Меню

Схема управления оперативным постоянным током

4-2. Постоянный оперативный ток

а) Источники и схемы питания

Основными источниками постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи с зарядными устройствами [Л. 23—26|. Стандартными величинами номинальных напряжений постоянного оперативного тока приняты 24, 48, 110 и 220 В.

Для питания устройств релейной защиты и автоматики, управления выключателями, аварийной и предупредительной сигнализации, а также других установок, требующих питания от независимого источника постоянного тока, создается специальная распределительная сеть (рис. 4-1). Для заряда аккумуляторных батарей используются полупроводниковые или ртутные выпрямители или зарядные агрегаты, состоящие из асинхронного электродвигателя и генератора постоянного тока.

Для обеспечения надежного питания оперативным током ответственных устройств распределительная сеть делится на отдельные участки, чтобы повреждение на одном из них не нарушало работу других [Л. 23, 25].

Все потребители постоянного оперативного тока делятся по степени их ответственности на несколько категорий. Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного тока релейной защиты, автоматики и управления выключателями. Эти цепи питаются от отдельных шинок управления (рис. 4-1), которые для повышения надежности делятся на несколько секций. Каждая секция шинок управления питает цепи релейной защиты, автоматики и управления определенного участка, например выключателей 110 кВ, 35 кВ и т. д. Между секциями установлены рубильники, позволяющие производить питание от соседней секции при повреждении питающей линии.

На каждой линии, отходящей от шин аккумуляторной батареи, установлены рубильники и плавкие предохранители П, исправность которых непрерывно контролируется сигнальными лампами или реле (на рис. 4-1 не показаны).

От шинок управления питание на цепи релейной защиты, автоматики и управления подается через отдельные предохранители ПУ для каждого выключателя. Контроль исправности этих предохранителей осуществляется непосредственно в схемах управления выключателей.

Цепи сигнализации также часто питаются от отдельных шинок сигнализации. Однако ввиду меньшей ответственности они делятся па меньшее количество секции, например две. В тех случаях, когда отдельные шинки сигнализации не предусматриваются, питание цепей сигнализации производится от цепей управления через отдельные предохранители.

В цепях управления ток проходит кратковременно во время включения или отключения выключателей и составляет примерно 5—10 А. Поэтому проводка цепей управления выполняется кабелем и проводом сечением 1,5—2,5 мм 2 .

Номинальный ток плавких вставок предохранителей выбирается по формуле (2-12) и проверяется условие, что ток при коротком замыкании в наиболее удаленной точке в 5—10 раз больше номинального тока плавкой вставки. При определении величины тока, который может проходить через предохранитель, необходимо учитывать все реле защиты и автоматики, сигнальные лампы, отключающие электромагниты, и контакторы включения, ток которых может одновременно проходить через предохранитель.

Ток короткого замыкания определяется по формуле

где е — э. д. с. одного элемента батареи, В; rэ — внутреннее сопротивление одного элемента, Ом; n — число элементов в цепи разряда, шт.; rЦ — сопротивление цепи от шин батареи до места короткого замыкания в оба конца, Ом.

Средние значения е и rэ для одного элемента аккумуляторов типов С-1 и СК-1 составляют: для разряженного состояния ер =1,8 В, rЭ.Р. = 0,006 Ом, для заряженного состояния еЗ= 2,1 В, rЭ.З. = 0,0046 Ом.

Сопротивления элементов аккумуляторов других типов определяются делением указанных значений на номер батареи.

Сопротивление цепи определяется по известной формуле

где l — расстояние по трассе кабеля от шин батареи до места короткого замыкания, м; — удельная проводимость, равная 57 для меди и 34 для алюминия; S — сечение жил кабеля, мм 2 .

