Меню

Оперативный ток в устройствах сигнализации

Устройство и обслуживание вторичных цепей — Цепи оперативного тока

Содержание материала

Оперативный ток используется для:
управления коммутационными аппаратами (выключателями, разъединителями, отделителями, коротко замыкателями, различными автоматическими, пусковыми и другими устройствами) ;
питания оперативных цепей релейной защиты и автоматики, определяющих с помощью промежуточных аппаратов (реле времени, промежуточных и др.) логическую последовательность операции при срабатывании пусковых органов защиты и автоматики (реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, катушки которых получают питание от трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, повторяющих изменения тока и напряжения того присоединения, к которому они относятся), в результате которой производится воздействие на исполнительные органы коммутационных аппаратов (например, электромагниты включения и отключения);
осуществления всех видов и способов сигнализации (сигнализация положения коммутационных аппаратов, предупреждающая сигнализация отклонений от нормальных режимов работы или технического состояния оборудования по температуре обмоток, масла, воздуха, воды, состоянию изоляции и другим параметрам, сигнализация действия устройств защиты и автоматики).
Управление аппаратом означает подачу команды на изменение его положения, т. е. на его включение или отключение. Команды на операции управления или регулирования подаются оперативным персоналом (вручную) или автоматическими устройствами. Соответственно различают управление ручное и автоматическое. На электростанциях и подстанциях обычно используют обе формы управления.
В первую очередь автоматизируют те процессы, где вслед за изменением состояния или режима оборудования должна быстро (в течение секунд или долей секунды) последовать соответствующая операция управления или регулирования. Это — автоматическое регулирование частоты и возбуждения генераторов, АПВ линий, автоматический ввод резервного питания в системе СН, автоматическое пожаротушение трансформаторов и кабельных помещений и т.д.
Ручное управление может осуществляться в непосредственной близости от управляемого аппарата — местное управление — или на расстоянии с помощью электрического командного сигнала — дистанционное управление и телеуправление. При дистанционном управлении командный сигнал формируется при воздействии вручную на орган управления — подаче команды ключом управления с поста управления и передается по индивидуальным проводам связи между постом управления и объектом на исполнительный орган — привод управляемого аппарата. Эту систему применяют для управления объектами, расположенными на сравнительно небольших расстояниях (десятки и сотни метров) от поста управления, например в пределах электростанции или подстанции.
Телеуправление отличается от дистанционного управления тем, что число линий (или каналов) связи между постом управления и объектом управления меньше числа передаваемых команд управления. Телеуправление электрическим оборудованием применяется при значительном удалении (более 1 км) пункта управления от управляемого объекта.
Телеуправление рекомендуется для оперативного обслуживания выключателей и отделителей подстанций и гидроэлектростанций без постоянного дежурного персонала; пуска, останова и перевода в режим синхронного компенсатора гидроагрегатов. В этих случаях управление средствами телемеханики производится с диспетчерского пункта энергетической системы или района, где расположен объект. С ростом уровней напряжения электропередач, а следовательно, и площадей, занимаемых ОРУ высокого напряжения, щит управления подстанции или станции оказывается достаточно удаленным от выключателей, расположенных на ОРУ. В этом случае телеуправление целесообразно применять и на территории электрического объекта для сокращения линий связи между пунктом управления и управляемым объектом.
Для передачи сигналов устройств телемеханики могут использоваться каналы связи, линии высокого напряжения или линии связи.
Телеуправление — наиболее ответственная операция в телемеханике, практически не допускающая ложных команд. При использовании телеуправления выполняются следующие требования:

  1. операция телеуправления обязательно должна сопровождаться ответной телесигнализацией, которая используется для контроля правильности выполнения операции управления;
  2. посылка команды телеуправления должна состоять как минимум из двух операций: подготовительной (выбор объекта и характера операции) и исполнительной (подача команды); при этом уменьшается вероятность неправильных действий диспетчера;
  3. канал связи должен непрерывно контролироваться, выход его из строя не должен приводить к ложным командам.

