Меню

Оперативный ток трансформаторной подстанции

Источники оперативного тока подстанций

Для питания цепей управления, автоматики, сигнализации и защиты применяется оперативный ток. Существует три основных вида оперативного тока: переменный, постоянный и выпрямленный. Источниками переменного оперативного тока являются измерительные трансформаторы тока и напряжения, а также трансформаторы собственных нужд (ТСН). Источниками постоянного оперативного тока служат аккумуляторные батареи. В качестве источников выпрямленного оперативного тока используются выпрямительные установки и специальные блоки питания, которые получают переменный ток от измерительных трансформаторов тока и напряжения и ТСН. Кроме того, в качестве источников оперативного тока используются предварительно заряженные конденсаторы.
Источники оперативного тока должны быть в постоянной готовности к действию в любых режимах работы электроустановки, в том числе и в аварийном. Постоянный оперативный ток применяется обычно на электростанциях, тяговых подстанциях, крупных трансформаторных подстанциях с первичным напряжением 110 кВ и выше. Переменный ток используется на трансформаторных подстанциях напряжением 35 кВ и ниже, на небольших подстанциях 110 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, имеющих на стороне среднего и низшего напряжения выключатели с пружинными приводами. Выпрямленный ток используется на подстанциях напряжением 35 кВ и ниже с выключателями, укомплектованными электромагнитными приводами, а также на подстанциях напряжением 110-220 кВ с числом выключателей на стороне высшего напряжения не более двух с электромагнитным приводом, либо не более трех с пружинными или пневматическими приводами.
В ряде случаев применяют схемы питания оперативных цепей с использованием различных источников тока. Так, например, при малой мощности аккумуляторной батареи от нее получают питание цепи управления и защиты, а включающие электромагниты — от выпрямительных устройств.
Наиболее надежными источниками переменного оперативного тока для работы защит являются трансформаторы тока, обеспечивающие их четкую работу при перегрузках и коротких замыканиях. Трансформаторы напряжения нельзя использовать для питания оперативных цепей отключения, так как при близких трехфазных КЗ напряжение на шинах электроустановки может понизиться настолько, что не сработает отключающая катушка привода выключателя. По этой причине трансформаторы напряжения используются для питания тех защит, которые действуют при режимах, не связанных со значительным понижением напряжения на шинах. От ТСН получают питание устройства и цепи, для которых не требуется особая стабильность подводимого напряжения и допускаются временные перерывы в подаче питания (например, электродвигатели пружинных приводов).
Источники выпрямленного тока можно разделить на три основные группы: источники для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей; источники оперативного тока для питания цепей управления, защиты, автоматики и сигнализации; источники питания включающих электромагнитов приводов выключателей. К источникам выпрямленного тока следует также отнести предварительно заряженные от выпрямителей конденсаторы.
Блоки питания, находящиеся в эксплуатации, можно разделить на четыре группы: токовые (БПТ); напряжения (БПН); зарядные устройства (УЗ); комбинированные, совмещающие в себе блоки питания и зарядные устройства.
На рис. 1, а представлена принципиальная схема питания оперативных цепей от блоков БПТ и БПН. Блок БПТ состоит из промежуточного трансформатора TLy выпрямительного моста К5, вспомогательных элементов — дросселя L и конденсатора С, обеспечивающих стабилизацию выходного напряжения. Питание БПТ получает от трансформатора тока. Трансформатор TL< может иметь две первичные обмотки для подключения к трансформаторам тока двух фаз. Блок БПН получает питание от трансформатора напряжения или собственных нужд (рис. 1, а). Он состоит из промежуточного трехфазного трансформатора TL2 (или двух однофазных), ко вторичным обмоткам которого подключены выпрямительные мосты VS2, соединяемые последовательно (рис. 1, а) или параллельно в зависимости от величины требуемого напряжения. Блоки БПТ и БПН могут работать на общие шинки выпрямленного напряжения для возможности взаимного резервирования. БПН обеспечивает питанием оперативные цепи в нормальных условиях работы, а БПТ — в режимах КЗ, когда блоки БПН не могут обеспечить питание вторичных устройств из-за большого снижения напряжения в первичных цепях.

