Назначение оперативного тока в релейной защите

Оперативный ток

Реле косвенного действия воздействуют на включение и отключение выключателей через специальные включающие и отключающие электромагниты путём подачи в них тока, называемого оперативным током. Оперативный ток также используется для питания вспомогательных реле в схемах релейной защиты и автоматики (промежуточных, реле времени, указательных), а также для работы световой и звуковой сигнализации Таким образом,оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, оперативные цепи релейной защиты, автоматики и различные виды сигнализации. Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую степень надёжности, быть постоянно готовы к действию и обеспечивать необходимую величину напряжения или тока в обмотках электромагнитов включения и отключения коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей). Для управления выключателями и питания устройств РЗА в электроустановках используются два вида оперативного тока: постоянныйи переменный. Постоянный оперативный ток Основными источниками постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи (АБ) с зарядными устройствами. Стандартными величинами номинальных напряжений постоянного оперативного тока приняты 24, 48, 110 и 220 В. Для питания устройств РЗА, управления выключателями, аварийной и предупредительной сигнализации, а также других устройств, требующих независимого источника постоянного тока создаётся распределительная сеть (рисунок 12). Для заряда АБ используются зарядные агрегаты выпрямительные или электромашинные. Распределительная сеть постоянного оперативного тока делится на отдельные участки так, чтобы повреждение на одном из них не нарушало работу других. Рисунок 12 – Пример принципиальной схемы распределительной сети постоянного тока. Все потребители оперативного тока делятся по степени их ответственности на категории. Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного тока релейной защиты, автоматики и катушек отключения выключателей, питаемые от шинок управления ШУ. Вторым очень важным участком являются цепи катушек включения, питаемые от отдельных шинок ШВ вследствие больших токов, потребляемых катушками включения масляных выключателей. Третьим, менее ответственным потребителем оперативного тока, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Обычно питание ответственных цепей осуществляется от двух аккумуляторных батарей работающих на разные секции щитов постоянного тока. В распределительных сетях постоянного тока широко используется секционирование и резервирование. На каждой линии, отходящей от шин щита постоянного тока, устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) осуществляющие защиту сети при к.з. на отходящих линиях. Ток к.з. определяется по формуле: , где е – э.д.с. одного элемента батареи, В; R_э – внутреннее сопротивление одного элемента батареи, Ом; n – число элементов в цепи разряда, шт.; –сопротивление цепи от шин батареи до места к.з. в оба конца, Ом. ℓ – расстояние по трассе кабеля от шин батареи до места к.з., м; γ – удельная проводимость, равная примерно 57 для меди и 34 для алюминия; м/Оммм 2 . S — сечение жил кабеля, мм 2 . Нарушение изоляции относительно земли сети постоянного тока может привести к замыканиям на землю и образованию обходных цепей и ложным отключением оборудования, поэтому щиты постоянного тока оборудуются устройствами контроля изоляции, осуществляющими непрерывный контроль состояния изоляции сети постоянного тока относительно земли. Схема простейшего устройства контроля изоляции приведена на рисунке 13 и состоит из двух вольтметров, включенных между каждым полюсом и землёй. Рисунок 13 – Схема контроля изоляции цепей постоянного тока с помощью двух вольтметров. В нормальных условиях, когда сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли R₍₊₎ и R_(-) одинаковы, напряжение каждого полюса относительно земли равно половине напряжения между полюсами, т.е. U₍₊₎=U_(-)= 0,5U. Если один из полюсов, например (+), замкнётся на землю, т.е. R₍₊₎= 0, то соответственно U₍₊₎ также станет равным нулю, а напряжение U_(-) возрастёт до полного напряжения между полюсами, т.е. U₍₊₎= 0 иU_(-)=U. Следовательно, при снижении сопротивления изоляции на одном из полюсов напряжение этого полюса относительно земли, равное в нормальном режиме 0,5U, понижается, а напряжение другого полюса относительно земли увеличивается на ту же величину. При помощи кнопок К₍₊₎ и К_(-) и вольтметров можно определить величину изоляции сети относительно земли (поочерёдно размыкаются кнопки К₍₊₎ и К_(-) и записываются показания вольтметров U_(-) и U₍₊₎. Сопротивление изоляции сети относительно земли определяют по формулам: ; , где R_в – внутреннее сопротивление вольтметров; В эксплуатации могут использоваться и другие устройства контроля изоляции, в том числе и автоматически действующие на предупредительный сигнал при снижении изоляции сети до определенного значения. Аккумуляторные батареи являются независимыми наиболее надёжными источниками оперативного тока и поэтому они нашли широкое применение на электростанциях и подстанциях для питания оперативных цепей релейной защиты, автоматики и управления выключателями. Однако аккумуляторные батареи имеют высокую стоимость, требуют специальное помещение и наличие зарядного устройства; а обслуживать их должен специально обученный квалифицированный персонал. Кроме того, выполнение распределительной сети постоянного тока требует большого количества контрольного кабеля. В России питание оперативных цепей от источников постоянного оперативного тока получило распространение на электростанциях и на подстанциях напряжением 110 кВ и выше. Переменный оперативный ток Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжениесети. При этом в качестве источников переменного оперативного тока служат: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд. Трансформаторы тока являются надёжным источником питания оперативных цепей защит от к.з. При к.з. ток и напряжение на зажимах трансформатора тока увеличиваются и следовательно возрастает мощность трансформаторов тока чем обеспечивается надёжное питание оперативных цепей. Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током непосредственно от трансформаторов тока показана на рисунке 14 а). В нормальном режиме катушка отключения выключателя 2 зашунтирована контактами реле 1 и ток в ней отсутствует. При к.з. реле 1 срабатывает, его контакты размыкаются, и ток от трансформаторов тока поступает в катушку отключения 2, приводя её в действие. Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока. Их нельзя использовать для питания устройств релейной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, защит от витковых замыканий электрических машин и для защит от ненормальных режимов электроустановок, таких как повышение или понижение напряжения и понижение частоты. В этих случаях в качестве источников оперативного тока должны использоваться трансформаторынапряжения или трансформаторы собственных нужд. Схема питания оперативным током от трансформатора напряжения и от трансформатора собственных нужд приведена на рисунке 14 б), в). Схема б) применяется для питания оперативных цепей защит, а для питания цепей управления выключателями обычно используется схема в), где для питания цепей управления используется выпрямленный ток. Рисунок14 – Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током а) непосредственно от трансформаторов тока; б) от трансформаторов напряжения; в) от трансформатора собственных нужд Однако, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд непригодны для питания оперативных цепей защит от к.з. т.к. при к.з. напряжение сети резко снижается, и они могут использоваться для таких защит как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю, повышения напряжения и др. Помимо непосредственного использования мощности трансформаторов тока и напряжения можно использовать энергию, накопленную в предварительно заряженных конденсаторах. Заряд конденсатора обычно осуществляется в нормальном режиме от напряжения сети. При исчезновении напряжения на электроустановке запасённая конденсатором энергия сохраняется и её можно использовать для питания защит, которые должны работать при исчезновении напряжения. Схема с питанием от заряженного конденсатора изображена на рисунке 15. Конденсатор 1питается от трансформатора напряжения через выпрямитель2. В нормальном режиме конденсатор заряжен. При действии защиты он замыкается на катушку отключения, питая её током разряда. Рисунок 15 – Схема питания оперативных цепей защиты переменным током с использованием энергии заряженного конденсатора В России питание оперативных цепей от источников переменного тока получило широкое распространение в электрических сетях напряжением 6-35 кВ.