Отдельные шинки и цепи выполняются для питания обмоток включающих электромагнитов масляных выключателей. Ток в этих цепях проходит кратковременно, но достигает больших величин (до 400 А). Поэтому сечение кабелей выбирается таким, чтобы падение напряжения в них не превосходило допустимой величины и напряжение на обмотках включающих электромагнитов не снижалось ниже 70% номинального. Предохранители ПВ в этих цепях предназначены для отделения поврежденного участка от батареи и для защиты обмоток включающих электромагнитов от длительного прохождения тока, на которое они не рассчитаны. Номинальный ток плавкой вставки определяется по формуле (2-12).

Остальные потребители постоянного тока: аварийное освещение, » мелкие электродвигатели и т. п. — также питаются от отдельных шинок и самостоятельной сети.

б) Контроль изоляции сети постоянного тока

Нарушение изоляции относительно земли сети постоянного тока может привести к образованию обходных цепей и ложным отключениям оборудования (см. гл. 14). Поэтому все установки постоянного тока оборудуются устройствами непрерывного контроля состояния изоляции сети постоянного тока относительно земли [Л. 25, 27].

Схема простейшего контроля, приведенная на рис. 4-2, состоит из двух вольтметров, включенных между каждым полюсом и землей.

В нормальных условиях, когда сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли одинаковы, т. е. напряжение каждого полюса относительно земли равно половине напряжения между полюсами, т. е.

Если один из полюсов, например плюс, замкнется на землю, т. е. то соответственно напряжение также станет равным нулю, а напряжение возрастет до полного напряжения между полюсами, т. е.

Следовательно, при понижении сопротивления изоляции на одном из полюсов напряжение этого полюса относительно земли, нормально равное 0,5U, понижается, а напряжение другого полюса относительно земли увеличивается на ту же величину.

Для обеспечения достаточной чувствительности схемы сопротивление вольтметров должно быть соизмеримо с сопротивлением изоляции сети постоянного тока относительно земли. Удовлетворительные результаты получаются при сопротивлении вольтметров 50—100 тыс. Ом.

При помощи кнопок и вольтметров можно определить величину сопротивления изоляции сети относительно земли. Для этого поочередно размыкаются кнопки и записываются показания вольтметров . По полученным значениям напряжений и зная сопротивление вольтметров rB, определяют сопротивление изоляции сети относительно земли по формулам:

В эксплуатации используются различные устройства контроля изоляции сети постоянного тока относительно земли как периодического, так и непрерывного действия. Схема одного из устройств непрерывного автоматического контроля приведена на рис. 4-3. Устройство состоит из двух равных по величине сопротивлений r1 и r2, двустороннего магнитоэлектрического микроамперметра и поляризованного реле РП. Из рис. 4-3, б видно, что сопротивления r1 и r2 образуют с сопротивлениями схему мостика, и диагональ которого между точками a и б включены прибор и реле (на рис. 4-3, б для упрощения показан только прибор). Если сопротивления изоляции полюсов относительно земли одинаковы, т. е. то напряжение между точками a и б мостика равно нулю и ток через прибор не проходит.

При понижении сопротивления изоляции на минусе, т. е. при уменьшении потенциал точки б станет ниже потенциала точки а и через прибор и реле пойдет ток в направлении от точки а к точке б, что вызовет соответствующее отклонение стрелки прибора и срабатывание реле. При понижении сопротивления изоляции на плюсе ток будет проходить в противоположном направлении и, следовательно, отклонение стрелки прибоа также будет противоположным.

Симметричное понижение сопротивления изоляции на обоих полюсах можно обнаружить по прибору при поочередном нажатии кнопок . При этом прибор, отградуированный непосредственно в килоомах, укажет величину сопротивления изоляции полюсов относительно земли.

в) Оценка постоянного оперативного тока

Аккумуляторные батареи являются наиболее надежными источниками оперативного тока. Поэтому они широко применяются на электростанциях и подстанциях для питания оперативных цепей релейной защиты, автоматики и управления выключателями. Однако аккумуляторные батареи имеют высокую стоимость, требуют специальное помещение, зарядное устройство; обслуживать их должен квалифицирован-ныи персонал. Кроме того, выполнение распределительной сети постоянного тока требует затрат большого количества контрольного кабеля. Поэтому наряду с применением аккумуляторных батарей все более широкое распространение получает питание оперативных цепей от источников переменного тока.

