Līdzstrāvas avoti un tīkli
Apakšstacijās darba ķēžu barošanai līdzstrāva parasti tiek izmantotas skābes baterijas (stacionāras un pārnēsājamas) un dažos gadījumos sārma baterijas. Stacionārie akumulatori sastāv no atsevišķiem akumulatoriem, kas parasti ir savienoti virknē.
Akumulatoru sauc par sekundāro ķīmisko strāvas avotu, kura uzdevums ir uzkrāt elektrisko enerģiju (uzlāde) un atgriezt šo enerģiju lietotājam (izlāde).
Skābes akumulatora galvenās daļas (1. att.) ir svina pozitīvā 2 un negatīvā 1 plāksnes, savienojošās svina sloksnes 5, elektrolīts, separatori 3 un trauks. Kā pozitīvas tiek izmantotas svina plāksnes ar lielu malu skaitu, kas palielina plākšņu darba virsmu, kā negatīvas - kastes tipa plāksnes. Pēc pozitīvo plākšņu veidošanās veidojas svina dioksīds PbO2, bet uz negatīvajām plāksnēm veidojas sūkļa svins Pb.
Rīsi. 1. SK -24 tipa akumulatori koka traukā: 1 — negatīvā plāksne, 2 — pozitīvā plāksne, 3 — separators, 4 — fiksējošais stikls, 5 — savienojošā sloksne, 6 — zara gals
Elektrolīts sastāv no augstas tīrības pakāpes sērskābes un destilēta ūdens.Stacionāra uzlādēta akumulatora elektrolīta blīvums 25 ° C temperatūrā ir 1,21 g / cm3.
Starp akumulatora pozitīvajām un negatīvajām plāksnēm ir uzstādītas izolējošās starpsienas - separatori, kas neļauj plāksnēm aizvērties iespējamu deformāciju gadījumā un aktīvās masas izkrišanai no tām.
Akumulatoru raksturo jauda, EMF, uzlādes un izlādes strāvas. Akumulatora nominālā jauda (ampērstundās) ir tā ietilpība pie 10 stundu izlādes un normālas elektrolīta temperatūras (25 ° C) un blīvuma (1,21 g / cm3).
Apakšstacijās galvenokārt tiek izmantoti 220 V akumulatori, kas komplektēti no C, SK, SN akumulatoriem.
C (stacionārie) akumulatori ir paredzēti 3 līdz 10 stundu vai ilgākai izlādei. CK akumulatori (stacionāri īstermiņa izlādes režīmiem) ļauj izlādēties 1-2 stundas, tāpēc CK akumulatoros starp plāksnēm tiek izmantotas pastiprinātas savienojošās sloksnes, kas paredzētas lielai strāvai.
C un CK akumulatoru tvertnes ir atvērtas, telpām C -16, CK -16 un mazākām - stikls, un lielām telpām - koka, iekšpusē izklāta ar svinu (vai keramiku). CH tipa akumulatoriem ir raksturīgs tas, ka tie tiek ievietoti noslēgtos slēgtos konteineros. Šīm baterijām ir salīdzinoši mazs svars un izmēri, tās var uzstādīt vienā telpā ar citām elektroiekārtām.
Akumulatora numurs (pēc burta apzīmējuma) raksturo tā ietilpību. Ampērstundu jauda ir vienāda ar akumulatoru skaitu, kas reizināts ar atsevišķas baterijas vienības kapacitāti ar skaitli 1. C-1 un SK-1 tipa akumulatoriem šī jauda ir 36 Ah, bet C- tipa akumulatoriem. 10 un SK - 10 — 360 Ah.
Mazās apakšstacijās, ja nav būtisku ieslēgšanas slodžu un krasas svārstības darba strāvas tīklā (kad ir ieslēgti slēdži utt.), tiek izmantoti mazas ietilpības pārnēsājamie startera akumulatori ar spriegumu 24 un 48 V. Šādas apakšstacijas akumulators parasti ilgstoši strādā normālā izlādes režīmā un pēc noteikta laika — zaudējot savu nominālo jaudu (ko nosaka akumulatora sprieguma kontroles mērījumi) — nomaina pret rezerves. Dažreiz tiek izmantotas sārma baterijas, kurās kā elektrolīts kalpo kaustiskā kālija ūdens šķīdums ar blīvumu 1,19–1,21 g / cm3.
Sārma bateriju pozitīvajās plāksnēs aktīvā viela ir niķeļa oksīda hidrāts, bet negatīvajās plāksnēs - kadmijs ar dzelzs piejaukumu (niķeļa-kadmija baterijas) vai tikai dzelzs (niķeļa-dzelzs baterijas). Apakšstacijās visbiežāk tiek izmantotas NZh un TNZh tipa elementu dzelzs-niķeļa baterijas.
Svina un sārma baterijām ir savas priekšrocības un trūkumi: svina-skābes akumulatoriem ir augstāks izlādes spriegums (1,8-2 un 1,1-1,3 V) nekā sārma baterijām, lielāka ietilpība un energoefektivitāte. Tāpēc, veidojot tāda paša sprieguma akumulatoru, svina-skābes akumulatoriem ir nepieciešams gandrīz uz pusi mazāk. Sārma akumulatoru īpašības ir kompaktums, blīvums, mehāniskā izturība, zema pašizlāde un spēja strādāt zemā temperatūrā.
Uzlādējamās baterijas ir visdrošākais strāvas avots sekundārajām ierīcēm, jo tās nodrošina neatkarīgu (autonomu) barošanu darba ķēdēm maiņstrāvas sprieguma atteices gadījumā.
Avārijas režīmā akumulatori pārņem visu līdzstrāvas patērētāju slodzi, nodrošinot releja aizsardzību un automatizāciju, kā arī iespēju ieslēgt un izslēgt slēdži... Avārijas režīma ierobežojošais ilgums tiek pieņemts vienāds ar 0,5 h visiem elektriskajiem uztvērējiem un darba ķēdēm ar līdzstrāvu, un sakariem un telemehānikai 1-2 stundas., 0 h).
Uzlādējamo akumulatoru izmantošana ir ierobežota to augsto izmaksu un darbības sarežģītības dēļ. Tāpēc tie tiek uzstādīti lielākajās apakšstacijās. Apakšstacijās ar spriegumu 500 kV un vairāk tiek uzstādītas divas vai vairākas baterijas.
Pašlaik akumulatoru uzlādēšanai tiek izmantoti statiskie taisngrieži, ko sauc par akumulatoru lādētājiem. Vecajās apakšstacijās joprojām darbojas ievērojams skaits dzinēju ģeneratoru.
Darbības laikā akumulatorā uzkrātā elektriskā enerģija tiek nepārtraukti patērēta. Lai to papildinātu, tiek izmantotas uzlādējamās ierīces, kuras var izmantot arī kā motora ģeneratorus un statiskos taisngriežus. Lādētāju jauda parasti ir 20-25% no lādētāju jaudas. Dažos gadījumos viena un tā pati ierīce var veikt uzlādes un uzlādes ierīces funkcijas.
Motora ģeneratori sastāv no asinhronā motora un līdzstrāvas ģeneratora ar paralēlu ierosmi. Abas mašīnas ir uzstādītas uz viena rāmja, un to vārpstas ir savienotas ar elastīgu savienojumu. Uzlādējot akumulatoru, jāmainās lādētāja ģeneratora spriegumam, tādēļ līdzstrāvas ģenerators tiek izvēlēts ar plaša diapazona sprieguma regulēšanu, mainot tā ierosmi ar šunta reostatu.Silīcija taisngriežus plaši izmanto kā statiskās uzlādes un uzlādes ierīces.
Atšķirībā no motora ģeneratora, statiskie taisngrieži ir lētāki, tiem nav kustīgu daļu, tos ir ērtāk uzturēt, tiem ir ilgs kalpošanas laiks un liela pārslodzes jauda, tāpēc tie ir visizplatītākie.
Līdzstrāvas sadale, uzlādes un uzlādes-lādēšanas ierīču pievienošana akumulatoram tiek veikta caur līdzstrāvas shēmas platēm (DCB), uz kurām atrodas komutācijas iekārtas un instrumenti. Dežūrējošā personāla darbības ērtībai DCS tiek izmantotas līdzstrāvas līdzstrāvas mnemoniskās shēmas.
Baterijas, līdzstrāvas barošanas avoti, uzlādes un uzlādes ierīces, līdzstrāvas elektriskie uztvērēji ir savienoti viens ar otru pa kabeļu līnijām un atsevišķos gadījumos ar kopnēm, kas kopā veido elektrisko ķēdi līdzstrāvas tīklam.
Ir trīs galvenie uzlādējamo akumulatoru darbības režīmi: strūklas uzlāde, uzlāde-izlāde un uzlāde-atpūtas-izlāde.
Apakšstacijās akumulatorus parasti darbina strūklas uzlādes režīmā... Šādā gadījumā ar sprieguma stabilizācijas ierīci (ar precizitāti ± 2%) aprīkots lādētājs vienmēr apgādā nepārtraukti ieslēgtos tīkla elektriskos uztvērējus darba strāvai. (signāllampas, releju spoles, kontaktori), kā arī uzlādē akumulatoru, kompensējot tā pašizlādi.