Цепи воздействия устройства телеуправления на исполнительные органы

Рис. 2.12. Цепи воздействия устройства телеуправления на исполнительные органы схемы управления:
KMI, YATI— исполнительные органы схемы управления выключателя: промежуточный контактор электромагнита включения и электромагнит отключения; KCTI — реле команд «Включить» и «Отключить», принимающие команды местного и телеуправления; SA1 — ключ местного управления; У, РИВ, РИО— контакты приемных реле устройства телемеханики (замкнуты при передаче с пункта управления соответствующей команды)

При исполнении команды «Включить» замыкание цепей на исполнительный орган управляемого аппарата производится соединенными последовательно контактом реле выбора объекта У и контактом исполнительного реле команды «Включить» РИВ; при исполнении команды «Отключить» — соединенными последовательно контактом реле выбора объекта и контактом исполнительного реле команды «Отключить» РИО (рис. 2.12).
Сигнализация положения должна выполняться для коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление. Сигнализация осуществляется с помощью сигнальных ламп, установленных над ключом управления. Лампа, сигнализирующая включенное положение, имеет красный фильтр и устанавливается справа; отключенное положение сигнализирует лампа с зеленым фильтром, которая устанавливается слева. Построение цепей сигнализации положения выключателей и разъединителей определяется схемами управления этих аппаратов и рассматривается в следующей главе.
Сигнализация аварийного отключения коммутационных аппаратов при срабатывании релейной или технологической защиты элемента, а также при действии устройств автоматики (кроме тех, которые переключают коммутационные аппараты по заранее определенному режиму) обеспечивается действием центрального (для всех коммутационных аппаратов) звукового сигнала и индивидуального индикатора, в качестве которого используется мигание лампы сигнализации положения (световая сигнализация) либо указательное реле с ручным возвратом.
Предупреждающая сигнализация извещает персонал о необходимости принятия мер по ликвидации возникших отклонений от нормального режима или о появившихся неисправностях (повышение температуры нагрева обмоток генератора, трансформатора, синхронного компенсатора, снижение уровня масла в трансформаторе и давления сжатого воздуха в воздушных выключателях и т.д.). Предупреждающая сигнализация обеспечивается действием центрального (для всего объекта) звукового и индивидуальных световых сигналов либо индивидуальных указательных реле.
Звуковые сигналы аварийной и предупреждающей сигнализации, как правило, выполняются раздельно и различаются по характеру звучания сигнала.
Сигнализация действия устройств защиты и автоматики производится при помощи флажка указательного реле соответствующей защиты или устройства автоматики. При этом срабатывает звуковой и световой сигнал аварийного отключения.
При неисправностях в устройствах защиты и автоматики, а также действиях устройств защиты и автоматики, не сопровождающихся отключением коммутационных аппаратов, должна приводиться в действие с помощью индивидуальных указательных реле предупреждающая звуковая сигнализация. Для напоминания дежурному персоналу о необходимости ручного возврата указательного реле выполняются групповые световые сигналы вызова к панелям, где установлены указательные реле. Для облегчения отыскания сработавшего указательного реле на каждой панели или в релейном шкафу необходимо предусматривать лампу сигнализации «Указатель не поднят», общую для всех указательных реле панели или релейного шкафа.
Вызывная сигнализация передает сигналы вызова пои аварийном отключении оборудования или при появлении неисправности оборудования на оперативный пункт управления (центральный щит управления — ЦЩУ, главный щит управления — ГЩУ, блочный щит управления — БЩУ), дежурному на дому, на диспетчерский пункт.
Получив сигнал, обслуживающий персонал обязан прибыть на место для выявления и устранения неисправностей.
Поиск аварийно отключившегося выключателя или выявление причины возникновения предупреждающего сигнала производится по индивидуальным индикаторам — лампам сигнализации положения или указательным реле.
Вызывная сигнализация применяется на подстанциях и небольших ГЭС, где нет постоянного дежурного персонала, а их обслуживание осуществляется дежурными на дому или оперативно-выездными бригадами (ОВБ), а также в установках СН, КРУ, КРУН и других РУ и электроустановках (синхронных компенсаторах, насосных, компрессорных и т. д.), которые периодически контролируются сменным персоналом данного энергообъекта.