Читайте также:  Мем ток не бей

6 Июнь, 2009 43896 ]]> Печать ]]>

Источник

Системы оперативного тока на электрических подстанциях

Назначение системы оперативного тока на электрических подстанциях

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.

Читайте также:  Электрические цепи переменного тока схема подключения

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.

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.

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:

Читайте также:  Измерение величины сопротивления растеканию тока

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

Источник

Постоянный оперативный ток

Лекция 3

3.1. Виды устройств РЗ

3.2. Изображение схем РЗ на чертежах

3.3. Источники и схемы оперативного тока

3.3.1. Назначение и основные требования

3.3.2. Постоянный оперативный ток

3.3.3. Переменный оперативный ток

Виды устройств РЗ

Все РЗ делятся на основные и резервные. Основными называются РЗ, обеспечивающие отключение повреждений в пределах защищаемого элемента с требуемыми быстротой и чувствительностью. Резервными называются РЗ, осуществляющие резервирование основной РЗ в случае ее отказа или вывода из работы и защиту следующего участка в случае отказа его РЗ или выключателя.

По способу обеспечения селективности действия РЗ подразделяются на два вида. Имеются РЗ, зона действия которых не выходит за пределы защищаемого объекта. Они выполняются без выдержки времени и называются РЗ с абсолютной селективностью. Другая группа РЗ действует при КЗ как на защищаемом элементе, так и за его пределами. Их селективность обеспечивается подбором выдержек времени. Такие РЗ называют защитами с относительной селективностью.

По принципу действия измерительных органов, определяющих факт возникновения КЗ и место его нахождения, различают группы РЗ, реагирующие на следующие факторы: увеличение тока, уменьшение сопротивления, появление разности токов по концам защищаемого участка, изменение фаз тока относительно напряжения.

Изображение схем РЗ на чертежах

Схемы устройств РЗ изображают на чертежах в виде принципиальных, структурных, функциональных и монтажных.

Принципиальная схема дает представление о принципах действия комплекта РЗ, не отражая его монтажного исполнения. На схеме показываются все реле и элементы, входящие в комплект, со всеми связывающими их электрическими цепями. Контакты реле показываются на схемах в положении, соответствующем отсутствию тока в обмотках реле. Реле разных типов обозначаются латинскими буквами по международному стандарту, принятому в единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

Принципиальные схемы РЗ обычно изображаются в виде двух-трех схем: отдельно ИЧ и ЛЧ, УЧ цепи и сигнализация. Микросхемы показываются в принятом для них условном изображении без внутренних соединений.

Структурные схемы изображают основные части (блоки), из которых состоит рассматриваемое устройство, определяют взаимосвязь частей с указанием последовательности их действия. Блоки изображаются прямоугольниками с обозначением, поясняющим их назначение. Входящие в состав частей органы реле и элементы не показываются. Функциональные схемы детальнее, чем на структурных схемах, показывают, из каких функциональных органов и элементов состоит устройство РЗ или его отдельная структурная часть.

Монтажные схемы предназначаются для выполнения монтажа устройства из элементов, входящих в его состав, или показывают, как такой монтаж уже осуществлен заводом-изготовителем.

Источники и схемы оперативного тока

Назначение и основные требования

Источники оперативного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и других средств управления.

Питание оперативных цепей управления, цепей РЗ и других устройств, от которых зависит отключение поврежденных элементов энергосистемы и ликвидация ненормальных режимов, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должен отвечать источник оперативного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреждений и ненормальных режимов напряжение источника оперативного тока и его мощность всегда имели достаточное значение как для безотказного действия устройств РЗ, автоматики, телемеханики и сигнализации, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Постоянный оперативный ток

В качестве источника постоянного тока служат аккумуляторные батареи с номинальным напряжением 220-110 В; на небольших подстанциях иногда применяются батареи 48 В. От аккумуляторных батарей осуществляется централизованное питание всех устройств РЗ, автоматики, цепей управления и сигнализации.

