двух резервных Т2 и ТЗ. В зависимости от того, какой из резервных трансформаторов используется, включаются выключатели Q4A, Q4B или Q5A, Q5B (секционные выключатели устанавливаются через два блока).

В случае аварийного отключения рабочего трансформатора Т1 вспомогательные контакты отключившихся выключателей SQ11.1 (SQI2.I} через контакт реле однократности включения KQ.C11. 1 (KQ.C12. 1) замыкают цепи включения выключателей Q1A и Q1B, а также обмоток промежуточных реле КСС1 (SQ1L2) или КСС2 (SQ11.8), включающих выключатели Q21 или Q3] резервных трансформаторов Т2 или ТЗ соответственно. Для выбора направления действия схемы АВР в схеме рис. 8. 6, г предусмотрены специальные промежуточные реле (KLA2, KLB2, KLA3, KLB3), контролирующие, от какого резервного трансформатора питаются вводы резервного питания к секции 6 кВ соответствующего блока (в рассматриваемом случае блока G1).

В схемах АВР выключателя Q1A, показанных на рис. 8.6, в , при использовании для резервирования Т2 замкнуты контакты KV2. 1 реле напряжения KV2, контролирующего наличие напряжения на питающей стороне трансформатора Т2, контакты реле положения “Включено” KQC2A, KQC2B выключателей Q2A и Q2B. Поэтому под напряжением находятся реле KLV2, KLA2, KLB2, и контакты их в схеме АВР (рис. 8.6, в) замкнуты. При использовании же для резервирования ТЗ под напряжением будут находиться реле KLV3, KLA3, KLB3 (рис. 8.6, в, г).

При исчезновении напряжения на шинах секции 6 кВ, когда выключатель рабочего трансформатора Q11 остается включенным, вступит в действие пусковой орган минимального напряжения АВР, схема которого приведена на рис. 8. 7. Аналогично схеме пускового органа минимального напряжения, приведенной на рис. 8.5, для пуска схемы АВР в рассматриваемом случае необходимо срабатывание двух реле напряжения (KV1 и KV4 на рис. 8.7) и реле времени КТ1 и КТ4. В качестве реле KV4 и КТ4 используются соответствующие реле первой ступени защиты минимального напряжения, предназначенной для отключения неответственных электродвигателей в режиме самозапуска. На реле KV4 выполняется обычно уставка срабатывания 70 В, и оно срабатывает одновременно с реле KV1 при исчезновении напряжения на шинах, обеспечивая пуск АВР. Для исключения ложного срабатывания пускового органа АВР и защиты минимального напряжения электродвигателей при отключении автоматического выключателя SF, установленного во вторичных цепях трансформатора напряжения, плюс на контакты реле напряжения подается через его вспомогательный контакт SGF, замкнутый при включенном автоматическом выключателе.

Рис. 8.7. Схемы пускового органа АВР:
а—цепи переменного напряжения; б—цепи оперативного тока.

Предусмотренные в схеме на рис. 8.7 блокировки не исключают возможности ложного срабатывания пускового органа в случае перегорания предохранителя в средней фазе на стороне высшего напряжения ТVI, когда могут одновременно сработать оба реле напряжения KV1 и KV4. Для предотвращения в этом случае ложного срабатывания пускового органа схемы АВР плюс на его схему подается через размыкающий контакт фильтр-реле напряжения обратной последовательности KVZ (типа РНФ-1М), установленного в схеме защиты минимального напряжения электродвигателей, подключенных к данной секции шип собственных нужд.

В цепи отключения соответствующего выключателя рабочего трансформатора от пускового органа схемы АВР включены замыкающие контакты промежуточного реле KLV2 или KLV3 (см. рис. 8.7), замкнутые при наличии напряжения на резервном источнике питания. Промежуточные реле KLV2 (KLV3) приходят в действие от контактов максимального реле напряжения KV2.1 {KV3.1} и служат для размножения контактов последнего с целью использования их в цепях других рабочих трансформаторов.

Реле времени КТ1 и КТ4 замыкают цепь отключения выключателя Q.11 через замыкающие контакты реле KLV2. 1 (KLV3. 1) и KLA2. 1 (KLA3. 1) в зависимости от того, какой трансформатор — Т2 или ТЗ — используется для резервирования рабочего трансформатора Т1.

2.4. АВР секционного выключателя.

На рис. 8.8 приведена схема АВР на переменном оперативном токе для секционного выключателя подстанции с двумя трансформаторами, питающимися без выключателей на стороне высшего напряжения от двух линий. Секционный выключатель Q3 нормально отключен. Оперативный ток для питания схемы автоматики подается от трансформаторов собственных нужд ТЗ и Т4. Особенностью схемы является то, что при исчезновении напряжения на одной из линий (W1 или W2) устройство АВР включает секционный выключатель Q3, а при восстановлении напряжения на линии автоматически восстанавливает нормальную схему подстанции.

Пусковым органом схемы автоматики являются реле времени КТ1 и КТ2 типа ЭВ-235, контакты которых КТ1. 2 и КТ2. 2 включены последовательно в цепи YATI. Последовательно с контактами этих реле включен мгновенный контакт реле времени КТЗ. 1 трансформатора Т2, которое контролирует наличие напряжения на этом трансформаторе. Обмотки реле КТ1 и КТ2 включены на разные трансформаторы (ТЗ и TV1), что исключает возможность ложного действия пускового органа в случае неисправности в цепях напряжения. Реле КТ1, подключенное к трансформатору собственных нужд ТЗ, установленному до выключателя трансформатора Т], используется также для контроля за появлением напряжения на Т1 при включении линии W1.

При исчезновении напряжения в результате отключения линии W1 запустятся реле времени КТ1 и КТ2 и разомкнут свои мгновенные контакты КТ1. 1 и КТ2. 1, снимая напряжение с обмотки реле времени КТЗ типа ЭВ-248. Это реле при снятии с его обмотки напряжения мгновенно возвращается в исходное положение, а при подаче напряжения срабатывает с установленной выдержкой времени.

Рис. 8.8. Схемы АВР секционного выключателя на переменном оперативном токе для двухтрансформаторной подстанции, подключенной к линиям электропередачи без выключателей:
а—схема подстанции; б—цепи управления и АВР выключателя Q1; в—цепи управления и АВР выключателя Q3; пунктиром обведены цепи, относящиеся к трансформатору Т2.

Если действием схемы АПВ линии напряжение на подстанции восстановлено не будет, то с установленной выдержкой времени (большей времени АПВ линии) замкнутся контакты реле времени КТ1.2 и К.Т2.2 и создадут цепь на катушку отключения YAT1 выключателя Q1 трансформатора Т1. При отключении выключателя Q1 замкнется его вспомогательный контакт SQ1.1 (рис. 8.8, в) в цепи катушки включения YAC3 секционного выключателя Q3 через еще замкнутый контакт KQC1. 1 реле однократности включения.

Секционный выключатель включится и подаст напряжение на 1-ю секцию подстанции, при этом подтянется реле времени КТ2, замкнет контакт КТ2.1 и разомкнет К.Т2.2. Реле КТ1 останется без напряжения, поэтому его контакт КТ1. 1 останется разомкнутым, а реле времени КТЗ будет по-прежнему находиться в исходном положении, держа разомкнутыми все свои контакты.

При восстановлении напряжения на линии W1 напряжение появится и на трансформаторе Т1, поскольку его отделитель оставался включенным. Получив напряжение, реле КТ1 подтянется, замкнет контакт КТ1. 1 и разомкнет контакт КТ1.2. При замыкании контакта КТ1. 1 начнет работать реле времени КТЗ, которое своим проскальзывающим контактом КТЗ.2 создаст цепь на включение выключателя Q1, а конечным контактом КТЗ. 3 — цепь на отключение секционного выключателя Q3, при этом автоматически будет восстановлена исходная схема подстанции. Цепь на отключение в рассматриваемом случае секционного выключателя создается лишь при условии, что включен выключатель Q2 трансформатора Т2. Если включение выключателя Q3 будет неуспешным вследствие наличия устойчивого повреждения на 1-й секции, она должна быть выведена в ремонт. После окончания ремонта питание 1-й секции восстанавливается от Т1 или от 2-й секции и она автоматически вводится в работу. Схема автоматики, аналогичная приведенной на рис. 8.8, обеспечивает действие АВР Т2.

3.1. Автоматическая частотная разгрузка АЧР. Назначение, принцип выполнения. Категория АЧР.

Пока в энергосистеме имеется вращающийся резерв активной мощности, системы регулирования частоты и мощности будут поддерживать заданный уровень частоты. После того как вращающийся резерв будет исчерпан, дефицит активной мощности, вызванный отключением части генераторов или включением новых потребителей, повлечет за собой снижение частоты в энергосистеме.

Небольшое снижение частоты, на несколько десятых герца, не представляет опасности для нормальной работы энергосистемы, хотя, как уже отмечалось выше, и влечет за собой ухудшение экономических показателей. Снижение же частоты более чем на 1—2 Гц представляет серьезную опасность и может привести к полному расстройству работы энергосистемы.

Это в первую очередь определяется тем, что при понижении частоты снижается частота вращения электродвигателей, а следовательно, снижается и производительность приводимых ими механизмов собственного расхода тепловых электростанций. Вследствие снижения производительности механизмов собственного расхода резко уменьшается располагаемая мощность тепловых электростанций, особенно электростанций высокого давления, что влечет за собой дальнейшее снижение частоты в энергосистеме. Таким образом, происходит лавинообразный процесс—“лавина частоты”, который может привести к полному расстройству работы энергосистемы. Следует также отметить, что современные крупные паровые турбины не могут длительно работать при низкой частоте из-за опасности повреждения их рабочих лопаток.

Процесс снижения частоты в энергосистеме сопровождается также снижением напряжения, что происходит вследствие уменьшения частоты вращения возбудителей, расположенных на одном валу с основными генераторами. Если регуляторы возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов не смогут удержать напряжение, то также может возникнуть лавинообразный процесс —“лавина напряжения”, так как снижение напряжения сопровождается увеличением потребления реактивной мощности, что еще более осложнит положение в энергосистеме.

Аварийное снижение частоты в энергосистеме, вызванное внезапным возникновением значительного дефицита активной мощности, протекает очень быстро — в течение нескольких секунд. Поэтому дежурный персонал не успевает принять каких-либо мер, вследствие чего ликвидация аварийного режима должна возлагаться на устройства автоматики. Для предотвращения развития аварии должны быть немедленно мобилизованы все резервы активной мощности, имеющиеся на электростанциях. Все вращающиеся агрегаты загружаются до предела с учетом допустимых кратковременных перегрузок.

При отсутствии вращающегося резерва единственно возможным способом восстановления частоты является отключение части наименее ответственных потребителей. Это и осуществляется с помощью специальных устройств — автоматической частотной разгрузки (АЧР), срабатывающих при опасном снижении частоты.

Следует отметить, что АЧР всегда связана с определенным народнохозяйственным ущербом, поскольку отключение линий, питающих электроэнергией промышленные предприятия, сельскохозяйственных потребителей и других потребителей, влечет за собой недовыработку продукции, появление брака и т. п. Несмотря на это, АЧР широко используется в энергосистеме как средство предотвращения значительно больших убытков из-за полного расстройства работы энергосистемы, если не будут приняты срочные меры по ликвидации дефицита активной мощности.

Глубина снижения частоты зависит не только от дефицита мощности в первый момент аварии, но и от характера нагрузки. Потребление мощности одной группой потребителей, к которой относятся электроосветительные приборы и другие установки, имеющие чисто активную нагрузку, не зависит от частоты и при ее снижении остается постоянным. Потребление же другой группы потребителей — электродвигателей переменного тока — при уменьшении частоты снижается. Чем больше в энергосистеме доля нагрузки первой группы, тем больше понизится частота при возникновении одинакового дефицита, активной мощности. Нагрузка потребителей второй группы будет в некоторой степени сглаживать эффект снижения частоты, поскольку одновременно будет уменьшаться потребление мощности электродвигателями.

Уменьшение мощности, потребляемой нагрузкой при снижении частоты, или, как говорят, регулирующий эффект нагрузки, характеризуется коэффициентом kнагр, равным отношению

Коэффициент регулирующего эффекта нагрузки показывает, на сколько процентов уменьшается потребление нагрузкой активной мощности на каждый процент снижения частоты. Значение коэффициента регулирующего эффекта нагрузки должно определяться специальными испытаниями и принимается при расчетах равным 1,5—2,5.

