Меню

Что такое выпрямленный оперативный ток



Что такое выпрямленный оперативный ток

Где применяется выправленный оперативный ток? Установки выпрямленного оперативного тока.

а) Потребители электроэнергии переменного и выпрямленного оперативного тока.

Применение постоянного оперативного тока, требующее установки аккумуляторных батарей, увеличивает стоимость сооружения, эксплуатационные затраты, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети постоянного тока.

Внедрение в установках переменного и выпрямленного оперативного тока позволяет отказаться от дорогостоящих аккумуляторных батарей и уменьшить разветвленность оперативных цепей.

Переменный оперативный ток применяется на подстанциях с высшим напряжением 35—220 кВ без выключателей ВН. На подстанциях с оперативным постоянным током переменный оперативный ток применяется на панелях щитов с. н., а также компрессорных, насосных и других вспомогательных устройств.

Переменный оперативный ток применяется на ТЭС и АЭС в системе с. н. 0,4 кВ, кроме цепей управления автоматических выключателей на вводах рабочего и резервного питания, а также в схемах управления разъединителями и на местных ЩУ.

Выпрямленный оперативный ток применяется на подстанциях 110 кВ с одним-двумя выключателями ВН и на подстанциях 35 кВ с выключателями ВН. На ТЭС и АЭС выпрямленный ток применяется для управления автоматическими выключателями вводов 0,4 кВ РУ с. н., удаленных от главного корпуса, для блокировки разъединителей, технологической сигнализации на блочных, групповых и резервных ЩУ.

К особой группе потребителей оперативного переменного тока, требующей повышенной надежности электроснабжения, относятся устройства контроля и автоматического регулирования энергоблока, а также аварийная защита ядерного реактора на АЭС.

б) Источники оперативного переменного тока

Источниками питания переменным оперативным током являются трансформаторы тока, напряжения и С. Н.

Для защиты от КЗ наиболее надежным источником оперативного тока являются трансформаторы тока, так как при протекании тока КЗ вторичный ток его обеспечивает надежное отключение выключателя. Трансформатор напряжения в этом случае не может служить источником оперативного переменного тока, так как при КЗ резко снижается напряжение. Трансформаторы напряжения используются для питания зарядных устройств п блоков питания для релейной защиты от однофазных замыканий на землю в сети с незаземленной нейтралью.

Трансформаторы тока и напряжения используются как индивидуальные источники оперативного тока для данного присоединения, не связанные с цепями управления других присоединений, что обеспечивает их высокую надежность, а в электроустановке уменьшает протяженность вторичных цепей.

В настоящее время выпускаются релейная аппаратура и приводы выключателей, короткозамыкателей, отделителей на оперативном переменном токе для электроустановок 3—110 кВ. Наиболее широкое применение они находят на подстанциях.

Другим источником оперативного переменного тока являются трансформаторы с. н. В этом случае используется силовая сеть вторичного напряжения С. Н. (фазное напряжение 220 В). Питание оперативных цепей осуществляется централизованно, для группы или всех присоединений данного объекта. Для обеспечения надежности в схемах питания оперативным переменным током выполняется резервирование от разных источников, обеспечивающее сохранение питания при возможных аварийных режимах (рис.6).

Рис. 6. Схема питания сети оперативного переменного тока.

Оперативные шинки 4 получают питание через стабилизаторы напряжения 1 от двух секций с. н. 220 В. Резервирование питания осуществляется автоматическим устройством 2. Шинки управления ШУ и сигнализации ШС дублируются для повышения надежности. Для отключения приводов установлено зарядное устройство 5 с выпрямителями и конденсаторами. Контроль изоляции осуществляется устройством 3.

в) Установки выпрямленного оперативного тока

Выпрямленный оперативный ток позволяет применить более надежные схемы и аппаратуру постоянного тока и приводы с более простой кинематикой.

Для получения выпрямленного напряжения (тока) применяют:

силовые выпрямители для питания электромагнитов включения приводов выключателей;

зарядные устройства, запасенная энергия которых служит для питания различных аппаратов даже при исчезновении напряжения на объекте;

блоки питания, включаемые на трансформаторы тока, напряжения и С. Н., для питания вторичных цепей.

Рис. 7. Схема питания выпрямленным оперативным током:
/—стабилизаторы напряжения; 2 — блоки питания; 3 — контроль изоляции

Блоки питания широко применяют в схемах релейной защиты.

На рис.7 показана схема питания выпрямленным оперативным током шин управления и сигнализации. Если выпрямленный ток необходим для управления электромагнитными приводами, то применяется схема, аналогичная схеме на рис. 7.29, но вместо блоков питания устанавливаются силовые выпрямители, в качестве которых применяются полупроводниковые выпрямители, соединенные по трехфазной мостовой схеме.

В электроустановках с переменным оперативным током обычно устанавливаются выключатели с пружинными приводами, для управления которыми могут использоваться зарядные устройства CG. Принцип их работы заключается в том, что в нормальном режиме работы через выпрямительное устройство заряжаются конденсаторы (обычно до 400 В), а в момент отключения или включения соответствующий конденсатор разряжается на управляющий электромагнит. Емкость конденсатора C и напряжение на его пластинах U подбираются так, чтобы энергия, запасенная в конденсаторе, CU 2 /2 превышала энергию срабатывания управляющего электромагнита; время первого импульса разряда должно превышать время срабатывания электромагнита. Зарядные устройства применяются также для питания электромагнитов отключения выключателей с приводами типов ПС, ПЭ и для управления контакторами включения. Электромагниты включения в этом случае получают питание от трансформаторов с. н. через выпрямительные устройства. Комбинированное питание оперативных цепей от блоков питания, зарядных устройств и выпрямителей обеспечивает высокую надежность работы схем релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и блокировки.

На рис. 8 показана схема централизованного питания оперативных цепей с применением перечисленных выше источников выпрямленного напряжения. Цепи релейной защиты и сигнализации 1 получают питание от двух блоков БПТ, присоединенных к трансформаторам тока на питающих линиях, и одного блока БПН, присоединенного к трансформатору напряжения сборных шин. Дублирование блоков питания обеспечивает работу релейной защиты при любых повреждениях.

Рис.8. Схема централизованного питания оперативных цепей релейной защиты и сигнализации (7), цепей питания электромагнитов отключения (2) и включения (3)

Цепи питания электромагнитов отключения 2 присоединяются к зарядному устройству CG. Цепи электромагнитов включения 3, потребляющие значительный ток при включении, присоединяются к силовому выпрямителю VS, который питается от трансформатора с. н., так как мощность трансформатора напряжения недостаточна для электромагнитов включения.

Надежность питания цепей 2 и 3 обеспечивается установкой двух зарядных и выпрямительных устройств, присоединяемых к разным трансформаторам напряжения и собственных нужд.

г) Преобразовательные устройства в системе надежного питания АЭС

Потребители с. н. первой и второй групп АЭС требуют надежного питания, для чего используют автономные источники питания: дизель-генераторы, газотурбинные установки, аккумуляторные батареи и преобразовательные устройства. Для потребителей постоянного и переменного тока этих групп на АЭС устанавливают агрегаты бесперебойного питания АБП (рис.9.а), в которые входят управляемые и неуправляемые выпрямители, автономные инверторы, тиристорные ключи с естественной и искусственной коммутацией. Конструкция АБП обеспечивает стабильные параметры напряжения на шинах ответственных потребителей в статических и динамических режимах. Выпрямитель VS выполнен по трехфазной мостовой схеме на управляемых полупроводниковых выпрямителях — тиристорах. Каждое плечо моста состоит из нескольких параллельно включенных тиристоров. На стороне постоянного тока выпрямитель имеет сглаживающий реактор. Выпрямитель снабжен необходимой защитой и сигнализацией. В АБП-1000-144 выпрямитель рассчитан на напряжения 220 и 380 В, наибольшую мощность в течение 15 мин 450 и 750 кВт, напряжения на выходе 280 и 470 В, выпрямленный номинальный ток 1000 А, наибольший ток 1600 А.

Автономный инвертор тока UZ преобразует постоянный ток в трехфазный переменный с частотой 50 Гц. Силовая часть собрана по трехфазной мостовой схеме на тиристорах VS1VS6 (рис. 9,6). На входе и выходе инвертора установлены автоматические выключатели QF1, QF2, служащие для подключения к источнику питания и к нагрузке. Синусоидальность переменного тока обеспечивается за счет компенсирующих конденсаторов С1 — С3, установленных на выходе инверторного моста. Для стабилизации выходного напряжения на выход моста включено компенсирующее вентильно-индуктивное устройство L1L3 с тиристорными ключами VS7VS12, В АБП-1000-144 инвертор имеет мощность 150 кВА, наибольший ток нагрузки 400 А, напряжение на выходе 380/220 В.

Читайте также:  Укажите как взаимодействуют две катушки с током

Промышленность выпускает преобразователь тиристорный типа ПТСЕ-150У4, применяемый в АБП. Он выполнен из восьми шкафов двустороннего обслуживания, в которых размещены силовое оборудование и система управления. Охлаждение преобразователя воздушное принудительное.

Преобразовательные устройства обеспечивают надежное питание систем управления, контроля, сигнализации, регулирования на АЭС, а также находят применение для обеспечения бесперебойного питания ЭВМ.

Источник

Оперативный ток и его источники

date image2014-02-12
views image15039

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Оперативным называется ток, при помощи которого производится управление первичной коммутационной аппаратурой (выключателями, отделителями и т. д.), а также питание цепей релейной защиты и автоматики, разных видов управления и сигнализации. Основное требование – источники оперативного тока должны быть всегда готовы к действию во всех необходимых случаях (независимость от режима работы сети).

Используют два вида оперативного тока – постоянный и переменный.

1) Оперативный постоянный ток.

Источниками постоянного тока являются аккумуляторные батареи, работающие в режиме постоянного подзаряда. Рабочее напряжение батарей 110–220 В. В качестве подзарядного устройства используется мощный тиристорный преобразователь, снабженный элементным коммутатором, с помощью которого можно изменять число участвующих в химической реакции пластин. Для повышения надежности сеть оперативного тока секционируют на ряд участков, имеющих самостоятельное питание от сборных шин батареи.

Основные достоинства:

— простой источник тока, работа которого не зависит от состояния основной системы;

— возможность работы при одном замыкании на землю одного из полюсов при сохранении междуполюсного напряжения.

Недостатки постоянного оперативного тока:

— сложность выполнения защиты от повреждений в цепях постоянного тока;

— требуют специального помещения;

— требуют квалифицированного обслуживания;

Оперативный постоянный ток в первую очередь используется в электроустановках, где батареи требуются для включения мощных выключателей с электромагнитными приводами и ряда других нужд (например, на ТЭС, мощных ГЭС и подстанциях).

Рис.2.1. Принципиальная схема питания оперативных цепей РЗ, управления и сигнализации оперативным постоянным током

2) Оперативный переменный ток.

Источниками оперативного переменного тока могут быть трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд, включаемые соответственно на токи и напряжения элементов защищаемой установки.

Трансформаторы тока могут являться надежными источниками питания защит только от повреждений, сопровождающихся значительными токами, когда они в состоянии отдавать мощность, достаточную кроме всего для работы привода выключателя (при однофазных замыканиях на землю не подходят).

Трансформаторы собственных нужд и трансформаторы напряжения в общем случае, наоборот, непригодны для питания защит от КЗ, сопровождающихся снижением напряжения до нуля, и могут применяться для управления в режимах, характеризуемых напряжениями близкими к рабочим (например, однофазное замыкание на землю).

Таким образом, перечисленные источники питания не являются универсальными (как аккумуляторные батареи), а имеют ограниченные области применения. Поэтому часто используются несколько раздельных источников переменного оперативного тока или комбинированные устройства.

Схемы с использованием переменного оперативного тока:

1) Схемы с дешунтированием катушки отключения привода выключателя.

Однолинейный вид совмещенной схемы токовой защиты с реле тока КАТ с выдержкой времени с имеющим специальный переключающий контакт без разрыва цепи представлена на рис. 4.

В рабочих режимах процессе срабатывания реле тока КАТ размыкающей частью своего контакта, имеющей большую отключающую способность (с дугогасящим устройством), шунтирует цепь катушки электромагнита отключения выключателя YAT (нормально разорвана замыкающей частью контакта).

Нагрузка трансформатора тока ТА определяется относительно небольшой мощностью цепи обмотки реле тока, и трансформатор работает с необходимой точностью (e£10%). После срабатывания защиты электромагнит выключателя включается последовательно с обмоткой реле и через нее проходит полный вторичный ток трансформатора тока, определяющий отключение выключателя. При этом трансформатор тока сильно перегружается (e>10%), но для срабатывания защиты это уже несущественно.

Главное, чтобы ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока был больше или равен току срабатывания катушки электромагнита отключения выключателя и был не меньше тока возврата реле тока.

Достоинствами схем с дешунтированием катушки отключения привода выключателя являются простота и экономичность. А недостатками являются: зависимость от режима работы сети; оборудование на переменном токе имеет большие габариты; вибрация контактов.

Рассмотренные схемы могут применяться в сетях с номинальным напряжением до 35 кВ при пружинных приводах у выключателей (преимущественно на тупиковых подстанциях, где ток дешунтирования не превышает 50 А). Современные специальные реле тока и промежуточные реле имеют контакты, способные отключить ток до 150 А.

2) Схемы с блоками питания выпрямленным током, напряжением.

Под блоками питания понимаются устройства, питаемые от трансформаторов тока, трансформаторов напряжения и трансформаторов собственных нужд, выпрямляющие ток, напряжение и обеспечивающие напряжение, используемое для оперативных цепей.

Блоки делятся на токовые (БПТ), напряжения (БПН) и комбинированные, состоящие из БПТ и БПН, работающих параллельно на стороне выпрямленного напряжения. На рис. 5 представлен пример схемы комбинированного блока питания оперативным выпрямленным током.

БПН обеспечивает питание при замыканиях между двумя фазами за силовым трансформатором с группой соединения обмоток Y/D, D/Y, а также при однофазном КЗ за трансформатором с группой соединения обмоток Y/Y-0 с нулевым проводом, когда разность токов с питающей стороны равна нулю, но междуфазное напряжение близко к рабочему.

Рис. 2.5. Схема комбинированного блока питания выпрямленным током

Достоинства схем с блоками питания выпрямленным током и напряжением:

— возможность индивидуального обеспечения питания оперативным током одного защищаемого присоединения (однако при значительном числе присоединений экономически целесообразным оказывается групповое питание);

— возможность применения защитной аппаратуры, изготовляемой для установок с аккумуляторными батареями.

Недостатки схем с блоками питания выпрямленным напряжением и током:

— недостаточная мощность для питания катушек включения электромагнитных приводов (обычно осуществляется от выпрямительных блоков, питаемых от трансформаторов собственных нужд подстанции);

— невозможность использования для минимальных защит напряжения, а также при отключении подстанции с упрощенной схемой соединений со стороны высшего напряжения для управления отделителем в бестоковую паузу;

— необходимость отдельных сердечников трансформаторов тока, когда требуется большая отдаваемая мощность.

Схемы с блоками питания выпрямленным током широко применяются на понижающих подстанциях с номинальным напряжением до 35 кВ, а также на подстанциях с номинальным напряжением 110–220 кВ с упрощенными схемами электрических соединений со стороны высшего напряжения (не имеется выключателей на этом напряжении).

Некоторые из недостатков могут быть устранены при одновременном использовании энергии предварительно заряженных конденсаторов.

3) Схемы с предварительно заряженными конденсаторами.

Состоит из зарядного устройства, условно показанного на схеме промежуточным трансформатором TL, и блока конденсаторов С, заряжаемого через выпрямитель VD. Для предотвращения разряда конденсаторов через обратное сопротивление выпрямителя блок конденсаторов автоматически отключается от зарядного устройства замыкающим контактом минимального реле напряжения KV при значительном понижении выходного напряжения зарядного устройства.

Основным недостатком схем с предварительно заряженным конденсатором является импульсность действия, поэтому каждый элемент должен присоединяться к отдельному блоку конденсаторов.

Достоинствами схемы является возможность проведения оперативных операций на подстанции, потерявшей питание (например, отключение отделителей в бестоковую паузу) и возможность отключения выключателей с любыми тяжелыми приводами.

Основная область применения: питание цепей отключения выключателей и отделителей.

Рис.2. 6. Схема с предварительно заряженным конденсатором

4) Схемы с реле прямого действия.

Защиты с реле прямого действия также могут быть условно отнесены к работающим на оперативном переменном токе. Простота и автономность защит с реле прямого действия обуславливают продолжающееся их использование для осуществления защит, если их параметры и погрешности являются приемлемым (обмотки реле питаются непосредственно от трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, а исполнительные органы действуют непосредственно на отключение выключателей).

Источник

Системы оперативного тока на электрических подстанциях

Назначение системы оперативного тока на электрических подстанциях

Читайте также:  Почему электрический ток называется переменным

Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока данной электроустановки. Оперативный ток на подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушениях нормальной работы подстанции оперативный ток используется также для аварийного освещения и электроснабжения электродвигателей (особо ответственных механизмов).

Проектирование установок оперативного тока

Проектирование установки оперативного тока сводят к выбору рода тока, расчету нагрузки, выбору типа источников питания, составлению электрической схемы сети оперативного тока и выбору режима работы.

Требования, предъявляемые к системам оперативного тока

К системам оперативного тока предъявляют требования высокой надежности при коротких замыканиях и других ненормальных режимов в цепях главного тока.

Классификация систем оперативного тока на электрических подстанциях

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях:

1) постоянный оперативный ток — система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания применяется аккумуляторная батарея;

2) переменный оперативный ток — система питания оперативных цепей, при которой в кач естве основных источников питания используются измерительные трансформаторы тока защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы;

3) выпрямленный оперативный ток — 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;

4) смешанная система оперативного тока — система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный).

В системах оперативного тока различают:

  • зависимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электроустановки (электрической подстанции);
  • независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом-изготовителем.

Переменный оперативный ток применяется на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели 6(10)-35 кВ оснащены пружинными приводами.

Выпрямленный оперативный ток должен применяться: на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) кВ и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели оснащены электромагнитными приводами; на подстанциях 110 кВ с малым числом масляных выключателей на стороне 110 кВ.

Смешанная система постоянного и выпрямленного оперативного тока применяется для уменьшения емкости аккумуляторной батареи за счет применения силовых выпрямительных устройств для питания цепей электромагнитов включения масляных выключателей. Целесообразность применения этой системы должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.

Смешанная система переменного и выпрямленного оперативного тока применяется: для подстанций с переменным оперативным током при установке на вводах питания выключателей с электромагнитным приводом, дл я 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 коротких замыканий на стороне среднего или высшего напряжения.

В этом случае защита трансформаторов выполняется на переменном токе с использованием предварительно заряженных конденсаторов, а остальных элементов подстанции – на выпрямленном оперативном токе.

Система постоянного оперативного тока

В качестве источников постоянного оперативного тока используются аккумуляторные батареи типа СК или СН.

Потребители постоянного тока

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

1) Постоянно включенная нагрузка – аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батареи зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Так как постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных подстанций 110-500 кВ значение постоянно включенной на грузки 25 А.

2) Временная нагрузка – появляющаяся при исчезновении переменного тока во время аварийного режима – токи нагрузки аварийного освещения и электродвигателей постоянного тока. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (расчетная длительность 0,5 часа).

3) Кратковременная нагрузка (длительностью не более 5 с) создается токами включения и отключения приводов выключателей и автоматов, пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.

При переменном оперативном токе наиболее простым способом питания электромагнитов отключения выключателей является непосредственное включение их во вторичные цепи трансформаторов тока (схемы с реле прямого действия или с дешунтированием электромагнитов отключения при срабатывании защиты). При этом предельные значения токов и напряжений в токовых цепях защиты не должны превышать допустимых значений, а токовые электромагниты отключения (реле типов РТМ, РТВ или ТЭО) должны обеспечивать необходиму ю чувствительность защиты в соответствии с требованиями ПУЭ. Если эти реле не обеспечивают необходимой чувствительности защиты, питание цепей отключения производится от предварительно заряженных конденсаторов.

На подстанциях с переменным оперативным током питание цепей авто-матики, управления и сигнализации производится от шин собственных нужд через стабилизаторы напряжения.

Источниками переменного оперативного тока являются трансформаторы собственных нужд и измерительные трансформаторы тока и напряжения, осуществляющие питание вторичных устройств непосредственно или через промежуточные звенья – блоки питания, конденсаторные устройства. Переменный оперативный ток распределяется централизованно и, следовательно, при его использовании не требуется сложной и дорогой распределительной сети. Однако зависимость питания вторичного оборудования от наличия напряжения в основной сети, недостаточная мощность самих источников (измерительные трансформаторы тока и напряжения) ограничивает область применения оперативного переменного тока.

Трансформаторы тока служат надежными источниками для питания за-щит от коротких замыканий; трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут служить источниками для защит от повреждений и ненормальных режимов, не сопровождающихся глубокими понижениями напряжения, когда не требуется высокой стабильности напряжения и допустимы перерывы в питании.

Стабилизаторы напряжения предназначены для:

1) поддержания необходимого напряжения оперативных цепей при работе АЧР, когда возможно о дновременное снижение частоты и напряжения;

2) разделения оперативных цепей и остальных цепей собственных нужд подстанции (освещение, вентиляция, сварка и т.д.), что существенно повышает надежность оперативных цепей.

Система выпрямленного оперативного тока

Для выпрямления переменного тока используются:

Блоки питания стабилизированные типа БПНС-2 совместно с токовыми типа БПТ-1002 – для питания цепей защиты, автоматики, управления.

Блоки питания нестабилизированные типа БПН-1002 – для питания цепей сигнализации и блокировки, что уменьшает разветвленность цепей оперативного тока и обеспечивает возможность выдачи всей мощности стабилизированных блоков для срабатывания защиты и отключения выключателей.

Блоки БПН-1002 вместо БПНС-2 – для питания цепей защиты, автоматики, управления, когда возможность их использования подтверждена расчетом и не требуется стабилизация оперативного напряжения (например, при отсутствии АЧР).

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

Блоки питания нестабилизированные БПЗ-401 применяются для заряда конденсаторов, которые используются для отключения отделителей, включения короткозамыкателей, отключения выключателей 10(6) кВ защитой минимального напряжения, а также отключения выключателей 35-110 кВ при недостаточной мощности блока питания.

Читайте также:  Особенности силы тока в физике

Источник

Защита трансформаторов распределительных сетей — Оперативный ток на трансформаторных подстанциях

Содержание материала

  • Защита трансформаторов распределительных сетей
  • Виды повреждений трансформаторов
  • Виды ненормальных режимов работы трансформаторов
  • Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора
  • Короткие замыкания на выводах низшего (среднего) напряжения
  • Принцип действия плавких предохранителей
  • Достоинства и недостатки плавких предохранителей
  • Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями
  • Защита трансформаторов 35 кВ плавкими предохранителями
  • Защита трансформаторов 110 кВ с помощью плавких вставок и предохранителей
  • Типы релейной защиты трансформаторов
  • Способы присоединения понижающих трансформаторов
  • Структурная схема релейной защиты
  • Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
  • Трансформаторы тока как источники оперативного тока
  • Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
  • Блоки питания
  • Токовая отсечка от междуфазных к. з.
  • Дифференциальная токовая защита
  • Газовая защита
  • Обслуживание газовой защиты
  • Максимальная токовая защита
  • Специальная токовая защита нулевой последовательности
  • Схемы защиты трансформаторов

4. Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
Оперативным называется ток, обеспечивающий работу логической (в ряде случаев и измерительной) части релейной защиты, ее исполнительного и сигнального органов, а также электромагнитов управления коммутационных аппаратов (рис.4-3,б). Очевидно, что надежное функционирование устройства релейной защиты в целом во многом определяется надежностью источников питания и схемы оперативного тока.
Источники оперативного тока должны всегда, в любых аварийных режимах обеспечивать такие значения напряжения и мощности, которые гарантируют надежное действие защиты и электромагнитов управления коммутационных аппаратов.

На подстанциях распределительных сетей могут применяться следующие виды оперативного тока и их источники: постоянный — аккумуляторные батареи; переменный — измерительные трансформаторы тока ТТ и трансформаторы напряжения 77/, а также трансформаторы собственных нужд ТСН;

выпрямленный — блоки питания (токовые БПТ и напряжения БПН) и другие выпрямительные устройства;
ток разряда конденсаторов — предварительно заряженные конденсаторы, собранные в блоки БК, совместно с блоками для заряда конденсаторов УЗ или БПЗ.
Из всех перечисленных источников оперативного тока принципиально самым надежным является аккумуляторная батарея, так как она обеспечивает питание защитных устройств с необходимыми значениями напряжения и мощности во время самых тяжелых аварийных режимов, когда на подстанции может полностью исчезнуть первичное напряжение. Аккумуляторная батарея по праву издавна считается автономным (независимым) источником оперативного тока. Однако при массовом строительстве в нашей стране понижающих подстанций потребовалось бы очень много аккумуляторных батарей, которые стоят значительно дороже других источников оперативного тока, требуют специальных помещений, зарядных агрегатов, специалистов для обслуживания. Из опыта эксплуатации известно, что только при систематическом квалифицированном обслуживании аккумуляторная батарея является надежным источником оперативного тока. Поэтому в настоящее время на понижающих подстанциях 35—110 кВ распределительных сетей аккумуляторные батареи, как правило, не применяются, что соответствует указаниям [1]. Исключение могут составлять подстанции с тяжелыми масляными выключателями 110 кВ (например, типа МКП), которые требуют для включения мощный независимый источник постоянного оперативного тока.
Источники переменного оперативного тока — ТТ,ТН и ТСН — могут обеспечить надежное питание защитных устройств только в случае их совместного применения. При междуфазных к.з., сопровождающихся увеличением тока и глубоким снижением напряжения, очевидно, нельзя использовать в качестве источников оперативного тока ТН и ГС#, включенные на стороне НН или СН трансформаторной подстанции, но можно использовать ГГ, установленные для защиты трансформатора (рис. 4-5,а). Успешно применяется так называемая схема с дешунтированием ЭО (ЭВ)У в которой ГГ являются источниками оперативного тока для максимальных и. дифференциальных токовых защит, действующих при междуфазных к.з. Принцип работы и область применения этой схемы рассмотрены в § 4-5.
При других видах повреждения, например при витковом замыкании в обмотке трансформатора или уходе масла из-за неисправности бака трансформатора, а также при перегрузках напряжение на -подстанции не снижается, поэтому ТН и ТСН вполне могут быть использованы в качестве источников оперативного тока для газовой защиты, а также максимальной токовой защиты от сверхтоков, обусловленных перегрузкой.
По этому же принципу строится схема питания защитных устройств выпрямленным оперативным током (рис. 4-5,6). Токовый блок питания БПТ обеспечивает выпрямленное напряжение на общих шинках оперативного тока «+» и «—» при между- фазных коротких замыканиях, сопровождающихся большими токами через ТТ. Блок питания БПН включен на переменное напряжение трансформатора собственных нужд ТСН и обеспечивает выпрямленное напряжение на тех же шинках оперативного тока при таких повреждениях и ненормальных режимах, при которых напряжение на шинах НН подстанции сохраняется нормальным или близким к нормальному (витковые замыкания в трансформаторе, перегрузка, уход масла).