Аккумуляторная батарея подключается к сборным шинам (рис.3.1), от которых получают питание все потребители постоянного тока. Аккумуляторные батареи обычно работают в режиме постоянного подзаряда, что позволяет обеспечить их непрерывную готовность к действию в полностью заряженном состоянии. Для этой цели на сборные шины параллельно включается постоянно работающее подзарядное устройство (ПУ). Первоначально подобные устройства выполнялись в виде генератора постоянного тока, приводимого в действие электродвигателем, получающим питание от сети переменного тока; в последнее время стали применяться полупроводниковые выпрямители.

Рис.3.1. Принципиальная схема питания оперативных цепей РЗ, управления и сигнализации оперативным постоянным током

Самым ответственным участком являются цепи РЗ и автоматики, цепи управления силовыми выключателями и ихэлектромагнитов отключения (ЭО) – они получают питание от шинок, называемых шинками управления ШУ. Вторым по значению участком являются цепи электромагнитов включения (ЭВ) выключателей, питающиеся также от отдельных шинок ШВ. Третьим по значению участком, менее ответственным, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Остальные потребители постоянного тока (аварийное освещение, некоторые электродвигатели собственных нужд) образуют четвертый участок, питающийся от отдельной шинной сборки или непосредственно от сборных шин; шинки ШУ, ШВ, ШС по соображениям надежности секционируются.

На ЭС и крупных узловых ПС главные сборные шины питания цепей управления для повышения надежности (при повреждениях на главных шинах) выполняются в виде двух секций, каждая из которых получает питание от аккумуляторной батареи через автоматические выключатели или предохранители. Потребители, подключенные к шинкам ШУ, ШВ, ШС,подразделяются на участки по территориальному принципу (РУ 220, 110 кВ, щит управления и т. п.). Каждый такой участок питается по кольцевой схеме не менее чем по двум линиям, отходящим от разных секций соответствующих шинок.

Все линии и подключенные к ним элементы должны иметь надежную защиту от КЗ. Она выполняется предохранителями FQ или автоматическими выключателями. На главной питающей цепи и идущей от батареи на сборные шины также устанавливается автоматический выключатель SF или предохранитель. Характеристики времени действия всех предохранителей и автоматических выключателей должны согласовываться и обеспечивать селективность отключения поврежденного элемента при КЗ в сети постоянного тока. Ток срабатывания защитных устройств отстраивается от максимального тока нагрузки и должен обеспечивать их действие при КЗ в конце следующего резервируемого участка.

Для выявления неисправностей в сети постоянного тока предусматриваются специальные устройства контроля. Например, исправность предохранителей, целостность цепи ЭО и вспомогательных контактов выключателя SQ контролируется реле КН (рис.3.2).

В сетях постоянного тока возможны замыкания на землю. В случае замыканий на землю в двух точках K1 и К2 (рис.3.3) контакты РЗ шунтируются и в электромагните отключения YAT появляется ток, под действием которого выключатель может ложно отключиться. Чтобы предупредить подобные отключения, применяется контроль за появлением «земли» на постоянном токе. Контроль осуществляется при помощи вольтметров V1 и V2 и сигнального реле KL, как показано на рис.3.1.

Аккумуляторные батареи являются самым надежным источником питания устройств РЗ, так как они готовы к действию в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети переменного тока. В то же время у аккумуляторных батарей имеются и недостатки. Вследствие высокой надежности они устанавливаются на всех ЭС и на ПС с напряжением 110 кВ и выше. Они значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются подзарядные установки, специальные помещения, для их обслуживания необходим квалифицированный персонал. Из-за централизации питания создается сложная, протяженная, дорогостоящая и требующая большого количества контрольного кабеля сеть постоянного тока.

В связи с этим на ПС в распределительных сетях 6, 10, 35, а иногда и 110 кВ получили применение источники переменного оперативного тока.

Источник