Viri in mreže enosmernega delovnega toka
V razdelilnih postajah za napajanje delovnih tokokrogov enosmerni tok običajno se uporabljajo kislinske baterije (stacionarne in prenosne) in v nekaterih primerih alkalne baterije. Stacionarne baterije so sestavljene iz posameznih baterij, običajno zaporedno povezanih.
Baterija se imenuje sekundarni kemični vir toka, katerega naloga je kopičenje električne energije (polnjenje) in vračanje te energije uporabniku (praznjenje).
Glavni deli kislinskega akumulatorja (slika 1) so svinčena pozitivna 2 in negativna 1 plošča, povezovalni svinčeni trakovi 5, elektrolit, separatorji 3 in posoda. Kot pozitiv se uporabljajo svinčene plošče z velikim številom robov, ki povečajo delovno površino plošč, kot negativne - škatlaste plošče. Po nastanku pozitivnih plošč nastane svinčev dioksid PbO2, na negativnih ploščah pa gobasti svinčev Pb.
riž. 1. Akumulatorji tipa SK-24 v leseni posodi: 1 — negativna plošča, 2 — pozitivna plošča, 3 — separator, 4 — zadrževalno steklo, 5 — povezovalna letev, 6 — konica veje.
Elektrolit je sestavljen iz žveplove kisline visoke čistosti in destilirane vode.Gostota elektrolita stacionarno napolnjene baterije pri 25 ° C je 1,21 g / cm3.
Med pozitivno in negativno ploščo akumulatorja so nameščene izolacijske predelne stene - separatorji, ki preprečujejo zapiranje plošč v primeru morebitne deformacije in izpadanja aktivne mase iz njih.
Za baterijo so značilni zmogljivost, EMF, polnilni in praznjelni tokovi. Nazivna zmogljivost baterije (v amperskih urah) je njena zmogljivost pri 10-urnem praznjenju in normalni temperaturi (25 ° C) in gostoti (1,21 g / cm3) elektrolita.
V razdelilnih postajah se uporabljajo predvsem 220 V baterije, sestavljene iz baterij C, SK, SN.
C (stacionarne) baterije so zasnovane za praznjenje od 3 do 10 ur ali več. CK baterije (stacionarne za kratkotrajne načine praznjenja) omogočajo praznjenje 1-2 uri, zato se v CK baterijah med ploščami uporabljajo ojačani povezovalni trakovi, zasnovani za velik tok.
Baterijske posode C in CK so odprte, za prostore C -16, CK -16 in manjše - steklene, za velike prostore pa lesene, znotraj obložene s svincem (ali keramiko). Za akumulatorje tipa CH je značilno, da so nameščeni v zaprtih posodah. Te baterije imajo relativno majhno težo in dimenzije, lahko jih namestite v enem prostoru z drugo električno opremo.
Številka baterije (za črkovno oznako) označuje njeno zmogljivost. Kapaciteta na amper uro je enaka številu akumulatorjev, pomnoženemu z enoto kapacitete posameznega akumulatorja s številko 1. Pri akumulatorjih tipa C-1 in SK-1 je ta kapaciteta 36 Ah, pri tipu C- 10 in SK - 10 — 360 Ah.
V majhnih transformatorskih postajah se v odsotnosti znatnih udarnih obremenitev in ostrih nihanj v omrežju obratovalnega toka (ko so stikala vklopljena itd.) Uporabljajo prenosne zagonske baterije majhne zmogljivosti z napetostjo 24 in 48 V. V V takšnih transformatorskih postajah baterija običajno deluje dolgo časa v normalnem načinu praznjenja in po določenem času - po izgubi nazivne zmogljivosti (ki se določi s kontrolnimi meritvami napetosti baterije) - se zamenja z rezervno. Včasih se uporabljajo alkalne baterije, v katerih kot elektrolit služi vodna raztopina jedkega kalija z gostoto 1,19-1,21 g / cm3.
V pozitivnih ploščah alkalnih baterij je aktivna snov nikljev oksid hidrat, v negativnih ploščah pa kadmij s primesjo železa (nikelj-kadmijeve baterije) ali samo železo (nikelj-železove baterije). Na transformatorskih postajah se najpogosteje uporabljajo železo-nikljeve baterije elementov tipa NZh in TNZh.