Устройства АЧР должны устанавливаться там, где возможно возникновение значительного дефицита активной мощности во всей энергосистеме или в отдельных ее районах, а мощность потребителей, отключаемых при срабатывании устройств АЧР, должна быть достаточной для предотвращения снижения частоты, угрожающего нарушением работы механизмов собственного расхода электростанций, что может повлечь за собой лавину частоты. Устройства АЧР должны выполняться с таким расчетом, чтобы была полностью исключена возможность даже кратковременного снижения частоты ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не превышало 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц— 60 с.

При выполнении АЧР необходимо учитывать все реально возможные случаи аварийных отключений генерирующей мощности и разделения энергосистемы или энергообъединения на части, в которых может возникнуть дефицит активной мощности. Чем больший дефицит мощности может возникнуть, тем на большую мощность должно быть отключено потребителей. Для того чтобы суммарная мощность нагрузки потребителей, отключаемых действием АЧР, хотя бы примерно соответствовала дефициту активной мощности, возникшему при данной аварии, АЧР, как правило, выполняется многоступенчатой, в несколько очередей, отличающихся уставками по частоте срабатывания.

На рис. 8.1 приведены кривые, характеризующие процесс изменения частоты в энергосистеме при внезапном возникновении дефицита активной мощности. Если в энергосистеме отсутствует АЧР, то снижение частоты, вызванное дефицитом активной мощности, будет продолжаться до такого установившегося значения, при котором за счет регулирующего эффекта нагрузки и действия регуляторов частоты вращения турбин вновь восстановится баланс генерируемой и потребляемой мощностей при новом, сниженном значении частоты (кривая 1).

Иначе будет протекать процесс изменения частоты при наличии АЧР (кривая 11). Пусть, например, АЧР состоит из трех очередей с уставками срабатывания 48; 47,5 и 47 Гц. Когда частота снизится до 48 Гц (точка 1), сработают устройства АЧР 1-й очереди и отключат часть потребителей: дефицит активной мощности уменьшится, благодаря чему уменьшится и скорость снижения частоты. При частоте 47,5 Гц (точка 2) сработают устройства АЧР 2-й очереди и, отключая дополнительно часть потребителей, еще больше уменьшат дефицит активной мощности и скорость снижения частоты. При частоте 47 Гц (точка 3) сработают устройства АЧР 3-й очереди и отключат потребителей на мощность, которая достаточна не только для прекращения частоты, но и для ее восстановления от номинального или близкого к номинальному значения.

Устройства АЧР, используемые для ликвидации аварийного дефицита мощности в энергосистемах, подразделяются на три основные категории.

Первая категория автоматической частотной разгрузки—АЧР1—быстродействующая (1 = 0,1—0,3 с) с уставками срабатывания от 48,5 Гц до 46,5 Гц. Назначение очередей АЧР1—не допустить глубокого снижения частоты в первое время развития аварии. Уставки срабатывания отдельных очередей АЧР1 отличаются одна от другой на 0,1 Гц. Мощность, подключаемая к АЧР1, примерно равномерно распределяется между очередями.

Вторая категория автоматической частотной разгрузки — A4PII — предназначена для восстановления частоты до нормального значения, если она длительно остается пониженной, или, как говорят, “зависает” на уровне около 48 Гц. Вторая категория A4PII работает после отключения части потребителей от АЧР1, когда снижение частоты прекращается и она устанавливается на уровне 47,5—48,5 Гц.

Верхний уровень уставок по частоте устройств A4PII принимается в пределах 48,8—48,6 Гц на 0,2 Гц выше верхнего уровня уставок по частоте АЧР1. При этом диапазон уставок A4PII по частоте должен быть 0,3 Гц с интервалом по очередям 0,1 Гц. Весь объем разгрузки A4PII разделяется на три-четыре части (например, 40, 30 и 30 % общего объема).

Уставки по времени устройств A4PII устанавливаются возрастающими от A4PII с максимальными уставками по частоте к A4PII с минимальными уставками. Наиболее ответственные потребители при этом следует подключать к A4PII с минимальными уставками по частоте (максимальными уставками по времени). Выдержки времени A4PII отличаются друг от друга на 3 с и принимаются равными 5—90 с. Большие выдержки времени A4PII принимаются для того, чтобы за это время были мобилизованы резервы активной мощности, имеющиеся в энергосистеме: загружены все работающие агрегаты, пущены и загружены резервные гидроагрегаты. При этом наибольшие выдержки времени 70—90 с следует принимать в условиях возможной мобилизации мощности ГЭС.

В дефицитных энергосистемах, получающих мощность от соседних энергосистем, применяется также быстродействующая специальная очередь АЧР с устав-кой срабатывания 49 Гц. Эта очередь предназначена для предотвращения снижения частоты в ЕЭС СССР до верхних уставок АЧР11 в случаях, когда не удается реализовать оперативные ограничения потребителей, а также для разгрузки межсистемных связей при возникновении дефицита мощности в энергообъединении. Потребители, отключенные действием спецочереди АЧР, должны быть включены в работу не позже чем через 2 ч после их отключения.

Кроме двух категорий автоматической частотной разгрузки — АЧР1 и AЧPII— в эксплуатации применяется также так называемая дополнительная разгрузка. Такие устройства АЧР применяются для осуществления местной разгрузки при возникновении большого дефицита активной мощности в районе энергосистемы или на отдельной подстанции, когда суммарной мощности потребителей, подключенных к очередям АЧР1 и AЧPII, оказывается недостаточно для ликвидации возможного дефицита активной мощности в этом районе.

Действие устройств АЧР должно сочетаться с другими видами противоаварийной автоматики. Так, например, для того чтобы АЧР было эффективным, нагрузка потребителей, отключенных при аварийном снижении частоты, не должна подхватываться устройствами АПВ и АВР. Поэтому АПВ линии, отключенной действием АЧР, должно блокироваться (не следует путать с АПВ после АЧР, т. е. с особым видом автоматики, принципы выполнения и схемы которой рассмотрены ниже). Линии и трансформаторы, обеспечивающие резервное питание в схемах АВР, должны отключаться теми же очередями АЧР, что и основные питающие линии и трансформаторы.

3.2. АПВ после АЧР.

Для ускорения восстановления питания потребителей, отключенных при срабатывании АЧР, применяется специальный вид автоматики—АПВ после АЧР (или ЧАПВ). Устройство ЧАПВ срабатывает после восстановления частоты в энергосистеме и дает импульс на включение отключенных потребителей.

Действие ЧАПВ должно осуществляться при частоте 49,5—50 Гц. Начальная уставка по времени ЧАПВ принимается равной 10—20 с, конечная—в зависимости от конкретных условий. Минимальный интервал по времени между смежными очередями ЧАПВ в пределах энергосистемы или отдельного узла—5 с. Мощности нагрузки по очередям ЧАПВ обычно распределяются равномерно. Очередность подключения потребителей к ЧАПВ—обратная очередности АЧР, т. е. к последним очередям АЧР подключаются первые очереди ЧАПВ.

Доля нагрузки, подключаемой к ЧАПВ, в каждом конкретном случае должна определяться с учетом местных условии (возможности повторного снижения частоты в отделившихся на изолированную работу районах, перегрузки линий электропередачи, замедления восстановления параллельной работы действием АПВ с улавливанием синхронизма и т. д.).

3. 3. Схемы устройства АЧР и ЧАПВ.

На рис. 8.9,а приведена схема совмещенных АЧР1 и AЧPII. Действие АЧР осуществляется с помощью реле частоты KF1, промежуточного реле KL1 и выходного реле KL2. Устройство AЧPII выполняется с помощью реле частоты KF2 и реле времени КТ1. Сигнализация срабатывания АЧР1 и AЧPII выполняется с помощью указательных реле КН1 и КН2 соответственно. При выполнении АЧР только одного вида (АЧР1 или AЧPII) соответствующая часть реле исключается из схемы.

С целью экономии реле частоты во многих случаях для осуществления совмещенного АЧР используются специальные схемы, в которых предусматривается переключение уставки одного реле частоты. Одна из таких схем приведена на рис. 8.9,б. В схеме АЧР используется одно реле частоты KF типа РЧ-1, на измерительных элементах которого настроены уставки, соответствующие АЧР1 и AЧPII. В нормальном режиме до срабатывания KF замкнут контакт KL2.1 двухпозиционного реле типа РП8, чем обеспечивается готовность к действию обоих измерительных элементов реле, настроенных на уставки АЧР1 и AЧPII.

При снижении частоты до уставки AЧPII замкнется контакт KF.1 и реле KLI контактом KL1.1 подаст плюс на верхнюю обмотку реле KL2, которое, переключив свои контакты, выведет из действия измерительный элемент с уставкой AЧPII. Если частота понизится до уставки AЧPI, контакт KF.1 при этом не разомкнется или, разомкнувшись кратковременно, замкнется вновь, после чего с небольшим замедлением сработает промежуточное реле KL3 и контактом KL3.1 подаст импульс через указательное реле КН1 на выходное промежуточное реле KL5. На этом работа схемы закончится.

Рис. 8.9. Схемы АЧР1 и AЧPII:
а—с двумя реле частоты; б—с одним реле частоты с переключением уставки.

Если частота не снизится до уставки AЧPI, схема будет продолжать работать. Реле времени КТ1, сработав при замыкании контакта KL2.3, будет самоудерживаться через свой мгновенный замыкающий контакт КТ1.1. Спустя выдержку времени, установленную на проскальзывающем контакте КТ1.2, будет подан плюс на нижнюю обмотку реле KL2, и оно переключит свои контакты, вновь вводя в действие измерительный элемент с уставкой AЧPII. В течение всего времени, пока не замкнется проскальзывающий контакт КТ1.2, схема будет готова к действию на отключение без выдержки времени в случае снижения частоты до уставки АЧР1. После замыкания проскальзывающего контакта КТ1.2 и переключения контактов реле KL2 цепь отключения от АЧР1 будет выведена и в работе останется только AЧPII. После переключения KL2 сработают вновь KF (если частота в энергосистеме будет ниже уставки срабатывания AЧPII) и реле KL1 и запустится реле времени КТ2, которое, доработав, через указательное реле КН2 подаст плюс на выходное реле схемы KL5. Промежуточное реле KL4, обмотка которого включена параллельно обмотке КТ1, будет держать своим контактом KL4.1 разомкнутой цепь верхней обмотки реле KL2, предотвращая его повторное срабатывание.

Возврат схемы в исходное положение осуществляется после срабатывания выходного реле KL5, которое разомкнет контакт KL5.1 в цепи обмоток реле КТ1 и KL4. В случае если схема не подействует на отключение вследствие восстановления частоты в энергосистеме выше уетавки AЧPII и возврата реле KF, возврат схемы будет осуществлен шунтированием обмотки КТ1 по цепи: упорный контакт КТ1. 3— размыкающий контакт KL1.3— размыкающий контакт KL2.4. Выдержка времени AЧPII в рассматриваемой схеме определяется суммой выдержек времени, установленных на КТ2 и на проскальзывающем контакте КТ1.2.

Рис. 8.10. Схема АЧР с ЧАПВ

На рис. 8.10 приведена схема одной очереди АЧР с ЧАПВ. В этой схеме используется одно реле частоты, уставка срабатывания которого автоматически переключается. При снижении частоты до уставки срабатывания соответствующей очереди АЧР сработает реле частоты KF и запустит реле времени КТ1. После того как замкнется контакт реле времени КТ1.1, сработают промежуточные реле KL1 и KL2 и отключат группу потребителей. Одновременно замыкающий контакт KL1.2 введет в работу измерительный элемент реле частоты типа Р4-1 с уставкой, соответствующей уставке ЧАПВ. Теперь после ввода в работу указанного измерительного элемента контакт реле частоты разомкнется лишь после того, как частота в энергосистеме восстановится до значения новой уставки, равной 49,5—50 Гц. Реле KL1 при срабатывании замыкает также своим контактом KL1.2 цепь обмотки промежуточного реле KL3, которые срабатывает и самоудерживается.

После восстановления частоты в энергосистеме реле KF и КТ1 разомкнут свои контакты. При этом реле KL1 возвратится и замкнет контакт KL1.3 в цепи обмотки реле времени КТ2. Поскольку контакт KL3.2 уже замкнут, реле КТ2 начинает работать и, спустя выдержку времени, установленную на проскальзывающем контакте КТ2.2, замкнет цепь обмотки промежуточного реле KL4. Последнее, сработав, самоудерживается через свой замыкающий контакт KL4.1 и подает импульсы на включение выключателей потребителей, отключавшихся действием АЧР. Возврат схемы осуществляется после замыкания упорного контакта реле времени КТ2.3, выдержка времени на котором отличается от выдержки времени на проскальзывающем контакте КТ2.2 примерно на 1 с. После замыкания упорного контакта KT2.S реле KL3 возвратится и разомкнет контактом KL3.2 цепь обмотки реле времени КТ2. Указательные реле КН1 и КН2, установленные в рассматриваемой схеме, предназначены для сигнализации срабатывания АЧР и ЧАПВ. С помощью накладки SX1 рассматриваемая автоматика может быть выведена из действия полностью, а с помощью накладки SX2 — только ЧАПВ.

.По схемам, приведенным на рис. 8.9,б и 8.10, может быть выполнена также схема совмещенного АЧР с ЧАПВ. При этом на реле частоты должны быть выполнены три уставки по частоте, соответствующие АЧР1, AЧPII и ЧАПВ. На линиях, оснащенных устройствами электрического АПВ, последние могут быть использованы для осуществления ЧАПВ, при этом пуск АПВ должен осуществляться после восстановления частоты, соответствующей уставке ЧАПВ.

[Разделы] [Оглавление раздела] [Главная страница СПЭТ] [Назад] [Дальше]


Устройство автоматического повторного включения (АПВ) | ENARGYS.RU

Аббревиатура АПВ расшифровывается как автоматическое повторное включение.

АПВ предназначено для восстановления нормальной схемы питания линии и потребителей, при помощи включения выключателя, отключенного в результате кратковременной неисправности в линии или электрооборудовании.

Успешное срабатывание АПВ достигается за счет того, что большинство неисправностей в линиях являются неустойчивыми, а потому самоустраняются, это может быть схлест проводов в ветренную погоду, посадка напряжения во время грозы и т. д.

Классификация АПВ

Автоматическое повторное включение АПВ классифицируется по пяти основополагающим признакам – это:

  1. По защищаемому оборудованию, АПВ: линий электропередач, АПВ электродвигателей 6 кВ, АПВ трансформаторов, АПВ шин.
  2. Однофазное АПВ (ОАПВ) или трехфазное (ТАПВ), зависит от количества включаемых в работу фаз.
  3. Количество срабатываний АПВ – однократное или многократное действие.
  4. По способу, применяемому для синхронизации:
    1. без проверки синхронизации в этом случае нарушение синхронизма исключается,
    2. когда допустимо появление не синхронизма АПВ,
    3. без проверки синхронизма, когда существуют быстродействующие выключатели и в наличии релейная защита,
    4. АПВ с ожиданием синхронизма АПВОС,
    5. АПВ с улавливанием синхронизма,
    6. АПВ совмещенное с синхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов.
  5. В зависимости от воздействия на привод выключателя, механическое АПВ оказывающее непосредственное воздействие.

Основные требования к АПВ

  1. АПВ должно работать соответственно установленной выдержке времени, после срабатывания должно возвращаться в состояние готовности к новому срабатыванию.
  2. Продолжительность импульса, идущего на включение должна гарантировать надежное включение оборудования.
  3. АПВ не должно включаться при оперативных переключениях, при любой оперативной команде, в том числе и при сигнале по телеуправлению.
  4. При устойчивом к. з. на линии или любом другом участке схеме необходимо исключить многократное срабатывание АПВ.
  5. Схемы устройств АПВ должны иметь блокировку от других устройств противо-аварийной автоматики и релейных защит таких как частотная разгрузка и защиты трансформаторов от внутренних повреждений.
  6. В устройстве АПВ должна быть предусмотрена последующая настройка ускоренного действия защиты до или после АПВ.

Рис № 1. Схема ускоренного действия защиты 1. После АПВ, 2. до АПВ. Работа схемы осуществляется за счет действия промежуточного реле ускорения KL2.1 типа РП-252

Рис №2. Схема АПВ трансформатора применяемая для высоковольтного выключателя нагрузки, оборудованного приводом электромагнитного действия со стороны 6/10 кВ работающего на переменном оперативном токе. а – принципиальная схема устройства автоматического повторного включения, б – схема элементов цепей включения

Двухпозиционное реле фиксации 12РП является блокировкой от многократного действия, выходное реле 11РП относится к цепи включения АПВ и служит для разделения цепей переменного и выпрямленного токов, а также предназначено для включения контактора привода выключателя.

Электромагнит включения запитан от выпрямительного устройства, контакты реле 11РП включаются попарно последовательно и параллельно, с целью повышения значения разрывной мощности так, как в цепи обмотки контактора присутствует большая индуктивность при значении напряжения 300В.

Устройства автоматического повторного включения

Устройства АПВ ARA могут применяться для автоматовiC60 с полюсами от 1 до 4, а также для двух и четырех полюсных дифференциальных выключателей нагрузки iID.

Устройство АПВ обладает функциями:

  1. дистанционного повторного включения,
  2. дистанционного запрета АПВ,
  3. дистанционного управления принудительным повторным включением,
  4. местным управлением при помощи ручного ключа управления,
  5. навесной блокировкой с целью обеспечения безопасности цепи,
  6. 4 рабочих программы.

Это устройство АПВ может применяться в сочетании со вспомогательными устройствами отключения и сигнализации. Вспомогательное устройство может осуществить отключение выключателя внешней электрической командой. Устройство сигнализации демонстрирует состояние автоматического выключателя. При использовании вспомогательного устройства-адаптера iMDU, возможно применение мотор-редуктора RCA с различными напряжениями управления.

Рис №3. Устройство АПВ ARA с указанием блокировок, переключателей, регулировок, клемников и так далее

Необходимо помнить, что существует опасность поражения электротоком, может возникнуть электрическая дуга или взрыв. Нельзя совмещать 4-полюсное автоматическое устройство повторного включения с автоматами 1- или 2- полюсного исполнения. Второй по порядку из смонтированных в ряд выключателей может быть приведен в рабочее действие рукояткой автоматического устройства повторного включения ARA.

Невыполнение этого требования чревато получением травм вплоть до летального исхода.

Недопускается комбинирование автоматического устройства повторного включения ARA2-полюсного исполнения с автоматическим выключателем iC603- или 4- полюсного исполнения.

Невыполнение этого требования может привести к повреждению оборудования.

В трехфазных системах необходимо использовать одну и туже фазу для подключения питания и входов Y1 и Y2, невыполнение этого требования влечет опасность нарушения функционирования и приводит к повреждению оборудования.

АПВ и АВР | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET

Рисунок 3 – Схема устройства AПВ электродвигателей напряжением выше 1 кВ

Индивидуальное АПВ электродвигателей может выполняться с применением реле РПВ-358 и дополнительного реле, контролирующего наличие напряжения на шинах питания. Включающие воздействия в схемах УАПВ электродвигателей подаются через контакты ключей управления, замкнутые в положении «Включено», чтобы исключить возможность запуска электродвигателей, отключенных персоналом до момента снижения напряжения.

Па рисунке 4 показана схема УАВР, выполненная применительно к установке с тремя электродвигателями, подключаемыми к источникам питания выключателями с пружинно-грузовым приводом.

Схема управления каждого из трех электродвигателей выполняется в соответствии с рисунке 4,б. В этой схеме натяжение пружин привода осуществляется только перед включением выключателя При этом исключаются длительное пребывание пружин в заведенном состоянии и возможность самопроизвольного включения выключателя Любой из трех электродвигателей может быть рабочим или резервным Это устанавливается избирательным ключом управления SA1, положения которого на рисунке 4,б обозначены Р (резерв), М (местное управление и Д (дистанционное управление) Ключ SA2 служит для дистанционного управления пуском и остановом электродвигателя, а кнопочные выключатели SB1 и SB2 —для местного управления Реле КСС осуществляет пуск электродвигателя при действии устройства АВР Рабочий электродвигатель должен иметь дистанционное и местное управления, а резервный—пуск только от устройства АВР и дистанционное и местное управления остановом Для достижения этого в схеме рабочего электродвигателя ключ SA1 находится в положении Д, а ключ SA2 — в нейтральном положении (после включения) При этом замкнуты контакты SA1 2, SA1. 4 и SA2.3 В схеме резервною электродвигателя ключ SA1 находится в положении Р, а ключ SA2 — в нейтральном положении (после отключения) Замкнутыми оказываются контакты SA1.3 и SA1.4. Как в той, так и в другой схеме (рисунок 4,6) все реле не возбуждены.

В общих цепях УАВР (рисунок 4, а) возбуждено реле KB запрета автоматики, обеспечивающее однократность действия УАВР. Его контактом KB подготавливается цепь обмотки реле включения резерва КСС. При аварийном отключении рабочего электродвигателя в цепях его управления замыкается цепь несоответствия, образованная контактом SA2.3 ключа SA2 и вспомогательным контактом выключателя Q1.5 в цепи обмотки реле KQT1. Реле срабатывает и контактом KQT1.1 размыкает цепь автоматическою пуска электродвигателя, а контактом KQT1.2 замыкает цепь аварийной сигнализации. В общих цепях схемы УАВР реле контактом KQT1.3 размыкает цепь обмотки реле блокировки KB и контактом KQT1.4 замыкает цепь обмотки реле включения резерва КСС. Реле срабатывает и замыкает контакты КСС в цепях управления всех электродвигателей.

Рисунок 4 – Схема устройства АВР электродвигателей

Однако при этом замкнутой оказывается только цепь обмотки реле KL1 в схеме резервного электродвигателя (контакт SA1.3 ключа SA1 и контакты реле КСС1 и KQT1.1), которое после срабатывания самоудерживается контактом KL1.1 и подает (контактом KL1.2) напряжение на электродвигатель М, заводящий пружины привода. По окончании завода пружин конечный выключатель Q1.4 отключает электродвигатель М, вспомогательный контакт готовности привода Q1.6 замыкает цепь электромагнита включения YAC и выключатель резервного электродвигателя включается. При этом самоудержнвание реле KL1 прекращается( размыкается контакт QI.1). Промежуточное реле KL2 действует в случае дистанционного отключения электродвигателя.

Все электродвигатели имеют защиту от перегрузки, выполненную на переменном оперативном токе (реле тока с зависимой характеристикой, контакт КТ которого и указательное реле КН показаны на рис. 15 4, б) Защиты от коротких замыкании и от понижения напряжения выполняются с помощью реле прямого действия, встроенных в приводы выключателей (на рисунке 4 не показаны).

Электрическое АПВ однократного действия

ЛЕКЦИЯ №3

Электрические АПВ однократного действия с автоматическим возвратом получили наиболее широкое распространение. Рассмотрим выполнение АПВ с помощью комплектного устройства РПВ-58.

Принципиальная схема АПВ для линии с масляным выключателœем приведена на рис. 8. В комплектное устройство РПВ-58 входят: релœе времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости релœе; промежуточное релœе KL1 с двумя обмотками – параллельной и последовательной; конденсатор С (20 мкФ), обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 (1,1 МОм) и разрядный резистор R3 (510 Ом).

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателœем производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. По этой причине после операции включения ключ управления остается в положении Включено (В2), а после операции отключения – в положении Отключено (О2). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении Включено, к конденсатору С плюс оперативного тока подводится через контакты ключа, а минус – через зарядный резистор R2. При этом конденсатор заряжен, и схема АПВ находится в состоянии готовности.

При включенном выключателœе релœе положения Отключено (KQT), осуществляющее контроль исправности цепей включения, током не обтекается и контакт его в цепи пуска схемы АПВ разомкнут. Пуск схемы АПВ происходит при отключении выключателя релœейной защитой в результате возникновения несоответствия между положением ключа управления, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1/3 на схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя SQ.1 переключился и замкнул цепь обмотки релœе KQT, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ, сработав, подало контактом KQT. 1 минус на обмотку релœе времени КТ.

При срабатывании релœе времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ.1 и вводится в цепь обмотки релœе дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке релœе, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длительном прохождении тока.

