Обслуживание источников оперативного тока

6.1. Источники оперативного тока на подстанциях

Оперативным током питаются цепи управления коммутационных аппа­ратов, релейной защиты, автоматики и сигнализации. Основным требо­ванием, которое предъявляется к источникам оперативного тока, является готовность их к действию в любых условиях, в том числе и во время к.з., когда напряжение на шинах подстанции может снизиться до нуля. Применяются два вида оперативного тока: переменный — на под­станциях с упрощенными схемами и постоянный - на подстанциях, имеющих стационарные аккумуляторные установки.

Переменный оперативный ток. В качестве источника применяют трансформаторы тока и напряжения, трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока обеспечивают достаточно надежное питание оперативных цепей во время к.з., когда резко возрастает ток и напряжение на их зажимах. На рис. 6.1 представлена схема включения реле максимальной токовой защиты РТ и электромагнита отключения выключателя ЭО с дешунтированием катушки отключения. В нормаль­ном режиме катушка электромагнита отключения зашунтирована, и трансформаторы тока ТТ нагружены небольшим сопротивлением реле РТ. При к.з. реле РГ срабатывает и подключает к своей катушке после­довательно катушку электромагнита отключения ЭО и выключатель отключается.

Для оперативного управления в нормальных рабочих режимах трансформаторы тока не применяются, так как от них нельзя получить необходимой в этих случаях мощности.

Трансформаторы напряжения и собственных нужд, наоборот, не пригодны для питания оперативных цепей при к.з., так как при этом снижается напряжение в питающей сети, но они мо­гут использоваться для управления аппаратами в режимах работы, близких к номинальным. Таким образом, каждый из рассмотренных ис­точников переменного тока имеет ограниченную область применения и используется в качестве источника индивидуального децентрализован­ного питания.

Универсальными являются источники комбинированного питания от трансформаторов тока ТТ и напряжения ТН одновремен­но (рис. 6.2). Выпускаемые заводами блоки питания типов БПТ и БПН подключаются к трансформаторам тока и напряжения (иногда к транс­форматорам с. н.) соответственно. Установленные в блоках выпрямите­ли питают оперативные цепи суммируемым оперативным током. Ком­бинированное питание по указанной схеме хотя и универсально, но имеет ограничение но мощности. Оно пригодно для питания опера­тивных цепей защит, автоматики и управления легкими приводами (пружинными, грузовыми).

Помимо непосредственного отбора мощности от трансформаторов тока и напряжения на подстанциях широко применяются конденса­торные устройства, позволяющие использовать предварительно запасенную в них электрическую энергию для питания реле, приводов отделителей и выключателей. Используются комплекты конденсаторов емкостью 40. ХО и 200 мкФ. Для их заряда применяются зарядные устройства (например, типа УЗ-401), получающие питание от трансфор­маторов напряжения или собственных нужд в условиях нормального ре­жима работы подстанции. Схема включения конденсаторов показана на рис. 6.3. При замыкании контактов К1 или К2 реле или ключа управле­ния к конденсаторам подключаются обмотки реле или катушек элек­тромагнитов управления Э01 и Э02, через которые проходит ток раз­ряда и электромагниты срабатывают. Диоды Д1 и Д2 обеспечивают разряд на каждую катушку только своего конденсатора.

Время заряда конденсаторов зависит от их емкости и схемы заряд­ного устройства. Минимальное время определяется зависимостью t = 0,6С/80, где С — емкость заряжаемых конденсаторов, мкФ; t — время заряда, с. С этим обстоятельством считаются при выборе продолжи­тельности бестоковой паузы АПВ: она не может быть выбрана меньше времени заряда конденсаторов.

Для обеспечения надежной работы очень важно, чтобы конденса­торы постоянно находились в заряженном состоянии. Для этого необ­ходимо следить за исправным состоянием, как самих конденсаторов, так и изоляции подключенных цепей. Опасна потеря питания установки со стороны переменного тока, так как при этом происходит разряд кон­денсаторов: через 1,5 - 2 мин они уже не в состоянии обеспечить дей­ствие подключенных к ним электромагнитов приводов и реле. При сни­жении выходного выпрямленного напряжения зарядного устройства срабатывает специальное реле, которое подает сигнал персоналу под­станции.

Если на подстанции установлены электромагнитные приводы, то питание их электромагнитов включения осуществляется централизован­но от специальных выпрямительных установок, питаемых от сети с. н.

Постоянный оперативный ток. Основным источником являются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с зарядными устройства­ми напряжением 110 или 220 В, а на небольших подстанциях — 24 или 48 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей реле защит, авто­матики, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, а также цепей сигнализации. От аккумуляторных батарей питаются устройства связи, аварийное освещение, резервные маслонасосы компенсаторов. На мощных подстанциях устанавливают по две независимо работающих аккумуляторных батареи и более.

6.2. Аккумуляторные батареи

Устройство и характеристики аккумуляторов. На под­станциях применяются главным образом свинцово-кислотные аккумуляторы ти­па С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большей емко­сти - в деревянных баках, выложенных внутри свинцом. Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипора (мипласта). Сосуды заполняются электролитом (водным раствором чистой серной кислоты). Положительные пластины выпол­няются из чистого свинца и имеют сильно развитую поверхность. При форми­ровании собранного аккумулятора (особом режиме первого заряда) на поверх­ности положительных пластин из металлического свинца основы образуется слой двуокиси свинца PbO₂ являющийся активной массой этих пластин. Отри­цательные пластины изготовляются также из металлического свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой, приготовляемой из окислов свинца и свинцового порошка Рb. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины покрываются с боков тонкими перфо­рированными свинцовыми листами. В процессе формирования на отрица­тельных пластинах образуется губчатый свинец.

Наряду с аккумуляторами типа С (СК) применяются аккумуляторы типа СН. Они имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Все это обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов. В эксплуа­тации они не требуют столь частой доливки воды, снижаются требования к вен­тиляции помещений.

Таблица 6.1