Рис. 4-5. Источники переменного (а) и выпрямленного (б) оперативного тока
ГСЯ —трансформатор собственных нужд; блоки предварительно
заряженных конденсаторов; УЗ — зарядное устройство; БЛ7\ БПН-блоки питания
Блок БПН обеспечивает выпрямленное напряжение также для операций оперативного включения и отключения коммутационных аппаратов.
От общих шинок выпрямленного оперативного тока получают питание все устройства релейной защиты, электромагнит отключения выключателя В, электромагнит включения короткозамыкателя КЗ. Схемы включения БПТ и БПН рассмотрены в § 4-7.
Однако на современных подстанциях распределительных сетей могут возникать такие аварийные режимы, во время которых на подстанции нет напряжения и не проходит ток к.з. И именно в таком режиме должна действовать специальная автоматика и должны отключаться выключатели или автоматические отделители. Наиболее характерным примером является действие автоматики отделителя ОД, через который понижающий трансформатор подключен к питающей линии (рис. 4-6). Автоматический отделитель АОД представляет собой обычный разъединитель с приводом и с несколько увеличенными расстояниями между полюсами, который не способен отключать токи к.з. и даже токи нагрузки трансформатора. Автоматический отделитель должен отключаться только во время бестоковой паузы, т. е. тогда, когда трансформатор находится без тока нагрузки и без напряжения.

Рис. 4-6. Структурная схема оперативного тока для питания цепей автоматики отключения отделителя ОД (АОД)
Рассмотрим работу автоматики АОД, обеспечивающей отключение отделителя ОД в бестоковую паузу (рис. 4-6). При к.з. в трансформаторе и действии его релейной защиты РЗТ включается короткозамыкатель КЗ. Источниками оперативного тока для этой операции могут служить трансформаторы тока ТТ (при действии дифференциальной или максимальной токовой защиты) или трансформатор ТСН (при действии газовой защиты). После включения КЗ действует защита питающей линии P3J1 и отключает выключатель В линии ВЛ-110 кВ, после чего на рассматриваемой подстанции полностью исчезает напряжение и ток до момента работы АПВ линии. Для того чтобы в этот промежуток времени, называемый бестоковой паузой, отключить отделитель, необходим независимый источник оперативного тока. Таким источником может быть, кроме аккумуляторной батареи, предварительно заряженный конденсатор БК (рис. 4-6). Накопленная в конденсаторе энергия сохраняется в течение достаточно длительного времени (минуты) после полного исчезновения напряжения на подстанции и прекращения заряда конденсатора зарядным устройством УЗ. Эта энергия используется для отключения ОД в бестоковую паузу.
Предварительно заряженные конденсаторы применяются в качестве независимого источника оперативного тока практически на всех упрощенных подстанциях, причем в ряде случаев не только для отключения ОД в бестоковую паузу, но также для обеспечения работы токовых защит трансформатора и включения КЗ, если схема с дешунтированием ЭО (ЭВ) не может быть использована (§ 4-5). Энергия предварительно заряженных конденсаторов широко используется и в схемах автоматики распределительных сетей [5]. Устройства для заряда конденсаторов рассмотрены в § 4-6.
Таким образом, на типовой упрощенной подстанции распределительных сетей 35—110 кВ используется несколько источников оперативного тока, взаимно дополняющих друг друга и обеспечивающих надежную работу защитных устройств и коммутационных аппаратов во всех возможных режимах,

Источник