По истечении установленной выдержки времени релœе КТ подключает замыкающим контактом КТ.2 параллельную обмотку релœе KL1 к конденсатору С. Релœе KL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КМ, подает команду на включение выключателя. Благодаря использованию у релœе KL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого релœе обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQ. 1 и возвращаются в исходное положение релœе KQT, KL1 и КТ.

В случае если повреждение на ЛЭП было неустойчивым, она останется в работе. После размыкания контакта релœе времени КТ.2 конденсатор С начнёт заряжаться через зарядный резистор R2, сопротивление которого выбирается таким, чтобы время заряда конденсатора С составляло 20-25 с. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, спустя указанное время схема АПВ будет подготовлена к новому действию.

В случае устойчивого повреждения на ЛЭП, включившийся под действием схемы АПВ выключатель, вновь отключится РЗ и вновь сработают релœе KQT и КТ. Релœе KL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С, разряженный при первом действии АПВ, ещё не успеет зарядится. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, рассмотренная схема обеспечивает однократное действие при устойчивом КЗ на ЛЭП.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия не возникает и схема АПВ не действует, так как одновременно с подачей команды на отключение выключателя контактами ключа 6–8 размыкаются его контакты 1–3, чем снимается плюс оперативного тока со схемы АПВ. По этой причине сработает только релœе KQT, а релœе КТ и KL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1–3 SA замыкаются контакты 2–4 и конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность схемы АПВ к действию наступает после заряда конденсатора через 20–25 с. В случае отключения ЛЭП РЗ, когда действия АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контактов релœе KL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное релœе KBS, имеющее две обмотки – рабочую последовательную и параллельную удерживающую. Релœе KBS срабатывает при прохождении тока по катушке отключения выключателя и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. Цепь обмотки КМ при этом размыкается контактом KBS. 1, благодаря чему предотвращается включение выключателя.

Проверка времени ввода АПВ и УРОВ ячеек 6-35 кВ

АПВ и УРОВ – важнейшие функции автоматики, требующие особого внимания при проверке устройств РЗА. АПВ обеспечивает автоматическое повторное включение выключателя после его успешного отключения, а УРОВ, напротив, являясь устройством резервирования при отказе выключателя, обеспечивает отключение при срабатывании защит и неотключении выключателя [1, 2].

Прежде чем перейти к описанию проверок рассмотрим подробнее логику работы данных функций.

АПВ вводится в работу в том случае, если произошло срабатывание защит и последующее отключение выключателя. Для того чтобы эта функция была готова к работе, до аварийного режима должен выдаваться рабочий режим длительностью, равной, так называемому, времени готовности АПВ. Последовательное выполнение этих трёх условий (время готовности, срабатывание защит, отключение выключателя) является обязательным для запуска АПВ. В связи с этим для проверки данной функции требуется как минимум 3 режима с различными настройками сигналов в каждом: доаварийный режим с длительностью, соответствующей времени готовности АПВ, аварийный режим и режим, имитирующий отключение выключателя, при котором токи и напряжения равны нулю. Следует отметить, что в данном случае речь идет о проверке только одного цикла АПВ, однако эта функция может иметь несколько циклов, и тогда количество режимов пропорционально увеличивается (рис. 1).

Условием ввода второго цикла АПВ является неуспешный ввод первого цикла. Данное условие выполняется при выдаче рабочего режима по времени, меньшем времени готовности первого цикла АПВ и последующего аварийного режима.

Принципиальная схема снятия ВАХ выглядит следующим образом (рис. 1):

Рис. 1. а) Проверка АПВ, один цикл

Рис. 1. б) Проверка АПВ, два цикла

Для ввода в работу УРОВ требуется два условия: срабатывание защит и неотключение выключателя, состояние которого терминал отслеживает по состоянию сигналов на входах РПО (реле положение «Отключено») и РПВ (реле положение «Включено»). Для воспроизведения данных условий потребуется от одного до двух интервалов с аварийными режимами, в зависимости от применяемой программы проверки (рис. 2).

Рис. 2. Проверка УРОВ

Проверку АПВ и УРОВ с помощью комплексов РЕТОМ-51/61/71 можно провести, используя различные программы стандартного ПО: «Секундомер-регистратор», «Сумма гармоник», «Генератор последовательностей». Рассмотрим каждую программу по-отдельности.

«Секундомер-регистратор»

В данной программе предусмотрена возможность настройки всего трех интервалов (двух основных и одного дополнительного), при этом она быстро и легко позволяет проверить один цикл АПВ.

При необходимости имитации успешного или неуспешного ввода АПВ и проверки двух или более циклов рекомендуется использовать программы «Сумма гармоник» или «Генератор последовательностей».

Для проверки времени ввода АПВ сначала собирается схема, представленная на рис. 3.

Рис. 3. – Схема проверки циклов АПВ

Затем в программе необходимо выбрать режим измерения «Разновременности срабатывания контактов». Таким образом, в проверке будут задействованы два контакта: первый фиксирует срабатывание защит (подключается к выходу терминала «Отключить»), а второй – ввод АПВ (подключается к выходу «Включить»).

При задании параметров Режима 1, имитирующего рабочий (доаварийный) режим, значения токов и напряжений должны быть такими, чтобы ни одна защита не сработала во время его выдачи, а длительность доаварийного режима должна быть чуть больше времени готовности АПВ.

Параметры Режима 2 должны соответствовать аварийным, т.е. одна из защит, от которой вводится АПВ, должна сработать во время выдачи этого интервала, при этом длительность Режима 2 должна превышать время срабатывания защиты.

В Режиме 3, который называется «Дополнительное время регистрации» и имитирует режим отключения, значения токов и напряжений равны нулю (ставится галочка в соответствующем окне, рис. 4), и его длительность должна быть больше времени ввода АПВ.

Рис. 4. Настройка программы Секундомер-регистратор при проверке АПВ

Важным моментом при проверке АПВ является необходимость подачи на терминал сигналов РПО и РПВ, без которых автоматика не сработает. При проверке терминала на учебном стенде необходимо использовать двухпозиционное реле, которое, как правило, входит в его состав и выполняет функции РПО и РПВ. При проверке отдельно стоящего терминала или ячейки, находящейся в эксплуатации, для имитации сигналов РПО и РПВ используются выходные контакты РЕТОМ-51/61/71. Для настройки работы выходных контактов необходимо воспользоваться меню из основного окна программы. Первый выходной контакт настраивается по алгоритму РПО, а второй – по РПВ. Оба эти контакта подключаются к соответствующим входам терминала, при своем замыкании подавая оперативное напряжение.

Рис. 5. Окно настройки выходных контактов

Далее рассмотрим алгоритм работы выходных контактов РЕТОМ-51/61/71, Их настройка представлена на рис. 5. Изначально в Режиме 1 контакт РПВ замкнут, а РПО разомкнут. Затем в Режиме 2 при срабатывании защиты они переключаются (РПО замкнут, РПВ разомкнут) и находятся в таком же состоянии в «Дополнительное время регистрации», где фиксируется ввод АПВ. Время между срабатыванием первого и второго контактов РЕТОМ-51/61/71 является временем ввода АПВ (рис. 4). Осциллограмма с выдаваемыми сигналами и работой контактов представлена на рис. 6.

Рис. 6. Осциллограмма процесса проверки АПВ

Перейдем к проверке УРОВ. Схема подключения прибора к терминалу схожа со схемой при проверке АПВ, единственное отличие состоит в том, что второй контакт РЕТОМ-51/61/71 подключается к выходу терминала «УРОВ» (рис. 7).

Рис. 7. Схема проверки УРОВ

В данном случае доаварийный режим не влияет на логику проверки, поэтому его длительность может быть любой или его можно не использовать. Аварийный режим может повторять настройки аналогичного режима при проверке АПВ, а вот настройки режима «Дополнительное время регистрации» и работа выходных контактов РЕТОМ-51/61/71 отличаются (рис. 8).

Рис. 8. Настройка программы Секундомер-регистратор при проверке УРОВ

В режиме «Дополнительное время регистрации» имитируется отказ выключателя, т.е. аварийные токи продолжают выдаваться на этом интервале, соответственно сигналы РПО и РПВ не меняют своего состояния во время всей проверки (РПВ замкнут, РПО разомкнут). Длительность Режима 3 должна быть больше времени ввода УРОВ. Время ввода УРОВ определяется разницей между срабатываниями двух контактов терминала – «Отключить» и «УРОВ». На рис. 9 представлена осциллограмма сигналов, полученная при проверке данной функции.

Рис. 9. Осциллограмма процесса проверки УРОВ

«Сумма гармоник»

Данная программа ориентирована на создание сигналов сложной формы. В своем арсенале она имеет возможность настройки пяти независимых друг от друга интервалов (первого – доаварийного, и четырех последующих – аварийных), что более чем достаточно для проверки АПВ и УРОВ.

Для проверки одного цикла АПВ в программе используются 3 интервала: доаварийный и два аварийных. Сначала необходимо настроить первый интервал аналогично Режиму 1 в программе «Секундомер-регистратор». Затем настраиваются аварийные интервалы по времени и очередности выдачи, а также переход с первого аварийного интервала на второй по контакту, фиксирующему срабатывание защиты (рис. 10).

Рис. 10. Окно настройки длительности интервалов в программе Сумма гармоник

После этого необходимо перейти в меню настройки аварийных интервалов (рис. 11), и на первом интервале запрограммировать аварийный процесс так же, как и в «Секундомере-регистраторе», а на втором – сымитировать отключение выключателя, при котором токи равны нулю. Настройки длительности интервалов, а также работы выходных реле аналогичны соответствующим настройкам в программе «Секундомер-регистратор».

Рис. 11. Окна настройки сигналов в программе Сумма гармоник

При проверке УРОВ, в отличие от программы «Секундомер-регистратор», где требуется минимум два интервала для создания условий работы УРОВ, можно обойтись одним аварийным интервалом (рис. 12). В нем можно реализовать сразу два условия работы УРОВ, соответственно и длительность этого интервала будет больше суммарного времени аварии и времени ввода УРОВ.

Рис. 12. Окно настройки длительности интервалов в программе «Сумма гармоник» при проверке УРОВ

Рис. 13. Окно настройки сигналов для проверки УРОВ

Для получения времени ввода АПВ и УРОВ пользователю необходимо провести анализ полученных осциллограмм, в которых с помощью временных меток фиксируется срабатывание выходных контактов терминала. Следует отметить, что осциллограммы, полученные при проверке данных функции аналогичны осциллограммам, полученным с помощью программы «Секундомер-регистратор» (рис. 6, 9).

«Генератор последовательностей»

Данная программа была создана специально для проверки различной логики устройств РЗА на любой элементной базе, и она как нельзя лучше подойдет для воспроизведения логических последовательностей при проверке АПВ и УРОВ за счет возможностей в настройке режимов и программировании выходных реле. Интервалы и режимы, воспроизводимые с ее помощью, аналогичны по своему принципу с настройками, описанными в предыдущих программах. Главное отличие «Генератора последовательностей» – это гибкость настроек и внешний вид. Кроме того, по сравнению с программой «Сумма гармоник», в данной программе предусмотрена возможность временной оценки полученных результатов. Иными словами, как и в программе «Секунодмер-регистратор», с ее помощью можно получить готовый результат времен ввода АПВ и УРОВ. Более подробно с данной программой можно ознакомиться в статье «Больше возможностей – без дополнительных затрат. Программа «Генератор последовательностей» [3].

Проверка АПВ и УРОВ с помощью программы «Генератор последовательностей» довольно проста: необходимо задать количество интервалов, переходов между ними и настроить их соответствующим образом, не забывая про настройку выходных контактов для воздействия на терминал (РПО и РПВ). Настройка режимов происходит в основном окне программы «Генератор последовательностей», где сразу отображаются осциллограммы расчетных сигналов (это предварительный режим). После проведения проверки пользователь получает реальную картину сигналов.

Ниже приведены окна программы «Генератор последовательностей» при проверке АПВ и УРОВ.

Рис. 14. а) Настройка программы «Генератор последовательностей» для проверки АПВ, 1 цикл

Рис. 14. а) Настройка программы «Генератор последовательностей» для проверки АПВ, 2 цикла

Рис. 15. Настройка программы «Генератор последовательностей» для проверки УРОВ

Как было сказано выше, программа позволяет проводить временную оценку полученных результатов сработавших контактов терминала (рис. 16, 17).