В зависимости от расстояния, на котором находится дежурный от объекта, сигнал вызова передается либо по индивидуальным проводам связи, либо средствами телемеханики — при удаленности от объекта на 1 км и более.
Передача сигналов средствами телемеханики — телесигнализация — обеспечивается значительно меньшим количеством линий связи между контролируемым объектом и постом управления, чем число передаваемых сигналов.
Для электростанций предусматривается телесигнализация положения всех выключателей главной электрической схемы на центральный диспетчерский пункт (ЦДП) энергосистемы. Для подстанций без постоянного дежурного персонала предусматривается телесигнализация положения выключателей и отделителей и аварийно-предупреждающая телесигнализация на диспетчерский пункт. Для подстанций с постоянным дежурным персоналом или с дежурным на дому на ЦДП энергосистемы предусматривается телесигнализация положения выключателей главной электрической схемы, рабочего состояния гидроагрегатов и телеуправляемого оборудования, а также аварийно-предупреждающая сигнализация.
При телесигнализации обычно передается информация типа «Да», «Нет» об одном из двух состояний объекта (включен или отключен, открыто или закрыто и т. д.). Датчиком сигнала положения выключателя является вспомогательный контакт выключателя или реле-повторителя, разомкнутый при отключенном выключателе. Тогда при включенном выключателе (рабочем состоянии объекта) контролируется целость цепи от датчика до устройства телемеханики.
Сигналы телеуправления и телесигнализации могут передаваться по одной линии или одному каналу связи. В системе телемеханики применяется уплотнение канала связи и осуществляется передача сигналов последовательными кодами (поочередно). Аппаратура телемеханики состоит из полукомплекта, устанавливаемого на диспетчерском пункте, и полукомплектов, устанавливаемых на контролируемых пунктах. Один полукомплект на диспетчерском пункте может принимать информацию и передавать команды управления на полукомплекты нескольких контролируемых пунктов.
На диспетчерском пункте устанавливаются диспетчерский щит и пульт управления энергосистемы. На щите наносится схема электрических соединений станций и подстанций энергосистемы, устанавливаются ключи выбора объекта для каждого управляемого аппарата и центральные кнопки, общие для аппаратов одного объекта, для подачи команд «Включить» и «Отключить».
Оперативный ток может быть постоянным, выпрямленным, переменным.
При применении традиционных средств (ключей управления и электромеханических реле) для управления, зашиты, автоматики и сигнализации в настоящее время принимается напряжение 220 В оперативного тока. На крупных электростанциях (с большим количеством электродвигателей механизмов и запорно-регулирующей арматуры собственных нужд, требующих автоматического управления и участвующих в регулировании технологических процессов) и подстанциях сверхвысокого напряжения (750, 1150 кВ переменного тока, 1500 кВ постоявших) тока), где вводится автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), выполняющая функции управления, регулирования и контроля средствами вычислительной техники, используется также напряжение оперативного тока 24 В. При этом напряжение 220 В оперативного тока используется для управления электромагнитными приводами высоковольтных выключателей и разъединителей, а также для схем сигнализации на традиционных средствах, резервирующих в минимальном объеме АСУ ТП.
В цепях оперативного тока должна предусматриваться защита от токов КЗ. Для этого питание оперативным током вторичных цепей каждого присоединения производится через отдельные предохранители или автоматические выключатели с вспомогательными контактами для сигнализации об их отключении. Применение автоматических выключателей более предпочтительно, чем предохранителей.
Питание оперативным током цепей релейной защиты и управления выключателями и автоматами гашения поля (АГП) генераторов выполняется через отдельные от цепей сигнализации автоматические выключатели.
Для ответственных присоединений (линий электропередачи 110 кВ и выше, трансформаторов 330 кВ и выше и крупных генераторов), отдельные автоматические выключатели устанавливаются для основных и резервных защит. При этом цепи управления и резервных защит линий могут подключаться, к одному общему автоматическому выключателю.
Для надежной работы энергообъектов и их защиты необходимо контролировать наличие питания цепей оперативного тока каждого присоединения. Предпочтительнее осуществлять контроль с помощью реле, которые позволяют подать предупреждающий сигнал при исчезновении напряжения оперативного тока. Принципы построения схем управления выключателей и разъединителей, а также аварийной и предупреждающей сигнализации рассмотрены в следующей главе.