06.11.2017 193.99 Кб 178 5_Releynaya_zaschita_i_avtomatika.docx

06.11.2017 938.5 Кб 165 75.Защита генераторов от перегрузки и понижения напряжения.doc

06.11.2017 198.12 Кб 193 9.РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА.docx

06.11.2017 4.72 Mб 717 Biblija-relejnoj-zaschity-i-avtomatiki.pdf

06.11.2017 1.7 Mб 301 Konspekt_lektsy_po_releynoy_zaschite_Chast_2.doc

06.11.2017 5.8 Mб 1541 Korshunov_Releynaya_zaschita.doc

14.04.2020 632.35 Кб 69 Lekcija_No_1.pdf

14.04.2020 511.98 Кб 46 Lekcija_No_10.pdf

14.04.2020 433.84 Кб 47 Lekcija_No_11.pdf

14.04.2020 395.99 Кб 52 Lekcija_No_2.pdf

14.04.2020 840.06 Кб 52 Lekcija_No_3.pdf

Ограничение

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Оперативное напряжение

Практически на всех распределительных подстанциях или распределительных устройствах есть цепи оперативного напряжения. Основная задача которых – это питание релейной защиты на случай срабатывания токовых реле, ведь достаточно сильно распространена практика, когда релейная защита выполнена на реле РТ-40 или РТ-80 с отключающим соленоидом на напряжение.