Рис. 16. а) Результаты проверки одного цикла АПВ

Рис. 16. б) Результаты проверки двух циклов АПВ

Рис. 17. Результаты проверки УРОВ

Таким образом, программа «Генератор последовательностей» максимально удобна для проверки АПВ с двумя и более циклами включения, поскольку позволяет задавать большое количество интервалов с различными настройками.

В заключение отметим, что для проверки функций АПВ и УРОВ пользователь может применять любую из рассмотренных программ, в зависимости от своего уровня подготовки и поставленных перед ним задач. Все программы входят в комплект поставки комплексов РЕТОМ-51/61/71, а также доступны на нашем сайте в разделе http://dynamics.com.ru/support.

Список используемой литературы:

  1. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. Учеб. пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с: ил. – ISBN 5-283-010031-7.
  2. Чернобровов Н.В. Релейная защита 5-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1974. – 680 с.
  3. Александров Н. М. Больше возможностей без дополнительных затрат. Программа «Генератор последовательностей» // Релейная защита и автоматизация. – 2016. – №3(24) – с. 66
  4. Руководство пользователя «КОМПЛЕКС ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ РЕТОМ™- 61» RU.БРГА.61000-02 90

Медяков Е.А.
НПП «Динамика»
г. Чебоксары
Октябрь 2018

Устройство АПВ-2

Устройство автоматического повторного включения АПВ-2 (блок АПВ) предназначено для одно- или двукратного повторного включения высоковольтного выключателя в схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики. Имеет раздельные регулировки выдержки времени первого и второго АПВ, светодиодную индикацию срабатывания и наличия оперативного питания.

Позволяет без существенных затрат организовать или добавить в существующую схему релейной защиты функцию АПВ при модернизации присоединения. Имеет небольшие габариты и вес (как у РТ-40, РС-40), удобно монтируется на панели РЗА.

При установленной перемычке между клеммами 9, 10 устройства работают, как однократные АПВ, без перемычки — как двукратные АПВ. Вид климатического исполнения — УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150.

Технические характеристики устройства АПВ-2

Устройство рассчитано для работы при температуре окружающей среды от-40 °С до +50 °С.

Питание устройства осуществляется от сети постоянного или переменного тока напряжением 220 В. Под заказ возможно изготовление на другой номинал питания.

Удовлетворяет требованиям ГОСТ 3698-32.

Время подготовки АПВ — 70…90 с.

Выдержка времени первого крата регулируется от 0,5 до 8 с, с шагом в 0,1 с.

Отсчет выдержки времени второго включения начинается после выполнения первого включения.

Если в течение (4-5) с после первого включения АПВ высоковольтный выключатель не был снова отключен, устройство автоматически сбрасывает сигнал ГОТОВ.

АПВ и начинает с нуля новый отсчет готовности.

Выдержка времени второго крата регулируется от 5 до 80 с, с шагом 5 с.

Время удержания выходного контакта устройства в замкнутом состоянии находится в пределах:

  • (0,2-0,4) с — для режима двукратного АПВ;
  • (0,4-0,6) с — для режима однократного АПВ.

Потребляемая мощность устройства АПВ-2 при оперативном напряжении питания, равном 220 В — не более 2,5 ВА.

Выходные цепи устройства способны коммутировать электрическую нагрузку при токе до ЗА и напряжении от 24 до 250 В мощностью:

  • 60 Вт в цепи постоянного тока с постоянной времени не более 0,005 с;
  • 700 ВА в цепи переменного тока с коэффициентом мощности не менее 0,5.

Габаритные размеры устройства АПВ-2, мм: 70x140x136

Масса, кг, не более: 1.

Габаритные размеры устройства АПВ-2 приведены на рисунке 1, схема подключения — на рисунке 2.

Рисунок 1 — Габаритные и установочные размеры устройства АПВ-2

Рисунок 2 — Схема подключения устройства АПВ-2

Методические указания к выполнению лабораторных работ, страница 4

3. 4.4.Автоматическое повторное включение линии электропередачи

Цель работы – изучить логику действия устройства автоматического повторного включения (АПВ) линии электропередачи.

Основные теоретические положения

АПВ является одним из традиционных видов автоматики аварийных режимов. АПВ широко применяется, прежде всего, на воздушных линиях электропередач, т.к. короткие замыкания на таких линиях носят преходящий характер и после автоматического включения удаётся восстановить передачу мощности по линии.

При возникновении КЗ на линии она отключается релейной защитой, после этого запускается устройство АПВ и подаёт команду на включение высоковольтного выключателя. Если к моменту включения КЗ самоустранится, то будет восстановлена работа линии и в этом случае считается, что АПВ оказалось успешным. Если же КЗ не устранилось, а оказалось устойчивым, то вторично сработает релейная защита и действие АПВ считается не успешным.

Описание лабораторной установки

Принципиальная электрическая схема показана на рис. 3.4.7.

На схеме обозначено: С – система, Т – силовой трансформатор, Q – высоковольтный выключатель; ТА – трансформатор тока; Л – линия электропередачи; SВ1, SВ2, SВ3 – кнопки включения и отключения; КМ – контактор, КА – реле тока, КТ – реле времени; КL1 и КL2 – промежуточные реле; HLG – зелёная сигнальная лампа; HLR – красная сигнальная лампа.

Схема лабораторной установки приведена на рис. 3.4.8.

В этой схеме блок А4 содержит контактор КМ; блок А5 – трансформатор тока ТА; блок А2 – модель линии Л; блок А10 – реле тока КА; блок А11 – реле времени КТ; блоки А12, А17 – промежуточные реле КL1, КL2.

При КЗ срабатывает реле КА, размыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМ, главная цепь размыкается, разрывая ток КЗ, происходит запуск устройства АПВ от контакта КА в цепи реле времени КТ. Спустя заданную выдержку времени контакт КТ замыкается и подаёт ток в катушку КL1, замыкается контакт КL1 и через ещё замкнутый контакт КL2 включает контактор КМ, осуществляя тем самым функцию АПВ. После этого размыкается контакт КL2, но контактор КМ остаётся включённым. Цикл АПВ завершён. АПВ будет успешным, если в интервале выдержки времени реле КТ КЗ самоустранится, если нет, то АПВ будет неуспешным и релейная защита отключит КЗ второй раз. Повторного включения контактора КМ не будет, т. к. моделируется АПВ однократного действия.

Рис. 3.4.7. Принципиальная электрическая схема

Порядок проведения работы

1. Собрать схему по рис. 3.4.8. Изучить логику взаимодействия релейной защиты и устройства АПВ. Понять отличие успешного АПВ от неуспешного.

2. Показать схему преподавателю (лаборанту) и включить установку пол напряжение.

Рис. 3.4.8. Схема лабораторной установки

3. Провести опыт успешного АПВ. Для этого настроить реле КТ на время 5 с, затем устроить КЗ на линии. После срабатывания релейной защиты отключить КЗ и наблюдать действие АПВ.

4. Провести опыт неуспешного АПВ. Для этого устроить КЗ на линии. Сработает релейная защита, запустится устройство АПВ, будет включён контактор КМ на короткое замыкание, вторично сработает релейная защита.

Результаты эксперимента свести в табл. 3.4.4.

Т а б л и ц а   3.4.4  

Результаты экспериментов

Вид опыта

Цикл АПВ (порядок действия релейной защиты и устройства АПВ)

Успешное АПВ

Неуспешное АПВ

Содержание отчёта

— название и цель работы;

— принципиальная электрическая схема;

— описание циклов успешного и неуспешного однократного АПВ;

— выводы по работе.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПОРТОВЫЙ КЛАПАН (APV) ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ (13B-MSP (ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ))

ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПОРТОВОГО КЛАПАНА (APV) (13B-MSP (HIGH POWER))

BHE011301005W16

Проверка сопротивления

1. Снимите двигатель APV. (См. СНЯТИЕ / УСТАНОВКА СИСТЕМЫ ВПУСКА ВОЗДУХА.)

2. Измерьте сопротивление между клеммами двигателя APV с помощью омметра.

• Если не соответствует требованиям, замените двигатель APV.(См. СНЯТИЕ / УСТАНОВКА СИСТЕМЫ ВПУСКА ВОЗДУХА.)
• Если как указано, выполните «Проверка обрыва / короткого замыкания».
Сопротивление двигателя APV
8-50 Ом

Проверка работы
Осторожность
• Подача напряжения на клеммы двигателя APV более 3 с может привести к повреждению двигателя APV.

1. Отсоедините отрицательный провод аккумуляторной батареи.

2. Снимите двигатель APV.

3. Подайте 12 В с током 0,9–1,9 A на клемму B или D и убедитесь, что шестерня движется.

• Если неисправности нет, выполните «Проверка обрыва / короткого замыкания».
• В случае неисправности замените двигатель APV. (См. СНЯТИЕ / УСТАНОВКА СИСТЕМЫ ВПУСКА ВОЗДУХА.)

Терминал

Направление вращения шестерни

B

D

B +

GND

По часовой стрелке

GND

B +

Против часовой стрелки

Обрыв цепи / проверка на короткое замыкание

1.Осмотрите следующие жгуты проводов на предмет обрыва или короткого замыкания. (Проверка непрерывности)

Разомкнутая цепь
• Если нет непрерывности, цепь разомкнута. Отремонтируйте или замените жгут проводов.
— Клемма B двигателя APV и клемма 3J PCM
— Клемма D двигателя APV и клемма 3G PCM

Короткое замыкание
• Если есть непрерывность, значит, в цепи короткое замыкание. Отремонтируйте или замените жгут проводов.
— Клемма B двигателя APV и источник питания
— Клемма B двигателя APV и GND кузова
— Клемма D двигателя APV и источник питания
— Клемма D двигателя APV и GND кузова

A.P. V. GLENDALE UNIFIED SCHOOL DIST., № 17-55751 (9-й округ 2019) :: Justia

A.P. V. GLENDALE UNIFIED SCHOOL DIST., № 17-55751 (9-й округ 2019) :: Justia Justia › Закон США › Прецедентное право › Федеральные суды › Апелляционные суды › Девятый круг › 2019 г. › А.P. V. GLENDALE ОБЪЕДИНЕННАЯ ШКОЛА DIST. Получайте бесплатные ежедневные сводки новых заключений Апелляционного суда США девятого округа. Подписывайся Скачать PDF НЕ ДЛЯ ПУБЛИКАЦИИ АПЕЛЛЯЦИОННЫЙ СУД СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ, ПОДАННЫЙ 31 МАЯ 2019 ГОДА МОЛЛИ К. УЙЕР, КЛЕРК ДЕВЯТОГО КОНТУРА A.P., несовершеннолетний, через своего опекуна ad litem, С.П., истец-апеллянт, против № АПЕЛЛЯЦИОННЫЙ СУД США 17-55751 округ Колумбия № 2: 16-cv-01404-GW-FFM MEMORANDUM * GLENDALE UNIFIED SCHOOL DISTRICT; DOES, 1–10 включительно, ответчики-апелляции. Апелляция окружного суда США по Центральному округу Калифорнии Джордж Х. Ву, окружной судья, председательствующий, подана 15 мая 2019 г., Пасадена, Калифорния. AP, через своего опекуна ad litem, CP и через него, обжалует постановление окружного суда о вынесении частичного упрощенного судебного решения подсудимому Объединенному школьному округу Глендейл (далее — «Школьный округ») по его искам от американцев с * Это решение не подходит для публикации и не является прецедентом, за исключением случаев, предусмотренных Правилом 36-3 девятого округа.** Достопочтенный Джон Антун II, окружной судья США в среднем округе Флориды, заседает по назначению. Закон об инвалидах, 42 U.S.C. §§ 12101-12213 и раздел 504 Закона о реабилитации, 29 U.S.C. § 794. Поскольку стороны знакомы с фактами, мы не излагаем их здесь. У нас есть юрисдикция в соответствии с 28 U.S.C. § 1291, и мы отменяем приговор и оставляем его под стражей для дальнейшего разбирательства. Окружной суд вынес решение в порядке упрощенного судопроизводства на том основании, что мать А.П. подписала мировое соглашение по делу А.От имени П., который якобы отказался от претензий A.P. Однако в соответствии с разделом 3500 (b) Калифорнийского наследственного кодекса соглашение, подписанное родителем, освобождающее оспариваемый иск о возмещении ущерба от имени несовершеннолетнего, действительно только после того, как оно было одобрено при подаче петиции вышестоящим судом любой из следующих округов: (1) Округ, в котором проживает несовершеннолетний на момент подачи петиции. (2) Любой округ, в котором может быть подан иск по иску или делу. Школьный округ не представил доказательств того, что соглашение было одобрено в соответствии с требованиями.Поскольку стороны не обращались в районный суд по статье 3500 (b), мы отменяем приговор и возвращаем это дело в районный суд, чтобы он мог рассмотреть вопрос в первой инстанции. В той степени, в которой Школьный округ хочет утверждать, что соглашение освобождает от требований о возмещении ущерба, «оно должно продемонстрировать интересы [A.P.]. . . были независимо рассмотрены соответствующим судом, и 2 «освобождение» от [его] требований было одобрено в судебном порядке ». Салмерон против США, 724 F.2d 1357, 1364 (9 округ, 1983). Нам не нужно рассматривать другие вопросы, представленные в этом обращении. Запросы сторон о судебном извещении (записи в реестре № 13 и 23) удовлетворяются. Стоимость апелляции возлагается на A.P. VACATED AND REMANDED. 3