Читайте также:  Допустимый тока кабеля 5х50

Источник

Оперативный ток

5.1.Назначение оперативного тока.

Оперативным называется ток, при помощи которого производится управление выключателями, а также питание цепей защит, автоматики и различного вида сигнализации.

Источники оперативного тока должны иметь достаточную величину напряжения и мощности во время к.з. и ненормального режима для действия устройств релейной защиты и автоматики, а также для надежного отключения и включения выключателей.

5.2.Постоянный оперативный ток.

В качестве источника постоянного тока используется аккумуляторные батареи с зарядными устройствами, осуществляющие централизованное питание оперативным током цепей всех присоединений.

Ряд стандартных напряжений постоянного оперативного тока: 24, 48, 110 и 220В.

Для питания устройств РЗА, управления выключателями, аварийной и предупредительной автоматики создается специальная сеть оперативного тока. Для обеспечения надежного питания оперативным током распределительная сеть делится на отдельные участки (секционируются), имеющие самостоятельное питание от сборных шин батареи. А также цепи защищаются от к.з. максимальными автоматами и плавкими предохранителями.

Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного тока релейной защиты, автоматики и управления выключателями. Эти цепи питаются от отдельных шинок управления, которые делятся на несколько секций для повышения надежности рубильниками. От шинок управления питания на цепи релейной защиты, автоматики и управления подается через отдельные автоматы или предохранители для каждого выключателя.

Хотя аккумуляторные батареи и являются наиболее надежными источниками питания, обеспечивающие необходимые уровни напряжения и мощности вне зависимости от исполнения основной схемы, они в свою очередь являются и самыми дорогими, требующие специальные помещения, зарядные устройства и квалифицированного обслуживания. Поэтому в настоящее время наибольшее распространение получает питание оперативных цепей от источников переменного тока. А постоянный оперативный ток в первую очередь используется на установках, где аккумуляторные батареи требуются как для включения мощных выключателей, так и для ряда других нужд.

В качестве примера исполнения на постоянном оперативном токе рассмотрим однолинейную схему максимальной токовой защиты (МТЗ) с индукционным реле тока РТВ1, имеющим ограниченно-зависимую характеристику выдержки времени.

При срабатывании защиты РТВ1 своим контактом подает напряжение, как правило “+”, на катушку отключения КО выключателя В2 и последний разрывает цепь тока защищаемого присоединения. После этого реле РТВ возвращается в исходное состояние. При этом цепь отключения разрывается контактом БК цепи привода выключателя до размыкания контактов РТВ, что исключает разрыв последним обычно недопустимых токов КО.

Исправность цепи отключения, включая автомат (или предохранитель), БК, КО контролируются промежуточным реле положения выключателя РПВ отпускающемся при исчезновении в нем тока, замыкающегося по цепи отключения, этот ток ограничивается до значений много меньших тока срабатывания КО, сопротивлением самого реле и сопротивлением добавочного резистора. Для исключения сигнализации о нарушении при отключении выключателя размыкающий контакт РПВ соединяется последовательно с размыкающимся контактом реле РПО, контролирующий цепь включения выключателя, размыкающимся при его отключении и разрывающим цепь. Плюс на цепь сигнализации подается от шинок сигнализации.

Возможным видом повреждений в сетях постоянного тока может быть замыкание одного полюса на землю. При появлении второй “земли” возможно шунтирование контакта РТВ и ложное отключение В2. Поэтому предусматривается общая для всей сети постоянного тока защита от замыкания полюса на землю.

Читайте также:  Что делать если стиралка бьет током

5.3.Схема управления выключателя.

Рассмотрим упрощенную схему управления выключателя с электромагнитным приводом. Она содержит катушки КВ и КО электромагнитов включения и отключения, ключ управления КУ, непосредственно управляющий цепью отключения и через контактор КП цепью включения ( токи при включении КВ могут достигать 200-400А), контакты вспомогательных цепей БК1, БК2,связанные с валом выключателя, промежуточное реле РБМ с удерживающей обмоткой и промежуточные реле РПВ и РПО, включенные последовательно соответственно с КО и КП. Схема управления питается от шинок ШУ постоянного тока через автомат АВ, катушка КВ присоединяется к шинкам ШВ, через второй максимальный автомат ( при предохранители). Иногда контакты ключа управления действуют в схеме через промежуточное реле команд.

Дистанционное отключение выключателя производится вручную ключом КУ, переводимым в положение “отключить” или при срабатывании релейной защиты ее замыкающим контактом, присоединенным параллельно контакту КУ. При этом образуется цепь от +ШУ через КУ, рабочую обмотку реле РБМ, замыкающий контакт КЦО, КО к -ШУ . Сердечник КО втягивается и своим бойком расцепляет защелку и выключатель отключается. При этом замыкается размыкающийся контакт КЦВ, подготавливая цепь включения, и размыкается контакт КЦО, который применяется для того, чтобы:

— предотвратить длительное прохождение тока через не рассчитанную на это КО (как и КВ), например, при заедании ключа или если не разомкнется контакт РЗ при отключении защищаемого элемента;

— исключить работу контакта РЗ на размыкание КО, обычно не рассчитанного на это.