Tā rezultātā akumulators vienmēr ir pilnībā uzlādēts. Īstermiņa slodzes triecienus galvenokārt absorbē akumulators.
attēlā. 2 parādīta akumulatora uzstādīšanas shēma 500 kV apakšstacijā.Apakšstacijā ir divi akumulatori un trīs uzlādes un uzlādes ierīces, no kurām viena ir rezerves. Akumulatoru baterijas tiek montētas no SK tipa svina-skābes akumulatoriem, ko izmanto kā uzlādes un uzlādes ierīces pusvadītāju taisngrieži VAZP-380 / 260-40 / 80... Līdzstrāvas plate ir salikta no pilniem PSN-1200-71 sērijas līdzstrāvas paneļiem.
Rīsi. 2. Akumulatora uzstādīšanas shematiska shēma bez papildu elementiem: AB1, AB2 — akumulatori, VU1, VU2, VUZ — taisngriežu ierīces, UMC — mirgojošas gaismas ierīce, UKN — sprieguma līmeņa kontroles ierīce, UKI — vadības ierīces izolācija, SH — vadība kopne, SH — signālu kopnes, (+) — mirgojošās kopnes, I, II, III, IV — sekciju numuri, SH — elektromagnētu barošanas kopnes slēdžu ieslēgšanai
Vairoga riepas ir sadalītas divās galvenajās (I un II) un divās papildu (III un IV) sekcijās. Elektriskie uztvērēji tiek darbināti no I vai II sadaļas, palīgsekcijas tiek izmantotas savstarpējai strāvas avotu īssavienošanai: akumulatori un taisngrieži uzlādēšanai un uzlādēšanai.
Elektriskie uztvērēji un barošanas avoti tiek savienoti, izmantojot A3700 un AK-63 sērijas automātiskos slēdžus. Šie slēdži pilda komutācijas ierīču funkcijas un aizsargā DCB savienojumus no īssavienojumiem. Plāksne ir aprīkota ar ierīcēm mirgojošai gaismai UMC, izolācijas kontrolei UCI un sprieguma līmenim UCN.
Instalācijās, kur nepieciešams palielināts spriegums, lai ieslēgtu jaudīgus eļļas slēdžu elektromagnētus, tiek uzstādīti papildu elementi. Baterijas ar papildu elementiem sastāv no 120, 128, 140, nevis 108.Šādos gadījumos ķēde nedaudz mainās.
Lai novērstu papildu elementu plākšņu sulfatēšanos, starp negatīvo polu un 108. šūnas zariem tiek savienots regulējams rezistors, ar kura palīdzību tiek izveidota izlādes strāva, kas vienāda ar galveno elementu izlādes strāvu. Tas garantē vienādus darbības apstākļus galvenajām un papildu šūnām un izslēdz dziļas uzlādes un izlādes iespēju, kas novērš sulfatēšanos un palielina akumulatoru kalpošanas laiku. Uzlādes režīmā akumulators vienmēr ir uzlādēts un gatavs nodrošināt lietotājus ar līdzstrāvu.
Normālā režīmā katras ieslēgtās akumulatora šūnas spriegumam jābūt 2,2 V ar pielaidi ± 2%. Gadījumos, kad sekundāro ierīču darbināšanai nepieciešama dažāda sprieguma līdzstrāva, tiek izmantoti pārnēsājamie akumulatori un atzari no starpakumulatora elementiem.
Piemēram, lielākajai daļai releju aizsardzības ierīces nepieciešams spriegums 220 V, telemehāniskajām ierīcēm 24, 48 vai 60 V un jaudīgu eļļas slēdžu elektromagnētisko piedziņu darbināšanai - spriegums līdz 250 V un vairāk, lai kompensētu sprieguma kritumu kabelī no akumulatora uz sadales iekārtas, kur slēdži tiek uzstādīti pie lielām ieslēgšanas strāvām.
Dažās instalācijās akumulatori darbojas uzlādes-izlādes režīmā. Šajā gadījumā spriegums akumulatora spailēs nepaliek nemainīgs, bet svārstās salīdzinoši plašā diapazonā (svina-skābes akumulatoriem izlādes laikā spriegums mainās no 2 līdz 1,8-1,75 V, bet uzlādējot no 2, 1 uz 2,6 -2, 7 B).
Lai uzturētu stabilu akumulatora sprieguma līmeni visos līdzstrāvas plates līdzstrāvas kopņu režīmos akumulatoru ķēdēs, kas darbojas ar uzlādes-izlādes metodi, tiek nodrošināts elementu slēdzis, kas kalpo, lai mainītu akumulatoru skaitu, kas pievienoti kopnēm. uzstādīšanu vai lādētāju.
Akumulatoru instalāciju darbība uzlādes-atpūtas-izlādes režīmā šeit netiek ņemta vērā, jo šis režīms netiek izmantots apakšstacijās.
Baterijas ar spriegumu 24, 36 vai 48 V parasti sastāv no vairākiem pārnēsājamiem akumulatoriem, kas ir savienoti virknē. Vairumā gadījumu tiek uzstādīti divi šādu bateriju komplekti, no kuriem viens ir rezerves.