% PDF-1.4 % 135 0 объект > эндобдж xref 135 150 0000000016 00000 н. 0000003996 00000 н. 0000004155 00000 н. 0000005523 00000 н. 0000005550 00000 н. 0000005695 00000 н. 0000006026 00000 н. 0000006334 00000 н. 0000006747 00000 н. 0000007107 00000 н. 0000007493 00000 н. 0000007858 00000 п. 0000007970 00000 п. 0000008084 00000 н. 0000008262 00000 н. 0000008439 00000 н. 0000008769 00000 н. 0000009183 00000 п. 0000009527 00000 н. 0000009714 00000 н. 0000013342 00000 п. 0000013483 00000 п. 0000013597 00000 п. 0000013721 00000 п. 0000017410 00000 п. 0000017546 00000 п. 0000017681 00000 п. 0000017814 00000 п. 0000019691 00000 п. 0000019825 00000 п. 0000021705 00000 п. 0000021844 00000 п. 0000021975 00000 п. 0000023531 00000 п. 0000023674 00000 п. 0000023806 00000 п. 0000025798 00000 п. 0000025969 00000 п. 0000026032 00000 п. 0000026209 00000 п. 0000026670 00000 п. 0000026919 00000 п. 0000027298 00000 н. 0000027553 00000 п. 0000027933 00000 п. 0000028070 00000 п. 0000028492 00000 п. 0000028639 00000 п. 0000031208 00000 п. 0000031625 00000 п. 0000032770 00000 п. 0000033106 00000 п. 0000033639 00000 п. 0000037263 00000 п. 0000059586 00000 п. 0000060489 00000 п. 0000062864 00000 п. 0000082990 00000 п. 0000084802 00000 п. 0000084942 00000 п. 0000085020 00000 н. 0000085260 00000 п. 0000085338 00000 п. 0000086095 00000 п. 0000086173 00000 п. 0000086253 00000 п. 0000086331 00000 п. 0000086401 00000 п. 0000086520 00000 п. 0000086606 00000 п. 0000086836 00000 п. 0000086919 00000 п. 0000086974 00000 п. 0000087044 00000 п. 0000087128 00000 п. 0000091258 00000 п. 0000091520 00000 н. 0000091869 00000 п. 0000091896 00000 п. 0000092408 00000 п. 0000092478 00000 п. 0000092562 00000 п. 0000098356 00000 п. 0000098613 00000 п. 0000099061 00000 н. 0000099088 00000 н. 0000099701 00000 п. 0000099771 00000 п. 0000099855 00000 п. 0000102276 00000 н. 0000102527 00000 н. 0000102752 00000 п. 0000102779 00000 п. 0000103181 00000 п. 0000103251 00000 н. 0000103331 00000 н. 0000103931 00000 н. 0000104172 00000 н. 0000104313 00000 н. 0000104340 00000 н. 0000104660 00000 н. 0000104730 00000 н. 0000104810 00000 н. 0000105166 00000 п. 0000105413 00000 п. 0000105556 00000 п. 0000105583 00000 н. 0000105881 00000 н. 0000105951 00000 п. 0000106035 00000 п. 0000111031 00000 н. 0000111276 00000 н. 0000111695 00000 н. 0000111722 00000 н. 0000112307 00000 н. 0000112377 00000 н. 0000112457 00000 н. 0000112900 00000 н. 0000113148 00000 п. 0000113285 00000 н. 0000113312 00000 н. 0000113610 00000 н. 0000113680 00000 н. 0000113760 00000 н. 0000114044 00000 н. 0000114285 00000 н. 0000114425 00000 н. 0000114452 00000 н. 0000114758 00000 н. 0000114785 00000 н. 0000115097 00000 н. 0000115167 00000 н. 0000115250 00000 н. 0000117216 00000 н. 0000117482 00000 н. 0000117720 00000 н. 0000117747 00000 н. 0000118137 00000 н. 0000118207 00000 н. 0000118287 00000 н. 0000118776 00000 н. 0000119035 00000 н. FYoi \ JB HcE] lӢEdAmy ㄛ V = sh

APV Производство и проектирование

APV Manufacturing & Engineering, основанная в 1977 году нашим владельцем и генеральным директором Франком Т. Амадором младшим и расположенная в Южной Калифорнии, является ветераном малого бизнеса.Г-н Амадор основал компанию после службы в ВВС США во время войны во Вьетнаме. APV поддерживает как военные, так и космические программы, и делает это уже почти 4 десятилетия. Мы гордимся партнером по Международной космической станции, телескопу Хаббл, космическому шаттлу, а также по военным самолетам, в том числе самолетам с неподвижным крылом и винтокрылым аппаратам. APV производит летное оборудование и GSE для множества спутников, построенных различными основными подрядчиками, такими как Boeing, TRW и Northrop Grumman. APV производит инструменты, наземное вспомогательное оборудование, летное оборудование, а также специальные инструменты и приспособления.Мы очень разносторонняя компания и обладаем множеством возможностей для удовлетворения потребностей наших клиентов.

AS 9100 Ред. C

ISO 9001

Сварка, сертифицированная NADCAP

РЕМОНТ FAA № V32R140Y

Малый бизнес

Ветеранов собственности

В собственности меньшинства

КОДЫ NAICS:

332710 Машинные цеха

334419 Сборки жгутов для производства электроники

334418 Платы с загруженными печатными схемами 336413 Сборки, узлы и детали самолетов (кроме двигателей) Производство

336415 Двигательные установки и детали, производство управляемых ракет и космических аппаратов 335313 Панель управления, производство распределения электроэнергии

332313 Сварка листовых материалов и конструкционных платформ

333514 Сварка, инструменты, приспособления и приспособления 333514 Ремонтно-сварочные работы

Код клетки: 64106

Номер Дуна: 17-675-6450

SAM Зарегистрировано

ПОСЛЕДНИХ РАЗРАБОТОК И РЕЗУЛЬТАТОВ ПО APV (DMILL…

ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО APV ( DMILL ) ЦЕПИ ДЛЯ КРЕМНИЕВЫХ ДЕТЕКТОРОВ ON И MSGC JDBerst 1, C.Colledani 1, J.Croix 2, R.Dellanegra 3, G .Deptuch 2, W.Dulinski 1, M.Dupanloup 3, S.Gardien 3, U.Goerlach 2 *, C.Hoffmann 2, C.Hu-Guo 2, Y.Hu 1, TDLe 2, Ph.Schmitt 2, JL.Sohler 1, R.Turchetta 1, Y.Zinzinus 1 Реферат [1] ЛЕПСИ и [2] IReS Strasbourg, [3] IPNL Lyon FRANCE * Ulrich Goerlach, IReS, Страсбург, Франция (электронная почта: [email protected]) Для аналогового считывания системы отслеживания CMS несколько вариантов Конструкция APV была разработана с использованием технологии DMILL : APV D_AC и APV D_DC для кремниевых детекторов со связью по переменному и постоянному току соответственно. и быстрый входной усилитель с временем пика 25 нс на основе биполярного транзистора для возможного использования MSGC или кремниевых детекторов.В этой статье представлены эти схемы, разработанные в технологии DMILL , а затем основное внимание уделяется экспериментальным результатам, полученным с прототипами на кремниевых детекторах и детекторах MSGC в пионном пучке 200 ГэВ. 1. ВВЕДЕНИЕ ON На основе опыта работы со схемой APV 6 [1], разработанной в технологии объемных КМОП HARRIS AVLSIRA, и на схеме аналогичной архитектуры FILTRES [2] в радиационно-жесткая технология DMILL [3], работа над схемой APV D для трекера CMS была начата в начале 1998 года в рамках франко-британского сотрудничества.Архитектура и схема APV D по сути идентичны APV 6 и состоят из 128 аналоговых каналов, каждый из которых состоит из малошумящего предусилителя и формирователя CR-RC. со временем формирования 50 нс, аналоговый конвейер на 160 ячеек, работающий на частоте 40 МГц, и этап обработки аналогового сигнала (фильтр деконволюции), который восстанавливает первоначальный быстрый отклик кремниевого детектора и ограничивает его пересечением одного пучка LHC. Одна амплитуда на триггер каждого из 128 каналов считывается последовательно через высокоскоростной мультиплексор 20 МГц.Медленное управление реализовано на микросхеме с использованием последовательной шины I2C, которая позволяет настраивать и смещать схему, а также запускать внутреннюю систему калибровки. Для наиболее технологически зависимой части, предусилителя и формирователя, конструкция была адаптирована и изменена на основе схем усилителя FILTRES. На предыдущих конференциях мы сообщали о конструкции и измерениях этой схемы [4,5,6]. 2. ЦЕПЬ APV D 2.1 Преобразование схемы APV APV D представляет собой первый опыт преобразования полного большого смешанного аналого-цифрового чипа из одна технология к другой.Его немедленную полную функциональность можно рассматривать как успех этого перевода. Однако нам также пришлось сообщить о проблеме нестабильности аналоговой базовой линии, которая наблюдалась во всех версиях схемы до сих пор и которая частично ограничивает ее использование для испытаний детекторов. Многочисленные исследования схемы с использованием различных инструментов моделирования и микровмешательства в самом чипе показали, что эти нестабильности или колебания являются коллективным явлением, которое возникает только при минимальном количестве активных каналов, критическим параметром которого является общий ток, потребляемый в линиях смещения. .В этих условиях неизбежные общие сопротивления в линиях заземления и смещения образуют различные петли, которые соединяют, в частности, истоковый повторитель, который управляет емкостной нагрузкой конвейера, обратно со входом предусилителя. На фазовые сдвиги в структуре усилителя решающим образом влияют паразитные емкости, специфичные для каждой технологии. В конце концов в полосе пропускания усилителя может появиться резонансный полюс. Следовательно, схема и компоновка усилителя были тщательно пересмотрены, чтобы исключить все возможные сопряжения.В отличие от других схемотехнических решений в технологии DMILL , которые сообщали также о проблемах стабильности в прошлом [7] и которые используют биполярные входные транзисторы, мы нашли лишь очень слабые доказательства проблем емкостной обратной связи, связанных с задняя панель подложки SOI в нашей схеме. Однако в последней подаче были приняты меры предосторожности, чтобы избежать емкостной обратной связи. Для получения более подробной информации см. Ссылку [8] в этом протоколе. 2.2 APV D_DC схема Кремниевые микрополосковые детекторы со связью по постоянному току имеют значительные преимущества по сравнению с устройствами с подключением по переменному току из-за менее сложного процесса изготовления и

Аномальный фотоэлектрический эффект в органических-неорганических гибридных перовскитных солнечных элементах