Рис. 1:
а — схемы блоков питания БПТ и БПН; б — схема комбинированного блока БПЗ-401
Зарядные устройства серии УЗ предназначены для предварительной зарядки конденсаторов, используемых для создания кратковременного разрядного импульса для питания отдельных элементов схемы, например, катушек отключения высоковольтных выключателей. Устройство УЗ-401 рассчитано на одновременный заряд конденсаторов напряжением 400 В общей емкостью от 500 до 1000 мкФ.
Комбинированные блоки БПЗ-401 и БПЗ-402 являются одновременно блоками питания и зарядными устройствами. Эти блоки пришли на смену зарядным устройствам УЗ-401. БПЗ-401 получают питание от трансформаторов напряжения или собственных нужд. Упрощенная схема блока типа БПЗ-401 представлена на рис. 1, б, наиболее часто применяемого для заряда конденсаторов. Блок состоит из промежуточного трансформатора напряжения TL V, выпрямителя VS, промежуточного реле К L, конденсаторов С, и С2, резистора R и диода VD. Первичные и вторичные обмотки трансформатора TL V выполнены секционированными, а вторичная обмотка имеет отпайки, выведенные на зажимы платы трансформатора (секционирование и отпайки на рис. 1, б не показаны). Установкой соответствующих перемычек на зажимах секций и изменением положения переключателей на плате трансформатора обеспечивается получение на выходе выпрямленного напряжения 110 или 220 В при включении блока на 120-127 В или 200-254 В переменного тока. Выпрямление напряжения осуществляется мостом VS, собранным из восьми кремниевых диодов (по два диода в каждом плече). Контроль наличия зарядного напряжения на выходе блока осуществляет реле KL. Конденсатор С, предназначен для защиты выпрямителя от перенапряжений, а С2 — для предотвращения вибраций якоря реле KL. Диод VD препятствует разряду заряжаемых конденсаторов при исчезновении напряжения питания блока. Токоограничивающий резистор R обеспечивает термическую стойкость реле KL. Заряженные конденсаторы подключаются к выпрямителю VS через диод VD, а нагрузка — непосредственно к выпрямителю. Блок БПЗ-402 подключается к измерительным трансформаторам тока первичными обмотками насыщающегося трансформатора. Выпрямитель блока БПЗ-402 такой же, как и в блоке БПЗ-401.
Для надежного питания оперативным током реле защиты и автоматики применяют схемы с использованием разных блоков питания. Например, одного блока БПЗ-402 и двух блоков БПЗ-401, На стороне выпрямленного напряжения все блоки включаются параллельно.

  • Вы здесь:
  • Главная
  • Инфо
  • Аккумуляторы и СН
  • Источники оперативного тока подстанций

Источник

7.1. Источники оперативного тока на ПС

7.1. Источники оперативного тока на ПС

Вторичные цепи электростанции (ПС) — это совокупность кабелей и проводов, соединяющих устройства управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения электростанции или ПС (ГОСТ 24291—90).

Вторичный ток (трансформатора тока) — это ток, протекающий по вторичной обмотке ТТ при прохождении тока по первичной обмотке (СТ МЭК 50(321)—86).

Применение постоянного оперативного тока требует установки аккумуляторных батарей и поэтому увеличивает капитальные затраты и эксплуатационные издержки, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети постоянного тока.

Наиболее широкое распространение получил переменный оперативный ток, который применяется на ПС 110 кВ с одним-двумя выключателями ВН и на ПС 35 кВ с выключателями ВН.

Источниками оперативного переменного тока являются ТТ, ТН и трансформаторы собственных нужд.

Для защиты от КЗ наиболее надежным источником оперативного тока являются ТТ, так как при протекании тока КЗ вторичный ток ТТ обеспечивает надежное отключение выключателя. ТН в этом случае не может служить источником оперативного переменного тока, так как при КЗ резко снижается напряжение.

На рис. 7.1 показана схема включения реле максимальной токовой защиты (KA) и электромагнита отключения (YAT) с дешунтированием катушки отключения.

Читайте также:  Причина вызывающая появление индукционного тока

В нормальном режиме катушка электромагнита отключения зашунтирована и ТТ нагружены малым сопротивлением реле КА. При КЗ это реле срабатывает и подключает к своей катушке последовательно катушку электромагнита отключения YAT, вследствие чего выключатель отключается.

ТТ и ТН используются как индивидуальные источники питания для данного присоединения и не связаны с цепями управления других присоединений, что обеспечивает их высокую надежность и уменьшает протяженность вторичных цепей.

Универсальными являются источники комбинированного питания одновременно от ТТ и ТН. Комбинированное питание хотя и универсально, но ограничено по мощности. Оно приемлемо для питания оперативных цепей защит, автоматики и управления легкими (пружинными) приводами.

Другим источником оперативного переменного тока являются трансформаторы собственных нужд с использованием силовой сети вторичного напряжения 220 В.

На схеме рис. 7.2. оперативные шинки 4 получают питание через стабилизаторы напряжения 1 от двух секций собственных нужд 220 В. Резервирование питания осуществляется автоматическим устройством 2. Для повышения надежности шинки управления ШУ и сигнализации ШС дублируются. Для отключения приводов установлено зарядное устройство 5 с выпрямителем и конденсаторами. Контроль изоляции осуществляется устройством 3.