Отличительной особенностью данных схем является то, что она работоспособна практически во всех случаях и если правильно организовать АВР оперативные цепи окажутся всегда готовы к работе. Ведь зачастую оперативные цепи питаются или от трансформатора собственных нужд, который подключен до подхода шин к вводному высоковольтному выключателю или же от трансформатора напряжения, но при этом с автоматическим вводом напряжения от другой секции при двухтрансформаторной понизительной подстанции.

Применение оперативного переменного напряжения взятого с трансформаторов напряжения или трансформатора собственных нужд имеет ограничение по работоспособности вызванное тем, что при близких коротких замыканиях возникает огромное падение напряжение в энергосистеме. Следовательно, трансформатор напряжения или трансформатор собственных нужд не имеет возможности выдать достаточный уровень напряжения необходимое для срабатывания соленоида отключения. В свою очередь это приводит к тому, что нарушается селективность релейной защиты, что и приводит к аварийному отключению на питающих линиях в сетях 110 кВ за понижающим трансформатором.

Организовать оперативные цепи на постоянном напряжении гораздо целесообразнее, так как постоянное напряжение менее чувствительное к просадкам в электросети при близких коротких замыканиях. Да и в случае организации оперативного постоянного напряжения достаточно часто устанавливаются мощные конденсаторные установки, которые имеют возможность запасать достаточно большой заряд достаточный для срабатывания соленоида отключения. Таким образом, в оперативных цепях постоянно дежурит номинальное напряжение, и даже близкие короткие замыкания не приводят к отказу релейной защиты.

Оперативное напряжение также имеет определённую положительную черту, которая также неоценима в электричестве – это возможность организации оперативных переключений при помощи цепей управления. Что в свою очередь позволяет производить дистанционные оперативные или аварийные переключения, которые так необходимы в распределённых сетях или в сетях, где класс энергоснабжения единица.

Оперативное напряжение также целесообразно использовать на распределительных устройствах в тех случаях, когда через отходящие линии электричество по мощности протекает неравномерно. Что иногда приводит к работе установленных на высоковольтных ячейках трансформаторов тока в режиме перегруза или в режиме недогруза. Так как в настоящее время электричество достаточно дорогой продукт, то энергоснабжающие организации, зачатую делают предписания на установку трансформаторов тока с меньшим номиналом, что ведёт к перегрузу трансформаторов тока при аварийных схемах питания потребителей. Ну, если таким способом есть возможность организовать правильный учёт электричества при минимальных нагрузках на линии, то организовать релейную защиту на встроенных реле практически невозможно. Основная проблема это встроенное реле типа РТВ, которое имеет относительно большое сопротивление токовой катушки. Следовательно, при срабатывании защиты по токовой отсечке нет возможности установки кратности защиты свыше 4-х от уставки максимальной токовой защиты, так как трансформатор тока входит в насыщение и просто нереально ему выдать необходимой мощности для срабатывания реле токового максимального (РТМ).

Именно для таких случаев просто необходимо организовывать работу релейной защиты на оперативном напряжении или на реле тока типа РТ-80 с подачей тока на соленоид отключения, но при этом РТ-80 необходимо подключать с дешунтированием токовой катушки самого реле. Данные мероприятия позволяют организовать защиту, и при этом трансформаторы тока будут нормально выдавать и 13 крат по току, как им и положено.

Устройство и обслуживание вторичных цепей — Цепи оперативного тока

Оперативный ток используется для:
управления коммутационными аппаратами (выключателями, разъединителями, отделителями, коротко замыкателями, различными автоматическими, пусковыми и другими устройствами) ;
питания оперативных цепей релейной защиты и автоматики, определяющих с помощью промежуточных аппаратов (реле времени, промежуточных и др.) логическую последовательность операции при срабатывании пусковых органов защиты и автоматики (реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, катушки которых получают питание от трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, повторяющих изменения тока и напряжения того присоединения, к которому они относятся), в результате которой производится воздействие на исполнительные органы коммутационных аппаратов (например, электромагниты включения и отключения);
осуществления всех видов и способов сигнализации (сигнализация положения коммутационных аппаратов, предупреждающая сигнализация отклонений от нормальных режимов работы или технического состояния оборудования по температуре обмоток, масла, воздуха, воды, состоянию изоляции и другим параметрам, сигнализация действия устройств защиты и автоматики).
Управление аппаратом означает подачу команды на изменение его положения, т. е. на его включение или отключение. Команды на операции управления или регулирования подаются оперативным персоналом (вручную) или автоматическими устройствами. Соответственно различают управление ручное и автоматическое. На электростанциях и подстанциях обычно используют обе формы управления.
В первую очередь автоматизируют те процессы, где вслед за изменением состояния или режима оборудования должна быстро (в течение секунд или долей секунды) последовать соответствующая операция управления или регулирования. Это — автоматическое регулирование частоты и возбуждения генераторов, АПВ линий, автоматический ввод резервного питания в системе СН, автоматическое пожаротушение трансформаторов и кабельных помещений и т.д.
Ручное управление может осуществляться в непосредственной близости от управляемого аппарата — местное управление — или на расстоянии с помощью электрического командного сигнала — дистанционное управление и телеуправление. При дистанционном управлении командный сигнал формируется при воздействии вручную на орган управления — подаче команды ключом управления с поста управления и передается по индивидуальным проводам связи между постом управления и объектом на исполнительный орган — привод управляемого аппарата. Эту систему применяют для управления объектами, расположенными на сравнительно небольших расстояниях (десятки и сотни метров) от поста управления, например в пределах электростанции или подстанции.
Телеуправление отличается от дистанционного управления тем, что число линий (или каналов) связи между постом управления и объектом управления меньше числа передаваемых команд управления. Телеуправление электрическим оборудованием применяется при значительном удалении (более 1 км) пункта управления от управляемого объекта.
Телеуправление рекомендуется для оперативного обслуживания выключателей и отделителей подстанций и гидроэлектростанций без постоянного дежурного персонала; пуска, останова и перевода в режим синхронного компенсатора гидроагрегатов. В этих случаях управление средствами телемеханики производится с диспетчерского пункта энергетической системы или района, где расположен объект. С ростом уровней напряжения электропередач, а следовательно, и площадей, занимаемых ОРУ высокого напряжения, щит управления подстанции или станции оказывается достаточно удаленным от выключателей, расположенных на ОРУ. В этом случае телеуправление целесообразно применять и на территории электрического объекта для сокращения линий связи между пунктом управления и управляемым объектом.
Для передачи сигналов устройств телемеханики могут использоваться каналы связи, линии высокого напряжения или линии связи.
Телеуправление — наиболее ответственная операция в телемеханике, практически не допускающая ложных команд. При использовании телеуправления выполняются следующие требования:

1. операция телеуправления обязательно должна сопровождаться ответной телесигнализацией, которая используется для контроля правильности выполнения операции управления;
2. посылка команды телеуправления должна состоять как минимум из двух операций: подготовительной (выбор объекта и характера операции) и исполнительной (подача команды); при этом уменьшается вероятность неправильных действий диспетчера;
3. канал связи должен непрерывно контролироваться, выход его из строя не должен приводить к ложным командам.

Рис. 2.12. Цепи воздействия устройства телеуправления на исполнительные органы схемы управления:
KMI, YATI— исполнительные органы схемы управления выключателя: промежуточный контактор электромагнита включения и электромагнит отключения; KCTI — реле команд «Включить» и «Отключить», принимающие команды местного и телеуправления; SA1 — ключ местного управления; У, РИВ, РИО— контакты приемных реле устройства телемеханики (замкнуты при передаче с пункта управления соответствующей команды)

При исполнении команды «Включить» замыкание цепей на исполнительный орган управляемого аппарата производится соединенными последовательно контактом реле выбора объекта У и контактом исполнительного реле команды «Включить» РИВ; при исполнении команды «Отключить» — соединенными последовательно контактом реле выбора объекта и контактом исполнительного реле команды «Отключить» РИО (рис. 2.12).
Сигнализация положения должна выполняться для коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление. Сигнализация осуществляется с помощью сигнальных ламп, установленных над ключом управления. Лампа, сигнализирующая включенное положение, имеет красный фильтр и устанавливается справа; отключенное положение сигнализирует лампа с зеленым фильтром, которая устанавливается слева. Построение цепей сигнализации положения выключателей и разъединителей определяется схемами управления этих аппаратов и рассматривается в следующей главе.
Сигнализация аварийного отключения коммутационных аппаратов при срабатывании релейной или технологической защиты элемента, а также при действии устройств автоматики (кроме тех, которые переключают коммутационные аппараты по заранее определенному режиму) обеспечивается действием центрального (для всех коммутационных аппаратов) звукового сигнала и индивидуального индикатора, в качестве которого используется мигание лампы сигнализации положения (световая сигнализация) либо указательное реле с ручным возвратом.
Предупреждающая сигнализация извещает персонал о необходимости принятия мер по ликвидации возникших отклонений от нормального режима или о появившихся неисправностях (повышение температуры нагрева обмоток генератора, трансформатора, синхронного компенсатора, снижение уровня масла в трансформаторе и давления сжатого воздуха в воздушных выключателях и т.д.). Предупреждающая сигнализация обеспечивается действием центрального (для всего объекта) звукового и индивидуальных световых сигналов либо индивидуальных указательных реле.
Звуковые сигналы аварийной и предупреждающей сигнализации, как правило, выполняются раздельно и различаются по характеру звучания сигнала.
Сигнализация действия устройств защиты и автоматики производится при помощи флажка указательного реле соответствующей защиты или устройства автоматики. При этом срабатывает звуковой и световой сигнал аварийного отключения.
При неисправностях в устройствах защиты и автоматики, а также действиях устройств защиты и автоматики, не сопровождающихся отключением коммутационных аппаратов, должна приводиться в действие с помощью индивидуальных указательных реле предупреждающая звуковая сигнализация. Для напоминания дежурному персоналу о необходимости ручного возврата указательного реле выполняются групповые световые сигналы вызова к панелям, где установлены указательные реле. Для облегчения отыскания сработавшего указательного реле на каждой панели или в релейном шкафу необходимо предусматривать лампу сигнализации «Указатель не поднят», общую для всех указательных реле панели или релейного шкафа.
Вызывная сигнализация передает сигналы вызова пои аварийном отключении оборудования или при появлении неисправности оборудования на оперативный пункт управления (центральный щит управления — ЦЩУ, главный щит управления — ГЩУ, блочный щит управления — БЩУ), дежурному на дому, на диспетчерский пункт.
Получив сигнал, обслуживающий персонал обязан прибыть на место для выявления и устранения неисправностей.
Поиск аварийно отключившегося выключателя или выявление причины возникновения предупреждающего сигнала производится по индивидуальным индикаторам — лампам сигнализации положения или указательным реле.
Вызывная сигнализация применяется на подстанциях и небольших ГЭС, где нет постоянного дежурного персонала, а их обслуживание осуществляется дежурными на дому или оперативно-выездными бригадами (ОВБ), а также в установках СН, КРУ, КРУН и других РУ и электроустановках (синхронных компенсаторах, насосных, компрессорных и т. д.), которые периодически контролируются сменным персоналом данного энергообъекта.
В зависимости от расстояния, на котором находится дежурный от объекта, сигнал вызова передается либо по индивидуальным проводам связи, либо средствами телемеханики — при удаленности от объекта на 1 км и более.
Передача сигналов средствами телемеханики — телесигнализация — обеспечивается значительно меньшим количеством линий связи между контролируемым объектом и постом управления, чем число передаваемых сигналов.
Для электростанций предусматривается телесигнализация положения всех выключателей главной электрической схемы на центральный диспетчерский пункт (ЦДП) энергосистемы. Для подстанций без постоянного дежурного персонала предусматривается телесигнализация положения выключателей и отделителей и аварийно-предупреждающая телесигнализация на диспетчерский пункт. Для подстанций с постоянным дежурным персоналом или с дежурным на дому на ЦДП энергосистемы предусматривается телесигнализация положения выключателей главной электрической схемы, рабочего состояния гидроагрегатов и телеуправляемого оборудования, а также аварийно-предупреждающая сигнализация.
При телесигнализации обычно передается информация типа «Да», «Нет» об одном из двух состояний объекта (включен или отключен, открыто или закрыто и т. д.). Датчиком сигнала положения выключателя является вспомогательный контакт выключателя или реле-повторителя, разомкнутый при отключенном выключателе. Тогда при включенном выключателе (рабочем состоянии объекта) контролируется целость цепи от датчика до устройства телемеханики.
Сигналы телеуправления и телесигнализации могут передаваться по одной линии или одному каналу связи. В системе телемеханики применяется уплотнение канала связи и осуществляется передача сигналов последовательными кодами (поочередно). Аппаратура телемеханики состоит из полукомплекта, устанавливаемого на диспетчерском пункте, и полукомплектов, устанавливаемых на контролируемых пунктах. Один полукомплект на диспетчерском пункте может принимать информацию и передавать команды управления на полукомплекты нескольких контролируемых пунктов.
На диспетчерском пункте устанавливаются диспетчерский щит и пульт управления энергосистемы. На щите наносится схема электрических соединений станций и подстанций энергосистемы, устанавливаются ключи выбора объекта для каждого управляемого аппарата и центральные кнопки, общие для аппаратов одного объекта, для подачи команд «Включить» и «Отключить».
Оперативный ток может быть постоянным, выпрямленным, переменным.
При применении традиционных средств (ключей управления и электромеханических реле) для управления, зашиты, автоматики и сигнализации в настоящее время принимается напряжение 220 В оперативного тока. На крупных электростанциях (с большим количеством электродвигателей механизмов и запорно-регулирующей арматуры собственных нужд, требующих автоматического управления и участвующих в регулировании технологических процессов) и подстанциях сверхвысокого напряжения (750, 1150 кВ переменного тока, 1500 кВ постоявших) тока), где вводится автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), выполняющая функции управления, регулирования и контроля средствами вычислительной техники, используется также напряжение оперативного тока 24 В. При этом напряжение 220 В оперативного тока используется для управления электромагнитными приводами высоковольтных выключателей и разъединителей, а также для схем сигнализации на традиционных средствах, резервирующих в минимальном объеме АСУ ТП.
В цепях оперативного тока должна предусматриваться защита от токов КЗ. Для этого питание оперативным током вторичных цепей каждого присоединения производится через отдельные предохранители или автоматические выключатели с вспомогательными контактами для сигнализации об их отключении. Применение автоматических выключателей более предпочтительно, чем предохранителей.
Питание оперативным током цепей релейной защиты и управления выключателями и автоматами гашения поля (АГП) генераторов выполняется через отдельные от цепей сигнализации автоматические выключатели.
Для ответственных присоединений (линий электропередачи 110 кВ и выше, трансформаторов 330 кВ и выше и крупных генераторов), отдельные автоматические выключатели устанавливаются для основных и резервных защит. При этом цепи управления и резервных защит линий могут подключаться, к одному общему автоматическому выключателю.
Для надежной работы энергообъектов и их защиты необходимо контролировать наличие питания цепей оперативного тока каждого присоединения. Предпочтительнее осуществлять контроль с помощью реле, которые позволяют подать предупреждающий сигнал при исчезновении напряжения оперативного тока. Принципы построения схем управления выключателей и разъединителей, а также аварийной и предупреждающей сигнализации рассмотрены в следующей главе.

Источники оперативного тока для питания устройств релейной защиты

Для всех устройств релейной защиты, кроме реле прямого действия необходим источник оперативного тока. Источники оперативного тока подразделяются на:

• Источники питания постоянного оперативного тока.

• Источники питания переменного оперативного тока.

Источники питания постоянного оперативного тока

Независимым источником оперативного тока являются аккумуляторные батареи.

Преимущества источников питания постоянного оперативного тока :

• Обеспечивается питание всех цепей подключенных устройств в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и тока независимо от состояния основной сети.

• Простота и надежность схем релейной защиты.

• Высокая стоимость (экономически оправдано использование источников постоянного оперативного тока на подстанциях 110 кВ и выше с несколькими ВЛ);

• Необходимость наличия отапливаемого и вентилируемого помещения;

• Необходимость использования подзарядного устройства;

• Сложность в эксплуатации.

Для повышения надежности сеть оперативного питания секционируется с тем, чтобы обесточивание одной или нескольких секций не приводило к отказам наиболее ответственных потребителей оперативного тока, к которым относятся устройства релейной защиты, автоматики и управления.

Рис. 1. Схема подключения источника постоянного оперативного тока (аккумуляторной батареи) в распределительном устройстве

Аккумуляторная батарея работает на шинки постоянного тока, от которых отходят линии, питающие секции оперативного тока для каждой группы потребителей. ШУ – шинки для питания устройства релейной защиты, автоматики и управления (обычно отдельная шинка для каждой секции шин), ШС — шинки сигнализации и ШВ – шинки питания электромагнитов включения выключателей. Аккумуляторная батарея является также источником аварийного освещения подстанции.

Аккумуляторная батарея выполняется обычно из свинцово-кислотных аккумуляторов, обладающих достаточно высокими долговечностью, экономичностью и выдерживающих кратковременные перегрузки, например при питании электромагнитов включения мощных выключателей (ток электромагнита может достигать нескольких сотен ампер).

Помещение аккумуляторной батареи должно иметь обогрев и вентилцию для удаления паров серной кислоты. Для обеспечения долговечности батареи должен соблюдаться оптимальный режим ее подзаряда, заряда и разряда. С этой целью используются автоматические регулируемые выпрямительные установки (подза-рядные устройства).

Защита сети постоянного оперативного тока осуществляется с помощью предохранителей и автоматических выключателей с обеспечением селективности и чувствительности. Наиболее частым видом повреждений являются замыкания одного из полюсов на землю.

Оно не приводит к разрушениям, однако появление второго замыкания может привести к ложному срабатыванию устройства защиты или электромагнитов включения. Поэтому используется контроль изоляции, например установкой двух вольтметров. При отсутствии замыканий напряжение шин относительно земли одинаково, в противном случае показания вольтметров отличаются.

Источники переменного оперативного тока

Источники переменного оперативного тока — используют энергию защищаемого объекта. При выполнении переменного оперативного питания в качестве источников служат трансформаторы тока и трансформаторы напряжения .

Преимущества источников переменного оперативного тока :

• Более низкая стоимость.

• Отсутствие разветвленной сети оперативного тока.

• Колебания выходного напряжения выше, чем для источников постоянного оперативного тока, особенно в момент короткого замыкания . Для электромеханических реле это не имеет существенного значения, а для аналоговых и микроэлектронных – может привести к неправильной работе.

• Резкое снижение напряжения собственных нужд при включении выключателя на близкое короткое замыкание .

Существуют различные варианты выполнения устройств релейной защиты на переменном оперативном токе. Наиболее простые схемы, в которых используется ток установки.

1) Схема с дешунтированием электромагнита отключения .

YAT – катушка отключения выключателя. В нормальном режиме катушка отключения зашунтирована контактом токового реле РТ. При возникновении короткого замыкания р еле РТ срабатывает, контакт размыкается и вторичный ток трансформатора тока запитывает YAT, в результате чего отключается выключатель.

Схема используется для токовых защит, если включение электромагнитов отключения не приводит к недопустимым погрешностям трансформаторов тока , а максимальный ток короткого замыкания не превышает предельный ток, который могут коммутировать контакты реле.

2) Схемы на выпрямленном оперативном токе .

Схемы на выпрямленном оперативном токе целесообразно применять на присоединениях, оборудованных выключателями с электромагнитными или пневматическими приводами, электромагниты которых имеют большую потребляемую мощность, а также при наличии сложных устройств защиты.

В нормальном режиме выпрямленное выходное напряжение обеспечивает б лок напряжения (БПН), а при коротком замыкании – либо токовый блок питания (БПТ) либо оба блока вместе.

3) Схемы с использованием конденсаторных батарей .

В нормальном режиме контакт реле РТ разомкнут и конденсатор С заряжается через диод от напряжения с ТН. При возникновении короткого замыкания срабатывает токовое реле РТ, его контакт замыкается и предварительно заряженный конденсатор С начинает разряжаться на катушку отключения YAT, что приводит к отключению выключателя.

Данная схема используется, если мощность, отдаваемая трансформатором тока недостаточна для использования двух предыдущих схем.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: