Техническое обслуживание щитов постоянного тока


Электрические сети

Служба подстанций

ИНСТРУКЦИЯ

по техническому обслуживанию щитов постоянного (оперативного) тока

С О Д ЕРЖАНИЕ

 

Нормативные ссылки.

1

Потребители оперативного тока

2

Источники и сети постоянного оперативного тока

3

Источники и сети переменного и выпрямленного оперативного тока

4

Распределение оперативного тока на подстанциях

5

Обслуживание источников и сети оперативного тока

6

Меры безопасности

Знание настоящей инструкции обязательно для:

1. Начальника, мастера группы ПС.

2. Оперативного и оперативно – производственного персонала групп ПС.

1. Потребители оперативного тока.

Для питания приборов и аппаратов управления, сигнализации, защиты, автоматики, телемеханики и связи применяют так называемый оперативный ток. Он может быть постоянным, выпрямленным и переменным напряжением 24, 36, 48, 110, 220 В. Оперативный постоянный ток применяется на подстанциях 330 кВ и выше, подстанциях 110 – 220 кВ с числом выключателей три и более и на всех подстанциях с воздушными выключателями, синхронными компенсаторами и принудительной системой охлаждения трансформаторов. На подстанциях с оперативным постоянным током для повышения надежности на менее ответственных присоединениях (компрессорные, насосные, блокировка разъединителей и т. д.) одновременно используется также переменный и выпрямленный ток. В ряде случаев вторичные устройства питаются от первичной сети, если установка аккумуляторных батарей нецелесообразна.
Система оперативного тока состоит из источников питания и распределительной сети, от которой питаются ее потребители. Потребителей оперативного постоянного тока условно можно подразделить на следующие группы:

  • постоянно включенные потребители, в том числе устройства сигнализации (сигнальные лампы, указатели положения разъединителей), постоянно обтекаемые током реле, некоторые светильники аварийного освещения, получающие питание от аккумуляторных батарей в нормальных условиях, и др.;
  • потребители, включаемые в работу при исчезновении напряжения в сети переменного тока: светильники аварийного освещения, которые в обычных условиях питаются от сети переменного тока; масляные насосы синхронных компенсаторов; электродвигатели резервных агрегатов связи;
  • потребители, включаемые кратковременно; приводы выключателей, разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, обмотки автоматических выключателей и контакторов, блокировочные устройства и др. Токи, потребляемые различными аппаратами, существенно различаются по своему значению. Например, ток указательного реле РУ 21/0,01 составляет 0,01 А, а ток включения привода ШПЭ-42 масляного выключателя MKП-220 доходит до 720 А и т. д.

2. Источники и сети постоянного оперативного тока

На подстанциях для питания оперативных цепей постоянного тока используются, как правило, кислотные аккумуляторные батареи. Стационарные аккумуляторные батареи составляют из отдельных аккумуляторов, обычно соединенных последовательно.
Аккумулятором называют вторичный химический источник тока, работа которого заключается в накоплении электрической энергии (заряд) и отдаче этой энергии потребителю (разряд).
Аккумулятор характеризуется емкостью, ЭДС, зарядным и разрядным токами. Номинальной емкостью аккумулятора (в ампер-часах) является его емкость при 10-часовом разряде и нормальной температуре (25 °С) и плотности (1,21 г/см3) электролита.
На небольших подстанциях при отсутствии значительных толчковых нагрузок и резких колебаний в сети оперативного тока (при включении выключателей и т. д.) применяют переносные стартерные аккумуляторные батареи небольшой емкости напряжением 24 и 48 В.
Аккумуляторные батареи являются наиболее надежным источником питания вторичных устройств, так как они обеспечивают независимое (автономное) питание оперативных цепей при исчезновении напряжения переменного тока.
В аварийном режиме батареи принимают нагрузку всех электроприемников постоянного тока, обеспечивая действие релейной защиты и автоматики, а также возможность включения и отключения выключателей. Предельная продолжительность аварийного режима принимается равной 0,5 ч для всех электроприемников и цепей оперативного постоянного тока, а для средств связи и телемеханики 1 – 2 ч. Таким образом, обеспечивается наличие оперативного тока в течение времени, необходимого для ликвидации аварии (0,5 – 2,0ч).
Применение аккумуляторных батарей ограничено из-за их высокой стоимости и сложности эксплуатации. Поэтому они устанавливаются на наиболее крупных подстанциях.
В настоящее время для заряда аккумуляторов используют статические выпрямительные устройства, называемые зарядными агрегатами. На старых подстанциях пока продолжает эксплуатироваться значительное количество двигателей-генераторов.
При эксплуатации электрическая энергия, накопленная в аккумуляторе, непрерывно расходуется. Для ее пополнения служат подзарядные агрегаты, в качестве которых также могут быть использованы двигатели-генераторы и статические выпрямительные устройства. Мощность подзарядных агрегатов обычно составляет 20—25 % мощности зарядных агрегатов. В ряде случаев один и тот же агрегат может выполнять функции зарядного и подзарядного агрегата.
Двигатели-генераторы состоят из приводного асинхронного электродвигателя и генератора постоянного тока с параллельным возбуждением. Обе машины устанавливаются на одной раме, а их валы соединяются эластичной муфтой. При заряде аккумуляторной батареи напряжение генератора зарядного агрегата должно изменяться, поэтому генератор постоянного тока выбирают с регулированием напряжения в широких пределах путем изменения его возбуждения шунтовым реостатом. В качестве статических зарядных и подзарядных агрегатов широко используются кремниевые выпрямительные устройства.
В отличие от двигателя-генератора статические выпрямительные устройства дешевле, не имеют движущихся частей, более удобны в обслуживании, имеют большой срок службы и большую перегрузочную способность и поэтому наиболее распространены.
Распределение постоянного тока, связь зарядных и подзарядно-зарядных агрегатов с аккумуляторной батареей осуществляется через щиты постоянного тока (ЩПТ), на которых размещаются коммутационная аппаратура и контрольно-измерительные приборы. Для удобства действий дежурного персонала на ЩПТ наносятся мнемонические схемы постоянного тока. Аккумуляторные батареи, ЩПТ, зарядные и подзарядные агрегаты, электроприемники постоянного тока связаны между собой кабельными линиями, а в отдельных случаях шинопроводами. В совокупности они образуют схему электрических соединений сети постоянного тока.
На подстанциях аккумуляторные батареи обычно работают в режиме постоянного подзаряда. В этом случае подзарядный агрегат, оснащенный устройством стабилизация напряжения (с точностью ±2 %), все время питает постоянно включенные электроприемники сети оперативного тока (сигнальные лампы, обмотки реле, контакторов), а также подзаряжает аккумуляторную батарею, компенсируя ее саморазряд. Вследствие этого аккумуляторная батарея все время полностью заряжена. Кратковременные толчки нагрузки воспринимаются в основном батареей.
В установках, где для включения мощных электромагнитов масляных выключателей требуется повышенное напряжение, устанавливают дополнительные элементы. Батареи с дополнительными элементами состоят из 120, 128, 140 элементов вместо 108. В таких случаях схема несколько изменяется. Чтобы предотвратить сульфатацию пластин дополнительных элементов, между отрицательным полюсом и ответвлениями от 108-го элемента включается регулируемый резистор, с помощью которого создается ток разряда, равный току разряда основных элементов, либо включается подзарядный выпрямитель. Таким образом, обеспечиваются одинаковые условия работы основных и дополнительных элементов и исключается возможность глубоких зарядов и разрядов, что предотвращает сульфатацию и увеличивает срок службы аккумуляторов. В режиме постоянного подзаряда батарея всегда находится в заряженном состоянии и готова к питанию потребителей постоянным током.
Для поддержания стабильного уровня напряжения батареи во всех режимах на сборных шинах щита постоянного тока ЩПТ в схемах батарей, работающих по методу заряд—разряд, предусматривается элементный коммутатор, служащий для изменения числа аккумуляторов, подключенных к сборным шинам установки или к зарядному агрегату.