ВВЕДЕНИЕ

Органико-неорганические гибридные перовскитовые материалы (OIHP) в последние годы произвели революцию в области фотоэлектрической энергии, использовав их в высокоэффективных солнечных элементах (с эффективностью преобразования энергии, превышающей 22%) и с низким потенциалом ( 1 — 10 ).Между тем, разработка других устройств на базе OIHP, таких как лазеры ( 11 , 12 ), фотоприемники с высоким коэффициентом усиления ( 13 , 14 ), светодиоды ( 15 ) и транзисторы. ( 16 ), тоже полным ходом. Многие задаются вопросом, продолжат ли материалы OIHP совершать прорывы в области оптоэлектроники с их интригующими электронными и оптоэлектронными свойствами. В настоящее время существует консенсус, что материалы OIHP представляют собой группу мягких материалов с высокой электронной и ионной проводимостью из-за их относительно слабосвязанной кристаллической структуры ( 17 — 21 ).Недавно были проведены исследования, направленные на полное использование этого необычного свойства ( 22 ). Кроме того, более глубокое понимание фотоэлектрического процесса в материалах OIHP имеет решающее значение для дальнейшего улучшения выходного фототока и фотоэдс солнечных элементов OIHP ( 23 , 24 ). Здесь мы сообщаем о наблюдении аномального фотоэлектрического элемента (APV). ) эффект в боковой структуре солнечных элементов OIHP. Исследования, посвященные эффекту APV в некоторых неорганических материалах, особенно сегнетоэлектриках, вызвали всплеск интереса за последнее десятилетие из-за его совершенно иных рабочих механизмов и выходных характеристик по сравнению с традиционными солнечными элементами с pn-переходом ( 25 — 29 ).На сегодняшний день создано несколько полуколичественных или феноменологических моделей для объяснения эффекта APV, которые можно разделить на два основных типа: (i) внутренняя нецентросимметрия в объемных материалах и (ii) зернистость поликристаллических материалов ( 26 , 30 , 31 ). Первый тип механизма APV принципиально требует очень низкой проводимости в фотоэлектрических материалах ( 25 ), тогда как второй механизм не страдает подобным ограничением.Однако на сегодняшний день большинство моделей механизма гранулярности (например, модель эффекта Дембера, модель структурных переходов и модель массива p-n-переходов) являются спекулятивными, поскольку соответствующие механизмы формирования не были доказаны. Следовательно, определение источника напряжения холостого хода ( В, OC ), которое превышает ширину запрещенной зоны материалов, с экспериментальными данными представляет большой академический интерес ( 25 ).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Солнечные элементы OIHP, использованные в этом исследовании, имели симметричную боковую структуру Au / MAPbBr 3 (или MAPbI 3 и CsPbBr 3 ) / Au, где фотоактивный слой и металлические электроды были нанесены непосредственно на стеклянная подложка (рис.1А). Оригинальные солнечные элементы OIHP не показали фотоэлектрического эффекта из-за симметричной боковой структуры ( 17 , 19 ). После электрического поляризации бокового устройства MAPbBr 3 умеренным электрическим полем от 0,3 до 0,5 В / мкм при комнатной температуре (RT) в течение 1-2 минут, был получен большой V OC примерно от 1,1 до 1,3 В полученные (рис.1А) из устройств MAPbBr 3 , с расстоянием между электродами 50 мкм, что близко к лучшему V OC (1.4 В) для вертикальной структуры MAPbBr 3 солнечных элементов ( 32 , 33 ). Генерация этой большой V OC в устройстве с симметричными электродами может быть приписана образованию in situ штыревой или pn-структуры в пленке MAPbBr 3 , вызванной миграцией ионов и легированием пространственного заряда, как показано на рис. 1А (в центре) ( 19 , 33 ). Ток короткого замыкания ( I SC ) составляет ~ 300 пА для устройств с активной площадью 50 мкм × 1 мм при интенсивности освещения 25 мВт / см 2 .Устройство V OC показало линейную зависимость от смещения опроса, как показано на рис. 1 (B и C). Удивительно, но когда боковое устройство MAPbBr 3 было поляризовано большим электрическим полем 5 В / мкм в течение 1-2 минут, V OC еще больше заметно увеличилось до 7,4 эВ, что намного больше, чем ширина запрещенной зоны ( 2,3 эВ) MAPbBr 3 . Между тем фототок немного увеличился до 490 пА (рис. 1Б). В боковых устройствах с фотоактивным слоем MAPbI 3 не наблюдалось V OC больше ширины запрещенной зоны при RT, что согласуется с нашим предыдущим исследованием ( 17 , 19 ).Тем не менее, аналогичное превышение запрещенной зоны V OC в 2,6 В наблюдалось, когда температура полинга была повышена до примерно 330 K (рис. S1). Было обнаружено, что аномально большое значение V, , OC в материалах OIHP увеличивается с увеличением расстояния между двумя электродами (рис. 1, C и D), когда электрическое поле поляризации фиксируется на уровне 5 В / мкм. Большой V OC 14,9 В был обнаружен в солнечных элементах MAPbBr 3 с расстоянием между электродами 100 мкм после электрического полинга при 5 В / мкм в течение 1-2 мин.Существует порог при расстоянии между электродами 8 мкм, ниже которого V OC превышение запрещенной зоны не может быть обнаружено даже при высоком поле опроса 5 В / мкм.

Рис. 1 Эффект APV в солнечных элементах OIHP.

( A ) Схема боковых перовскитных солнечных элементов до (вверху) и после электрического полирования (в центре и внизу), где структура устройства — Au / MAPbBr 3 (или MAPbI 3 ) / Au. E г , запрещенная зона. ( B ) I — V кривые устройств MAPbBr 3 после различной интенсивности электрического опроса (например, опрос в течение 1-2 мин при 0.2, 0,3, 0,8, 2 и 5 В / мкм соответственно). ( C ) I — V кривые электрически поляризованных (5 В / мкм) устройств MAPbBr 3 с различным расстоянием между электродами. ( D ) Суммарно V OC боковых MAPbBr 3 устройств с разными полирующими электрическими полями и расстояниями между электродами. Электронное поле, электрическое поле.

Это первый случай, когда наблюдались солнечные элементы OIHP с V OC больше, чем ширина запрещенной зоны, что требует механизма для интерпретации.Эффект APV, зависящий от расстояния между электродами, часто наблюдался в некоторых материалах, у которых отсутствует центр симметрии, обычно известный как эффект объемной фотоэлектрической энергии (BPV) из-за генерации «тока сдвига» при освещении ( 30 , 34 ). Эффект BPV чаще наблюдается в сегнетоэлектрических материалах, которые после полинга имеют выровненное внутреннее поле ( 24 , 29 ). Соотношение между доступным В OC и расстоянием между электродами (0.От 1 до 0,2 В / мкм) в OIHP близок к эффекту APV на основе BPV в некоторых типичных неорганических сегнетоэлектрических материалах, таких как феррит висмута (BFO; ~ 0,1 В / мкм) и цирконат-титанат свинца, легированный лантаном (PLZT; ~ 0,2 В / мкм) ( 25 — 27 ). Однако MAPbBr 3 при комнатной температуре имеет кубическую структуру и, следовательно, не соответствует кристаллической структуре сегнетоэлектричества. С другой стороны, упорядочение полярных органических катионов, таких как MA + , было теоретически предсказано как другой путь образования полярных доменов ( 35 , 36 ).Тем не менее, многие теоретические и экспериментальные исследования показывают, что катионы MA + легко вращаются в неорганической клетке при комнатной температуре ( 37 — 40 ). Было заявлено, что быстрая переориентация органических катионов способствует динамическому экранированию энергичных горячих носителей в гибридных перовскитах ( 41 ). С экспериментальной стороны, хотя наблюдался переключаемый локальный фазовый контраст в PFM-изображении пленок MAPbI 3 , что, в принципе, можно объяснить упорядочением MA + , надежной петли гистерезисной пьезооткликовой микроскопии (PFM) не обнаружено. наблюдается при комнатной температуре в монокристаллических или поликристаллических образцах ( 42 ).На сегодняшний день нет убедительных экспериментальных доказательств, подтверждающих идею сегнетоэлектричества в MAPbI 3 , несмотря на предположения о полярном упорядочении в тетрагональном MAPbI 3 при RT ( 20 , 43 ). Более того, аномальный V OC обнаружился только в устройствах MAPbI 3 при повышенной температуре полинга около 330 K, что также противоречит сегнетоэлектрическому механизму, потому что если существует сегнетоэлектричество, то спонтанная поляризация должна исчезнуть выше температура фазового перехода (330 K для MAPbI 3 ).Кроме того, зависимость аномального V OC от направления поляризации падающего света рассматривается как отпечаток BPV в сегнетоэлектрических материалах ( 27 ). Здесь аномальный V OC , наблюдаемый в материалах OIHP, не реагировал на изменение направления поляризации света (рис. S2), что также исключает вклад эффекта BPV. Появился новый интересный механизм фотоСегнетоэлектричества [предложенный Liu et al. ( 44 )], что предполагает индуцированное светом упорядочение MA + в MAPbI 3 , которое могло бы объяснить экспериментально наблюдаемое усиленное светом пьезоэлектричество ( 43 ). Однако его вклад в наблюдаемый здесь эффект APV можно исключить, поскольку аналогичная запрещенная зона V OC (например, 5,9 В) может быть получена при замене полярного MA + в MAPbBr 3 неполярными катионами Cs + (рис.S3). Установлено, что миграция ионов в материалах OIHP происходит под действием электрического поляринга, который отвечает за гистерезис тока и многие другие уникальные свойства перовскитных электронных устройств ( 13 , 16 — 19 , 45 — 48 ). Ионы могут диффундировать обратно после выключения смещения опроса, что также может генерировать ток. Таким образом, необходимо выяснить, является ли наблюдаемое V OC артефактом, вызванным обратной диффузией ионов.Поскольку процесс миграции ионов очень чувствителен к температуре, замораживание миграции ионов при низкой температуре должно исключить их вклад в фототок. Эффект APV был изучен для большого диапазона температур (от 120 до 330 K), как показано на рис. (А и Б). Аномально большой V OC остался (например, 5,1 В), когда прибор измеряли при достаточно низкой температуре 120 К. Большой V OC был получен путем сканирования устройства как вперед, так и назад. направления (рис.S4). Эффект гистерезиса не наблюдался в широком диапазоне температур от 120 до 330 K, что согласуется с нашим предыдущим наблюдением и исключает вклад перераспределения ионов в наблюдаемый здесь фототок. Это можно объяснить тем фактом, что кривые I — V (вольт-амперные характеристики), сканированные здесь, применяли только небольшое электрическое поле (0,1 В / мкм) к пленкам OIHP и, следовательно, не должны вызывать значительную миграцию ионов ( 19 ). I SC потерял почти половину своей стоимости при понижении температуры с 330 до 120 К, что можно объяснить более сильным эффектом захвата заряда при более низкой температуре.Типичное усиление В OC при более низкой температуре из-за пониженного темнового тока насыщения здесь не наблюдалось, поскольку случайное (или прерывистое) распределение туннельных переходов приводит к преобладанию тока утечки над общим темновым током.

Рис. 2 Характеристики эффекта APV.

( A ) и ( B ) показывают зависящие от температуры фотоэдс и фототок устройства MAPbBr 3 соответственно. ( C ) Полугарифмическая зависимость между аномальным фотоэдс и фототоком, полученная при различной интенсивности света.а.е., условные единицы. ( D ) Сравнение кривых IV устройства MAPbBr 3 , измеренных сразу после электрического опроса или через 1000 с после электрического опроса, где голубая область определяется разницей между двумя кривыми I — V , что указывает на вклад тока обратной диффузии ионов. ( E ) Долговечный выход фототока при смещении 4 В, где влияние ионно-диффузионного тока исчезает быстро за несколько сотен секунд.

При изменении интенсивности освещающего света наблюдалось полулогарифмическое увеличение V OC с фототоком I SC , то есть VOC = nkTq ln (ISCIo), где k — постоянная Больцмана, T — температура, q — удельный заряд и n — идеальный коэффициент (~ 31). Это аномальное поведение изменения V OC в отношении интенсивности падающего света (рис. 2C) также исключает обратную диффузию ионов как доминирующий вклад в фототок, поскольку ток обратной диффузии ионов чувствителен только к смещению полинга, а не к Интенсивность света.Обратите внимание, что если сканирование кривой I — V проводится сразу после электрического опроса, то к фототоку добавляется составляющая тока обратной диффузии ионов (рис. 2D). Однако его вклад быстро уменьшается после опроса и становится незначительным после ~ 200 с, временного масштаба, в котором измерялся фототок для этого проекта. С другой стороны, фототок, создаваемый эффектом APV, был намного более стабильным. На рисунке 2E показано, что выходной фототок солнечного элемента MAPbBr 3 , измеренный при фиксированном напряжении 4 В, может длиться несколько часов.При хранении в темноте электрически поляризованный солнечный элемент MAPbBr 3 может сохранять запрещенную зону выше V OC в течение ночи (рис. S5). Медленное уменьшение фототока в масштабе времени 1000 с (рис. 2E) объясняется разрушением перовскитовой пленки под действием света, поскольку непокрытый MAPbI 3 (MAPbBr 3 ) имеет тенденцию терять метиламмоний и, вероятно, много йода. быстрее в вакууме и при освещении (см. демонстрацию на рис. S6). Чтобы еще раз подтвердить превышение запрещенной зоны V OC , мы нанесли на карту поверхностный потенциал электрически поляризованных солнечных элементов OIHP с помощью зондовой силовой микроскопии Кельвина (KPFM) в атмосфере N 2 (рис.3А). Поверхностный потенциал непрерывно изменялся от катодной области к анодной (рис. 3, B и C) без резкого изменения потенциала (рис. S7). При интенсивности света ~ 100 мВт / см 2 была получена разность потенциалов 3,5 В от анода до стороны катода в условиях холостого хода, что было выше запрещенной зоны. Эти результаты KPFM показали, что аномально большой V OC был равномерно внесен всей поликристаллической пленкой MAPbBr 3 , что согласуется с наблюдением, что большее расстояние между электродами дает большее V OC .

Рис. 3 Роль накопления ионов в эффекте APV.

( A ) Схема характеристики КПФМ, где анод солнечного элемента был заземлен. ( B ) Распределение поверхностного потенциала устройства MAPbBr 3 , измеренное в темноте и при свете (в атмосфере N 2 ), соответственно. ( C ) Профили поверхностного потенциала в позиции, отмеченной в (B). ( D ) Схема дисперсного туннельного перехода в пленке OIHP, которая состоит из множества прерывистых, случайно распределенных крошечных областей туннельного перехода. I ф. , фототок. ( E ) Схема совмещенного туннельного перехода. ( F ) Расширенные ГБ в пленке OIHP путем обработки электронным пучком под SEM (от 10 до 20 кВ), который использовался для контроля положения скопления ионов. ( G ) и ( H ) показывают топографию и поверхностный потенциал пленки OIHP, обработанной электронным пучком (90 мкм × 90 мкм) с контролируемым рисунком накопления ионов с Z-образной формой, соответственно. ( I ) Профили топографии (вверху) и потенциала поверхности (внизу) места, отмеченного в (H).

ОБСУЖДЕНИЕ

Мы ранее установили, что полирование пленок с боковой структурой может приводить к образованию устройств с p-i-n или p-n структурой, которые выводят V OC ниже запрещенной зоны ( 17 , 19 ). Чтобы интерпретировать наблюдаемое здесь явление APV, предполагается, что существует множество локальных p-i-n или p-n структур, сформированных отдельно в поликристаллических пленках MAPbBr 3 (или MAPbI 3 и CsPbBr 3 ) во время процесса полирования.Поскольку как катионные, так и анионные вакансии должны перемещаться в противоположных направлениях при полинге, ожидается образование легированных областей p- и n-типа, и они могут быть смежными друг с другом. Структуры p-i-n или p-n содержат определенное количество зерен, которые действуют как локальные фотоэлектрические единицы (PVU) в микрометровом масштабе. Однако хорошо известно, что при отсутствии металлических соединительных слоев или туннельных переходов простое соединение структур p / n / p / n не образует тандемную ячейку. Следовательно, должен существовать механизм, позволяющий накапливать все фотоэдс, генерируемые в каждом отдельном PVU, даже если их полярности выровнены полем опроса.Образование туннельных переходов в перовскитных пленках возможно из-за накопления ионов или ионных вакансий в местах, где ионы имеют низкую подвижность, таких как границы зерен с большой щелью (ГЗ), с направлением, перпендикулярным приложенному электрическому полю, или положениям с неоднородная морфология. Накопление ионов с положительными и отрицательными зарядами вокруг ГБ может сильно влиять на n-допирование (n ++ ) и p-допирование (p ++ ) MAPbBr 3 на противоположных сторонах GB, образуя границу раздела p . ++ / n ++ туннельный переход на ГЗ.Этот эффект блокировки ионов неудивителен, поскольку скорость миграции ионов в поликристаллической пленке должна быть неоднородной. Это не противоречит нашим недавним открытиям о том, что ионы перемещаются вдоль ГЗ быстрее, чем через решетку, потому что в этом случае ГЗ параллельны приложенному полю ( 46 ). Наличие туннельного перехода в ГЗ должно приводить к резкий изгиб полосы вокруг ГЗ, который, однако, не наблюдался при картировании поверхностного потенциала, показанном на рис. 3 (B и C). Это может быть вызвано низким разрешением KPFM (десятки нанометров), которое значительно больше, чем толщина туннельного перехода или толщина GB (которые находятся в нанометровом масштабе).Другая причина заключается в том, что туннельный переход, сформированный в поликристаллической пленке, является прерывистым и беспорядочно рассредоточен по ГЗ (обозначен как «дисперсный туннельный переход» на рис. 3D), что незаметно способствует накоплению фотоэдс, но не может формировать четкое резкое изменение потенциала на поверхности. пленочная поверхность. Это связано с тем, что PVU в объеме поликристаллической пленки смещены как в плоскости, так и в плоскости, а наконечник KPFM собирает только «усредненный» сигнал под токопроводящим наконечником на поверхности пленки.Согласно этой картине, если области скопления ионов хорошо выровнены и / или становятся непрерывными (обозначены как «выровненный туннельный переход» на рис. 3E), то присутствие туннельного перехода должно быть обнаружено. Чтобы проверить эту гипотезу, мы провели другое исследование KPFM на солнечных элементах MAPbBr 3 с искусственными границами для контроля накопления ионов. Это было реализовано путем преднамеренного увеличения толщины ГЗ электронным лучом (E-лучом) под растровой электронной микроскопией (SEM; рис.S8). Часто наблюдается, что пучок E (от 10 до 20 кВ) вызывает разложение материалов OIHP. Испарение MAPbBr 3 уменьшает размер зерна и, следовательно, расширяет ГЗ (рис. 3F), что позволяет контролировать накопление ионов в определенных положениях для формирования контролируемых структур. Здесь мы «написали» две Z-образные линии. в устройствах с боковой структурой с помощью E-образной балки, как показано на рис. 3G. После электрического опроса в этом образце была получена ширина запрещенной зоны V, OC , равная 3,5 В.Путем выравнивания скопления ионов на изображении карты поверхностного потенциала появились две резкие области с изгибом полосы (рис. 3H). Их положение совпало с областями записи электронного пучка (рис. 3G), что следует отнести к намеренно увеличенной плотности «дисперсных туннельных переходов» внутри области, обработанной электронным пучком (ширина ~ 100 нм). Этот результат продемонстрировал тесную связь между накоплением ионов и возможностью образования туннельных переходов. На рис. 3I сравниваются морфология и профиль поверхностного потенциала в положении, отмеченном на рис.3Н. Резкое изменение поверхностного потенциала составляло около 1,0 В для каждого перехода. В случае обычной пленки OIHP без обработки электронным пучком накопление ионов и крошечный межфазный туннельный переход были распределены случайным образом (рис. 3D). Тем не менее, эти поликристаллические пленки все еще обладали способностью генерировать эффект APV, хотя его эквивалентная схема еще не была полностью изучена. Качественное объяснение, основанное на предлагаемом рабочем механизме, состоит в том, что изгиб зоны, вызванный локальными туннельными переходами, может быть дополнительным видом движущей силы для разделения и сбора фотогенерированных носителей заряда, что приводит к превышению запрещенной зоны V OC (Инжир.S9). Феноменально разница между эффектом APV, основанным на дисперсном туннельном переходе, и тандемными солнечными элементами заключается в непрерывной регулировке V OC за счет расстояния между электродами или поляризационного электрического поля в боковых солнечных элементах OIHP (рис. 1D). Мы обнаружили, что Эффект APV при OIHP чувствителен к поглощению кислорода. Для электрически поляризованных солнечных элементов OIHP с начальным напряжением В OC 18 В (расстояние между электродами 100 мкм) эффект APV постепенно исчезал, когда устройство подвергалось воздействию кислорода (рис.4А). Эти потери V OC не должны относиться к разложению материала в результате окисления, поскольку это обратимо. Как только кислородная атмосфера была удалена с помощью вакуумирования, V OC восстановился, чтобы снова выйти за пределы запрещенной зоны (рис. 4B). При давлении кислорода от 100 до 1000 Па солнечным элементам OIHP потребовалось от 30 до 40 минут, чтобы потерять большую часть своих V OC , и аналогично, в условиях вакуума потребовалось от 30 до 40 минут, чтобы восстановить аномально большой V OC (рис.4C), что указывает на быструю диффузию кислорода в поликристаллические пленки OIHP и из них. При KPFM разность потенциалов за пределами запрещенной зоны, показанная на рис. 3B, исчезла сразу же, когда атмосфера была изменена с N 2 на воздух, оставив остаточный V OC ~ 1,0 В, охватывающий всю пленку MAPbBr 3 (рис. S10). Соответственно, туннельные переходы в солнечных элементах MAPbBr 3 с контролируемым накоплением ионов исчезали при воздействии воздуха на образец (рис.3, Г и Е). Исчезновение туннельного перехода может быть вызвано гораздо меньшей концентрацией легирования в ГЗ из-за эффекта захвата заряда поглощенным кислородом (см. Схему на рис. 4H). Zohar et al. ( 49 ) исследовал электрохимическую реакцию в пленках MAPbI 3 с помощью импедансной спектроскопии, в которой было показано, что пленка MAPbI 3 n-типа дедопирована до внутреннего состояния, когда пленка находилась в O 2 -богатый эмбиент. Это хорошо объясняет исчезновение туннельного перехода в нашем исследовании.Этот чувствительный к кислороду эффект APV при OIHP может объяснить, почему он не был замечен ранее в некоторых других исследованиях, проведенных на воздухе ( 47 ).

Рис. 4 Кислородно-чувствительный эффект APV.

( A ) Исчезло APV из-за вдувания кислорода, где расстояние между электродами солнечных элементов OIHP составляло 100 мкм. ( B ) Восстановленный APV в том же устройстве MAPbBr 3 , как показано на (A), путем откачки кислорода. ( C ) Эволюция фотоэлектрических элементов со временем, когда солнечные элементы MAPbBr 3 подвергались воздействию кислорода (от 100 до 1000 Па) в течение первых 45 минут, а затем сохранялись в вакууме с 46-й минуты.( D ) Топография пленки MAPbBr 3 с электронно-лучевой структурой, где измеренная площадь составляла 60 мкм × 90 мкм. ( E ) и ( F ) показывают изображения поверхностного потенциала электрически поляризованной пленки MAPbBr 3 в N 2 и воздухе, соответственно, где резкое изменение потенциала исчезло из-за поглощения кислорода. ( G ) и ( H ) показывают схематические энергетические диаграммы в ГЗ в N 2 и воздухе, соответственно, где туннельный переход, индуцированный накоплением ионов, исчез из-за поглощения кислорода.CB — зона проводимости; VB, валентная группа.

Таким образом, мы впервые продемонстрировали эффект APV в солнечных элементах с боковой структурой MAPbBr 3 , MAPbI 3 и CsPbBr 3 . Самый большой полученный В OC (от 14 до 18 В) был в несколько раз больше, чем ширина запрещенной зоны материалов. Этот эффект APV не был связан с «сегнетоэлектричеством» материалов OIHP, что исключено исследованием поляризованного света и исследованием повышенных температур. Этот эффект APV был чувствителен к поглощению кислорода.Было доказано, что происхождение эффекта APV заключается в образовании дисперсных туннельных переходов и многих расположенных в шахматном порядке локальных PVU в пленке OIHP, которые обеспечивают экспериментально подтвержденный механизм для объяснения эффектов APV. Это открытие также обеспечивает новую стратегию формирования больших и непрерывно регулируемых фотоэдс без ограничения шириной запрещенной зоны материалов, что может найти новые применения в автономных, высокоинтегрированных микросхемах (например,> 5 В) или микроэлектромеханических системах.

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *