Источники оперативного тока для питания устройств релейной защиты
Вторичные цепиэлектростанции (ПС) — это совокупность кабелей и проводов, соединяющих устройства управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения электростанции или ПС (ГОСТ 24291—90).
Вторичный ток(трансформатора тока) — это ток, протекающий по вторичной обмотке ТТ при прохождении тока по первичной обмотке (СТ МЭК 50(321)—86).
Применение постоянного оперативного тока требует установки аккумуляторных батарей и поэтому увеличивает капитальные затраты и эксплуатационные издержки, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети постоянного тока.
Наиболее широкое распространение получил переменный оперативный ток,который применяется на ПС 110 кВ с одним-двумя выключателями ВН и на ПС 35 кВ с выключателями ВН.
Источниками оперативного переменного тока являются ТТ, ТН и трансформаторы собственных нужд.
Для защиты от КЗ наиболее надежным источником оперативного тока являются ТТ, так как при протекании тока КЗ вторичный ток ТТ обеспечивает надежное отключение выключателя. ТН в этом случае не может служить источником оперативного переменного тока, так как при КЗ резко снижается напряжение.
На рис. 7.1 показана схема включения реле максимальной токовой защиты (KA) и электромагнита отключения (YAT) с дешунтированием катушки отключения.
В нормальном режиме катушка электромагнита отключения зашунтирована и ТТ нагружены малым сопротивлением реле КА. При КЗ это реле срабатывает и подключает к своей катушке последовательно катушку электромагнита отключения YAT, вследствие чего выключатель отключается.
ТТ и ТН используются как индивидуальные источники питания для данного присоединения и не связаны с цепями управления других присоединений, что обеспечивает их высокую надежность и уменьшает протяженность вторичных цепей.
Универсальными являются источники комбинированного питания одновременно от ТТ и ТН. Комбинированное питание хотя и универсально, но ограничено по мощности. Оно приемлемо для питания оперативных цепей защит, автоматики и управления легкими (пружинными) приводами.
Другим источником оперативного переменного тока являются трансформаторы собственных нужд с использованием силовой сети вторичного напряжения 220 В.
и напряжение на его пластинах
U
подбирают так, чтобы энергия, запасенная в конденсаторе
CU
2/2 превышала энергию срабатывания управляющего электромагнита. Электромагниты включения в этом случае получают питание от трансформаторов собственных нужд через выпрямительные устройства.
Комбинированное питание оперативных цепей от блоков питания, зарядных устройств и выпрямителей обеспечивает высокую надежность работы схем РЗиА, управления, сигнализации и блокировки.
На рис. 7.3 показана схема централизованного питания оперативных цепей с применением источников выпрямленного напряжения.
Последний рубеж. Шкафы управления оперативным током для защиты производственных объектов
Онлайн журнал электрика
Для всех устройств релейной защиты, не считая реле прямого деяния нужен источник оперативного тока. Источники оперативного тока разделяются на:
Независящим источником оперативного тока являются аккумуляторные батареи.
Достоинства источников питания неизменного оперативного тока:
— Обеспечивается питание всех цепей присоединенных устройств в хоть какой момент времени с нужным уровнем напряжения и тока независимо от состояния основной сети.
— Высочайшая цена (экономически оправдано внедрение источников неизменного оперативного тока на подстанциях 110 кВ и выше с несколькими ВЛ);
— Необходимость наличия отапливаемого и вентилируемого помещения;
— Необходимость использования подзарядного устройства;
Для увеличения надежности сеть оперативного питания секционируется с тем, чтоб обесточивание одной либо нескольких секций не приводило к отказам более ответственных потребителей оперативного тока, к которым относятся устройства релейной защиты, автоматики и управления.
Рис. 1. Схема подключения источника неизменного оперативного тока (аккумуляторной батареи) в распределительном устройстве
Аккумуляторная батарея производится обычно из свинцово-кислотных аккумов, владеющих довольно высочайшими долговечностью, экономичностью и выдерживающих краткосрочные перегрузки, к примеру при питании электромагнитов включения массивных выключателей (ток электромагнита может достигать нескольких сотен ампер).
Помещение аккумуляторной батареи обязано иметь подогрев и вентилцию для удаления паров серной кислоты. Для обеспечения долговечности батареи должен соблюдаться лучший режим ее подзаряда, заряда и разряда. С этой целью употребляются автоматические регулируемые выпрямительные установки (подза-рядные устройства).
Защита сети неизменного оперативного тока осуществляется при помощи предохранителей и автоматических выключателей с обеспечением селективности и чувствительности. Более частым видом повреждений являются замыкания 1-го из полюсов на землю.
Оно не приводит к разрушениям, но возникновение второго замыкания может привести к неверному срабатыванию устройства защиты либо электромагнитов включения. Потому употребляется контроль изоляции, к примеру установкой 2-ух вольтметров. При отсутствии замыканий напряжение шин относительно земли идиентично, в неприятном случае показания вольтметров отличаются.
Источники переменного оперативного тока — употребляют энергию защищаемого объекта. При выполнении переменного оперативного питания в качестве источников служат трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
Достоинства источников переменного оперативного тока:
— Колебания выходного напряжения выше, чем для источников неизменного оперативного тока, в особенности в момент недлинного замыкания. Для электромеханических реле это не имеет существенного значения, а для аналоговых и микроэлектронных – может привести к неверной работе.
Лекция №4. Источники оперативного тока
7.Оперативное питание от предварительно заряженных конденсаторов.
8.Реле прямого действия на переменном оперативном токе
Схемы дешунтирования отключающей катушки выключателя
11.Выбор принципов выполнения оперативного тока на подстанциях
4.1.Назначение и общие требования к источникам оперативного тока
Оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, вторичные цепи релейной защиты, автоматики и телемеханики, а также цепи сигнализации.
Различают независимые и зависимые источники оперативного тока. Работа первых не зависит, а вторых — зависит от режима работы и состояния первичных цепей электроустановки. К независимым источникам оперативного тока относятся аккумуляторные батареи, а к зависимым – трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд и т.д.
Источники оперативного тока подразделяются на источники постоянного тока и источники переменного тока.
Аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного подзаряда от специальных выпрямителей, которые одновременно обеспечивают стабилизацию напряжения на шинах оперативного тока. Как правило, в работе должно быть два выпрямителя, питающихся от разных трансформаторов собственных нужд и работающих параллельно на шины щита постоянного оперативного тока.
Рис.4.1. Схема соединений щита постоянного оперативного тока с постоянным подзарядом аккумуляторной батареи
Для обеспечения нормальной эксплуатации схема собственных нужд постоянного тока имеет:
— устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока
— устройство автоматического контроля уровня напряжения (отклонение %)
Таким образом АБ значительно дороже других источников питания: требуются зарядные и подзарядные агрегаты, специальное помещение с вентиляцией, квалифицированный уход, требуется сложная протяженная сеть постоянного тока.
Источником переменного оперативного тока для токовых защит, выполненных с реле прямого действия являются ТТ защищаемого присоединения. Реле прямого действия представляют собой электромагниты переменного тока, встроенные в пружинный привод выключателя.