Svinčene in alkalne baterije imajo svoje prednosti in slabosti: svinčeno-kislinske baterije imajo višje praznilne napetosti (1,8-2 in 1,1-1,3 V) kot alkalne baterije, večjo kapaciteto in energijsko učinkovitost. Zato pri izdelavi baterije z enako napetostjo svinčeve baterije potrebujejo skoraj polovico manj. Lastnosti alkalnih baterij so kompaktnost, gostota, mehanska trdnost, nizko samopraznjenje in sposobnost delovanja pri nizkih temperaturah.
Akumulatorske baterije so najbolj zanesljiv vir napajanja sekundarnih naprav, saj zagotavljajo neodvisno (avtonomno) napajanje delovnih tokokrogov v primeru izpada izmenične napetosti.
V zasilnem načinu baterije prevzamejo obremenitev vseh DC porabnikov, zagotavljajo relejno zaščito in avtomatizacijo ter možnost vklopa in izklopa stikala... Za vse električne sprejemnike in delovna vezja z enosmernim tokom se predpostavlja, da je omejitveno trajanje zasilnega načina enako 0,5 ure, za komunikacijo in telemehaniko pa 1-2 uri., 0 h).
Uporaba akumulatorskih baterij je omejena zaradi visokih stroškov in zapletenosti delovanja. Zato so nameščeni v največjih transformatorskih postajah. V transformatorskih postajah 500 kV in več sta nameščeni dve ali več baterij.
Trenutno se za polnjenje baterij uporabljajo statični usmerniki, imenovani polnilci baterij. V starih transformatorskih postajah še vedno deluje precejšnje število motornih generatorjev.
Med delovanjem se električna energija, shranjena v bateriji, nenehno porablja. Za njegovo polnjenje se uporabljajo polnilne naprave, ki se lahko uporabljajo tudi kot motorni generatorji in statični usmerniki. Moč polnilnikov je običajno 20-25% moči polnilnikov. V nekaterih primerih lahko ista naprava opravlja funkcije polnilne in polnilne naprave.
Motorni generatorji so sestavljeni iz indukcijskega motorja in enosmernega generatorja z vzporednim vzbujanjem. Oba stroja sta nameščena na istem okvirju, njuni gredi pa sta povezani z elastično sklopko. Pri polnjenju akumulatorja se mora spremeniti generatorska napetost polnilnika, zato je izbran enosmerni generator s širokim razponom regulacije napetosti s spreminjanjem njegovega vzbujanja s šantnim reostatom.Silicijevi usmerniki se pogosto uporabljajo kot naprave za statično polnjenje in ponovno polnjenje.
Za razliko od motor-generatorja so statični usmerniki cenejši, nimajo gibljivih delov, so enostavnejši za vzdrževanje, imajo dolgo življenjsko dobo in veliko preobremenitveno zmogljivost, zato so najpogostejši.
Distribucija enosmernega toka, povezava polnilnih in polnilno-polnilnih naprav z akumulatorsko baterijo se izvaja preko enosmernih tokokrogov (DCB), na katerih se nahajajo stikalna oprema in instrumenti. Za udobje dejanj dežurnega osebja se na DCS uporabljajo DC DC mnemonska vezja.
Baterije, enosmerni napajalniki, polnilne in polnilne naprave, enosmerni električni sprejemniki so med seboj povezani s kabelskimi vodi in v nekaterih primerih z zbiralkami.Skupaj tvorijo električni tokokrog za enosmerno omrežje.
Obstajajo trije glavni načini delovanja akumulatorskih baterij: jet polnjenje, polnjenje-praznjenje in polnjenje-mirovanje-praznjenje.
V transformatorskih postajah baterije običajno delujejo v načinu postopnega polnjenja ... V tem primeru polnilnik, opremljen z napravo za stabilizacijo napetosti (z natančnostjo ± 2%), vedno napaja stalno vklopljene električne sprejemnike omrežja za obratovalni tok. (signalne svetilke, tuljave relejev, kontaktorji), poleg tega pa polni baterijo in kompenzira njeno samopraznjenje.
Posledično je baterija ves čas popolnoma napolnjena. Kratkotrajne udarce obremenitve absorbira predvsem baterija.