Дистанционное включение выключателя производится вручную тем же ключом КУ, переводимым в положение “включить” или при срабатывании автоматики РЗ. При этом образуется цепь от +ШУ через КУ, размыкающие контакты РБМ и КЦВ, обмотку КП к -ШУ. Контактор КП, замыкая свои контакты, подает напряжение на КВ и выключатель включается. Контакт КЦВ размыкается (КВ не рассчитана на длительное прохождение тока), а КЦО замыкается, подготавливая цепь отключения.

Реле РБМ предотвращает возможность многократного включения выключателя на не устранившиеся к.з. ( осуществляет блокировку от многократного включения), опасность которого может возникнуть, например, если при включении выключателя на к.з., ключ КУ будет длительно задержан или из-за неисправности останется в положении “включить” и выключатель будет многократно отключаться релейной защитой и вновь включаться. Это исключается размыканием цепи включения контактом РБМ и включением вторым контактом РБМ удерживающей обмотки. При этом РБМ держит цепь включения разомкнутой до размыкания КУ.

Вторым назначением РБМ является фиксация подачи отключающего сигнала (например, от защит). Срабатывая при подачи “+” на КО через КУ или РЗ, реле РБМ замыкает свой контакт, через который “+” непосредственно от ШУ подается на его рабочую обмотку и реле РБМ самоудерживается. Самоудерживание снимается при размыкании КЦО. Наличие самоудерживания в РБМ может исключить необходимость иметь его в выходных цепях защит, имеющих, например, недостаточно надежный, вибрирующий контакт.

Промежуточные многоконтактные реле РПВ и РПО предназначены для сигнализации положения выключателя (называются реле “положения”) и для контроля исправности цепей отключения и включения. Это достигается включением обмоток реле последовательно соответственно в цепи отключения и включения, параллельно контактом КУ (РПО, минуя размыкающий контакт РБМ). Ток, проходящий через обмотки реле, определяемый их большим сопротивлением, весьма мал и не влияет на работу КО и КП.

Сигнализация неисправности.

Приводы электромагнитных выключателей снабжаются также набором других блокировочных контактов (типа КСА), связанных с приводом выключателя. Однако они часто считается менее надежными, чем КЦО и КЦВ и управляемые или реле РПВ и РПО. Поэтому в случае необходимости для цепей защиты используется последние.

5.4.Оперативный переменный ток.

Источниками переменного тока могут быть измерительные трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы собственных нужд, включаемые соответственно на токи и напряжения элементов защищаемой установки.

Для выполнения РЗ линий, трансформаторов, генераторов и другого оборудования на переменном оперативном токе применяется несколько способов:

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Виды релейных защит и автоматики, оперативный ток

Релейная защита представляет собой совокупность одного или нескольких реле, устройств их питания и устройств, реагирующих на срабатывание реле. Устройства релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации совместно с источниками питания, а также цепи электрических измерений и учета электроэнергии образуют систему вторичных цепей.

По роду контролируемой величины релейные защиты подразделяют на следующие виды:

а) токовые, в основном реагирующие на увеличение тока;

б) напряжения, в основном минимального напряжения;

в) мощности, в основном направления мощности;

г) реагирующие на величины сопротивлений защищаемых участков электрических сетей;

д) реагирующие на температуру защищаемых объектов.

По характеру защищаемого объекта релейные защиты бывают: устройства защиты генераторов, трансформаторов, линий электропередачи и электрических сетей, шин РУ, электроприемников технологического оборудования, конденсаторных установок.

По принципу действия все релейные защиты можно подразделить на три класса по способу реагирования на изменение контролируемой величины на:

а) абсолютное значение контролируемой величины (ток, напряжение);

б) направление контролируемой величины (тока, мощности);

в) разность контролируемых величин (дифференциальные, балансные защиты).

Токовые защиты. Релейная защита, действующая при возрастании тока, называется максимальной защитой тока. Защита, срабатывающая при снижении тока, называется минимальной защитой тока. Основным элементом токовой защиты является реле тока. В зависимости от способа обеспечения селективности токовые защиты подразделяются на максимальные токовые защиты (МТЗ) и токовые отсечки (ТО). При МТЗ селективность защиты достигается выбором выдержки времени. Большая выдержка устанавливается у защиты, расположенной ближе к источнику питания. При ТО селективность обеспечивается выбором тока, обеспечивающим срабатывание защиты.