В электроустановках с переменным оперативным током, как правило, устанавливаются выключатели с пружинным приводом, для управления которыми используются зарядные устройства (например, конденсаторные установки). Принцип их работы заключается в том, что в нормальном режиме работы конденсаторы заряжаются через выпрямительное устройство до 400 В, а в момент отключения или включения соответствующий конденсатор разряжается на управляющий электромагнит. Емкость конденсатора С и напряжение на его пластинах U подбирают так, чтобы энергия, запасенная в конденсаторе CU 2 /2 превышала энергию срабатывания управляющего электромагнита. Электромагниты включения в этом случае получают питание от трансформаторов собственных нужд через выпрямительные устройства.

Комбинированное питание оперативных цепей от блоков питания, зарядных устройств и выпрямителей обеспечивает высокую надежность работы схем РЗиА, управления, сигнализации и блокировки.

На рис. 7.3 показана схема централизованного питания оперативных цепей с применением источников выпрямленного напряжения.

Цепи релейной защиты и сигнализации 1 получают питание от двух блоков БПТ, присоединенных к ТТ на питающих линиях, и одного блока БПН, присоединенного к ТН сборных шин. Дублирование блоков питания обеспечивает работу релейной защиты при любых повреждениях. 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 собственных нужд, поскольку мощность ТН недостаточна для электромагнитов включения. Надежность питания цепей 2 и 3 обеспечивается установкой двух зарядных и выпрямительных устройств, присоединяемых к разным ТН и трансформаторам собственных нужд.

На ПС напряжением 110–220 кВ источником переменного оперативного тока обычно являются трансформаторы собственных нужд, а на ПС 6—10 кВ — специальные трансформаторы малой мощности (например, 0М-1,2/10), подключаемые к вводам питающих ПС линий 6—10 кВ. Эти источники оперативного тока не являются автономными, так как их работа возможна только при наличии напряжения в питающей сети.

Постоянный оперативный ток. Основным источником постоянного оперативного тока служат аккумуляторные батареи с зарядными устройствами 110 или 220 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей РЗиА, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, цепей сигнализации.

От аккумуляторных цепей питаются устройства связи, аварийное освещение, двигатели резервных маслонасосов СК.

Всех потребителей энергии на ПС и в РУ, получающих питание от аккумуляторных батарей, можно разделить на следующие группы:

постоянно включенная нагрузка — аппараты, устройства управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батарее зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Поскольку постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор аккумуляторной батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных ПС 110–500 кВ значение тока постоянно включенной нагрузки равным 25 А;

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 принимается равной 0,5 ч);

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

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Глава 7. Обслуживание цепей оперативного тока

Глава 7. Обслуживание цепей оперативного тока 7.1. Источники оперативного тока на ПС Вторичные цепи электростанции (ПС) — это совокупность кабелей и проводов, соединяющих устройства управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения электростанции или ПС (ГОСТ

7.4. Контроль изоляции цепей оперативного тока

7.4. Контроль изоляции цепей оперативного тока В процессе обслуживания установок постоянного тока необходим контроль изоляции токоведущих частей относительно земли.Выбор метода определения места повреждения (ОМП), например, КЛ, является исключительно сложным процессом

Право оперативного управления

Право оперативного управления ПРАВО ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ — особая разновидность вещных прав в гражданском законодательстве РФ. Может принадлежать только юридическому лицу — несобственнику и заключается в возможности использовать закрепленное собственником за

Источники тока

Источники тока Источники тока – это особые аппараты, способные создать электрическое поле в проводнике, а также электрическую сеть.В 1786 г. итальянский ученый Л. Гальвано выпустил книгу, в которой рассматривал воздействие электрического тока на живые организмы. Книга

Приложение 5 Кривые предельных кратностей тока трансформаторов тока 10 кВ и 35 кВ

Приложение 5 Кривые предельных кратностей тока трансформаторов тока 10 кВ и 35 кВ На рис. П5.1, а показаны кривые предельных кратностей тока ТТ типа ТПЛ-10 при допустимой погрешности 10 %: 1 — для ТТ с коэффициентами трансформации от 5/5 до 300/5 класса Р; 2 — для ТТ с коэффициентами

6. ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

6. ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ Оперативные планы являются заключительным этапом производственного планирования и предназначаются для конкретизации текущих (годовых) планов. Задачи перспективных планов уточняются в текущих, а последние, в свою

7. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНА

7. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНА Применяемая в конкретных условиях производства методика разработки оперативного плана зависит от типа производства, выделяемого по признакам широты номенклатуры и специализации рабочих мест. Различают три основных типа

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.

Читайте также:  В пальцах ног как будто ток

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.

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
Читайте также:  Электромагнит грузоподъемный постоянного тока

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