Na sl. 2 prikazuje diagram namestitve baterije na transformatorski postaji 500 kV.RTP ima dva akumulatorja in tri polnilne in polnilne naprave, od katerih je ena rezervna. Akumulatorske baterije so sestavljene iz svinčenih baterij tipa SK, ki se uporabljajo kot naprave za polnjenje in polnjenje polprevodniških usmernikov VAZP-380 / 260-40 / 80... DC plošča je sestavljena iz kompletnih DC plošč serije PSN-1200-71.
riž. 2. Shema namestitve baterije brez dodatnih elementov: AB1, AB2 — akumulatorji, VU1, VU2, VUZ — usmerniške naprave, UMC — naprava za utripajoče luči, UKN — naprava za nadzor nivoja napetosti, UKI — izolacija krmilne naprave, SH — krmiljenje vodilo, SH — signalna vodila, (+) — utripajoča vodila, I, II, III, IV — številke razdelkov, SH — napajalna vodila elektromagnetov za vklop stikal
Ščitne pnevmatike so razdeljene na dva glavna (I in II) in dva pomožna (III in IV) dela. Električni sprejemniki se napajajo iz odsekov I ali II, pomožni odseki se uporabljajo za medsebojno kratko spajanje virov energije: akumulatorjev in usmernikov za polnjenje in ponovno polnjenje.
Električni sprejemniki in napajalniki so povezani z avtomatskimi stikali serije A3700 in AK-63. Ta stikala opravljajo funkcije stikalnih naprav in ščitijo DCB povezave pred kratkimi stiki. Plošča je opremljena z napravami za utripajočo luč UMC, kontrolo izolacije UCI in napetostnega nivoja UCN.
V napravah, kjer je za vklop močnih elektromagnetov oljnih stikal potrebna povečana napetost, so nameščeni dodatni elementi. Baterije z dodatnimi celicami so sestavljene iz 120, 128, 140 celic namesto 108.V takih primerih se vezje nekoliko spremeni.
Da bi preprečili sulfatizacijo plošč dodatnih celic, je med negativnim polom in vejami 108. celice priključen nastavljiv upor, s pomočjo katerega se ustvari razelektritveni tok, ki je enak razelektritvenemu toku glavnih celic. To zagotavlja enake pogoje delovanja za glavne in dodatne celice ter izključuje možnost globokih polnjenj in praznjenj, kar preprečuje sulfatizacijo in podaljšuje življenjsko dobo baterij. V načinu postopnega polnjenja je baterija vedno napolnjena in pripravljena za napajanje uporabnikov z enosmernim tokom.
V normalnem načinu mora biti napetost vsake vklopljene baterijske celice 2,2 V z dovoljenim odstopanjem ± 2 %. V primerih, ko je za napajanje sekundarnih naprav potreben enosmerni tok različnih napetosti, se uporabljajo prenosne baterije in odcepi od vmesnih baterijskih celic.
Na primer, za večino relejne zaščitne naprave potrebna je napetost 220 V, za telemehanske naprave 24, 48 ali 60 V in za napajanje močnih elektromagnetnih pogonov oljnih stikal - napetost do 250 V in več za kompenzacijo padca napetosti v kablu od akumulatorja do stikalne naprave, kjer so stikala nameščena pri visokih vhodnih tokovih.
V nekaterih napravah akumulatorji delujejo v načinu polnjenja in praznjenja. V tem primeru napetost na sponkah akumulatorja ne ostane konstantna, ampak se spreminja v razmeroma širokem razponu (pri svinčenih akumulatorjih se med praznjenjem napetost spremeni od 2 do 1,8-1,75 V, pri polnjenju od 2, 1 V). do 2,6 -2, 7 B).
Za vzdrževanje stabilne napetosti akumulatorja v vseh načinih enosmernih vodil plošče DC v baterijskih tokokrogih, ki delujejo po metodi polnjenja in praznjenja, je zagotovljeno elementno stikalo, ki služi za spreminjanje števila baterij, priključenih na vodila namestitev ali na polnilnik.
Delovanje baterijskih naprav v načinu polnjenja-počivanja-praznjenja tukaj ni obravnavano, saj se ta način v transformatorskih postajah ne uporablja.
Baterije z napetostjo 24, 36 ali 48 V so običajno sestavljene iz več prenosnih baterij, ki so vezane zaporedno. Največkrat sta vgrajena dva kompleta takih baterij, od katerih je ena rezervna.