Токовая направленная защита действует в зависимости от величины тока и его фазы по отношению к напряжению на шинах подстанции, где защита установлена. Защита срабатывает, если ток будет превышать заданную величину, а его фаза будет соответствовать КЗ на защищаемом элементе. Такое действие защиты обеспечивается включением в схему реле направления мощности вместе с реле тока.

Дифференциальная защита основана на принципе сравнения токов или фаз токов по концам защищаемого участка или в соответствующих ветвях параллельно соединенных элементов электроустановки.

Защиты напряжения. Для защиты электрооборудования при изменении величины напряжения применяются реле напряжения. Защита, срабатывающая при уменьшении напряжения, называется минимальной защитой напряжения. Защита, действующая при превышении заданной величины напряжения, называется максимальной защитой напряжения.

Устройства автоматики.В электроустановках, наряду с устройствами релейной защиты, функционируют устройства автоматики. Для осуществления быстрого и бесперебойного электроснабжения в электроустановках применяют автоматическое повторное включение, автоматическое включение резерва, автоматическую разгрузку по току, автоматическое регулирование напряжения.

Устройства телемеханики. Телемеханика – совокупность технических средств и методов, позволяющих преобразовать информацию об удаленном на значительное расстояние объекте в электрические сигналы, передаваемые по линиям связи на диспетчерский пульт управления, или передавать команды объектам управления с пульта. Средствами телемеханики осуществляются телеуправление, телеизмерения и телесигнализация.

Оперативный ток.В схемах релейной защиты и автоматики реле косвенного действия, в отличие от реле прямого действия, воздействует на отключение и включение выключателей с помощью электромагнитов, питаемых от сети постоянного или переменного тока. Ток, при котором срабатывают реле управления и защиты, электромагниты выключателей, устройства сигнализации, называется оперативным током.

Читайте также:  Короткозамкнутый виток в контакторе переменного тока

Надежным источником постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи. Их недостатком является высокая стоимость. Они требуют специального помещения и зарядного устройства. В качестве зарядных агрегатов применяются генераторы постоянного тока с приводом от электродвигателя. Помещение аккумуляторной в условиях заряда и постоянного подзаряда относится к взрывоопасным класса В-1а и требуют надежной вентиляции. Поэтому аккумуляторные батареи используются в основном на мощных подстанциях с напряжением 35-220 кВ.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник



Источники оперативного тока

Оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления, оперативные цепи релейной защиты, автоматики, телемеханики и различные виды сигнализации.

Источники оперативного тока делятся на зависимые и независимые. Деление по функции зависимости от режима работы и состояния первичных цепей установки:

– независимые – аккумуляторные батареи 110, 220, 24 и 48 В; дизель-генераторы, турбореактивные агрегаты,

– зависимые – асинхронные двигатели, генераторы тока, трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд (ТСН).

Питание оперативных цепей и особенно тех ее элементов, от которых зависит отключение поврежденных участков, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должны отвечать источники оперативного тока, состоит в том, чтобы во время короткого замыкания и при аварийных режимах в сети напряжение оперативного тока и его мощность имели достаточную величину как для действия вспомогательных реле защиты и автоматики, так и для надежного отключения соответствующего выключателя.

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях: постоянный и переменный ток, выпрямленный оперативный ток, смешанная система оперативного тока [8].

Постоянный оперативный ток. В качестве источника постоянного тока используются аккумуляторные батареи типа СК с напряжением 110 – 220 В без элементного коммутатора, работающие в режиме постоянного подзаряда. На небольших подстанциях применяются батареи напряжением 24 – 48 В, с которых централизованно осуществляется питание оперативных цепей всех присоединений. Для повышения надежности сеть постоянного тока секционируется на несколько участков, имеющих самостоятельное питание от сборных шин батареи.

Самыми ответственными потребителями являются цепи защиты, автоматики и катушки отключения приводов выключателей, которые питаются отшинок управления ( , затем цепи катушек включения, питаемые от отдельных шин ( ) вследствии больших токов, потребляемых катушками включения масляных выключателей, затем участок цепей сигнализации ), визуальных и звуковых. Остальные потребители (аварийное освещение, двигатели т.д.) питаются по отдельным линиям.

Аккумуляторные батареи обеспечивают питание оперативных цепей в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной цепи и поэтому являются самым надежным источником питания. В то же время это дорогой источник, требуются зарядные агрегаты, специальные помещения, квалифицированный персонал. Из-за централизации питания создаются сложные, протяженные дорогостоящие цепи постоянного тока.

Переменный оперативный ток. Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение сети. В соответствии с этим источником переменного оперативного тока служат трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд (ТСН). Они дешевые, не требуют особых помещений и обладают индивидуальностью, исключается развитая цепь. Отрицательным является отсутствие универсальности, могут применяться только при некоторых видах КЗ.

Трансформаторы тока – самый надежный источник питания оперативных цепей при защитах от коротких замыканий. При коротких замыканиях ток и напряжение на зажимах трансформатора тока растут, поэтому в момент срабатывания защиты активная мощность трансформатора тока растет, что и обеспечивает надежное питание цепей защит. Однако при повреждениях и режимах работы, не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом элементе (замыкание на землю в цепях с изолированной нейтралью, работа газовой защиты и т.д.), их использовать в качестве источников оперативного тока нельзя.

Трансформаторы напряжения, ТСН используются в качестве источников оперативного тока при сигнализации однофазных КЗ на землю в сетях с изолированной нейтралью, при защите от перегрузки, т.е. когда напряжение не равно нулю. ТСН, если запитать не от шин подстанции, а от питающей линии, может обеспечить любую защиту от КЗ на шинах подстанции. Если через ТСН заряжать конденсатор, тогда можно обеспечить любую защиту КЗ, если замыкающий контакт токового реле КА произведет разряд конденсатора на катушку отключения привода выключателя. Подбирая параметры схемы, можно обеспечить любую величину тока отключения и продолжительность действия.

Универсальными блоками питания цепей оперативного тока являются БПТ и БПН (токовых и напряженческих цепей). Главное – обеспечить напряжение и мощность цепи управления выключателей, поэтому у выключателей с электромагнитным приводом необходимо обращать внимание на величины токов включения электромагнитов приводов или применять выключатели с пружинным или пневматическим приводом, варьируя мощностями различных источников.

Для того чтобы обеспечить производство операций по включению при отсутствии напряжения на шинах, трансформаторы, питающие цепи защиты, присоединяют к линиям, питающим подстанции, или на выключателях устанавливают механические приводы, действующие за счет энергии поднятого груза или сжатой пружины, т.е. каждый источник имеет свою область применения. Основное требование предъявляется к мощности источника, она должна быть больше мощности потребляемой оперативными цепями. Наибольшие затруднения в этом плане возникают при применении трансформаторов напряжения и тока, но так как включение и отключение выключателя являются кратковременной операцией, можно без ущерба для измерительных трансформаторов значительно их перегружать.

Выпрямленный оперативный ток – это система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы. Для выпрямленного переменного тока используются:

· блоки питания стабилизированные типа БПНС-2, совместно с токовыми реле БПТ-1002 для питания цепей защиты, автоматики, управления;

· блоки питания БПН-1002 вместо БПНС-2 – для питания цепей защиты, автоматики, управления, когда возможность их использования подтверждена расчетом и не требуется стабилизация оперативного напряжения;

· силовые выпрямительные устройства ТЧ на УКП и УКПК с индуктивным накопителем для питания включающих электромагнитных приводов масляных выключателей. Индуктивный накопитель обеспечивает включение выключателя на короткое замыкание при зависимом питании цепей включения.

Смешанная система оперативного тока. Для питания оперативных цепей используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный). Смешанная система постоянного и выпрямленного оперативного тока применяется для уменьшения емкости аккумуляторной батареи за счет применения силовых выпрямительных устройств для питания электромагнитов включения масляных выключателей. Смешанная система переменного и выпрямленного оперативного тока применяется:

· для подстанций с переменным оперативным током при установке на вводах питания выключателей с электромагнитным приводом, для питания электромагнитов включения которых устанавливаются силовые выпрямительные устройства;

· для подстанций 35-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда не обеспечивается надежная работа защит от блоков питания при трехфазных КЗ на стороне среднего или низшего напряжения.

Рассмотренные варианты питания отличаются простотой и достаточной надежностью.

Источник