Схема четырехугольника. Достоинства, недостатки, область применения.

Схема четырехугольника. Достоинства, недостатки, область применения.

Схема четырехугольника экономична(четыре выключателя на четырех присоединениях), позволяет производить опробование и ревизию любого выключателя без нарушения работы ее элементов. Схема обладает высокой надежностью. Отключение всех присоединений маловероятно, оно может произойти при совпадении ревизии одного из выключателей, например Q1?Повреждении линии W2 и отказе выключателя второй цепи Q4. При ремонте линии W2 отключают выключатели Q3, Q4 и разъединители, установленные в сторону линий. Связб оставшихся в работе присоединений W1, T1 uT2 осуществляется через выключатели Q1, Q2. Если в этот период повредится T1, то отключится выключатель Q2, второй трансформатор и линия W1 останутся в работе, но транзит мощности будет нарушен. Установка линейных разъединителей QS1 uQS2 устраняет этот недостаток.

Достоинство: использование разъединителей только для ремонтных работ.

Недостатки: Сложный выбор трансформаторов тока, выключателей и разъединителей, т.к в зависимости от режима работы ток, протекаюищй по аппаратам, меняется.

Область применения: В РУ 330 кВ и выше, а также на подстанциях при напряжении 220 кВ и выше.

Схема “3/2” и “4/3”. Достоинства, недостатки, область применения.

В РУ 330-750 кВ применяется схема с двумя система шин и тремя выключателями на две цепи. На шесть присоединений необходимо девять выключателей, т.е на каждое присоединение «полтора» выключателя. Отсюда и происходит название 3/2.

Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе. Другим достоинством является высокая надежность, т.к все цепи остаются в работе даже при повреждении на сборных шинах.

Схема позволяет в раюочем режиме без операций разъединителя производить опробование выключателей. Ремонт шин, очистка изоляторов, ревизия шинных разъединителей производятся без нарушения работы цепей(отключается соответствующий ряд шинных выключателей) все цепи продолжают работать параллельно через оставшуюся под напряжением систему шин.

Недостатками схемы являются:

Отключение К на линии двумя выключателями, что увеличивает общее количество ревизий выключателей

Удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, т.к одна цепь должна присоединяться через два выключателя

Снижение надежности схемы, если кол-во линий не соответствует числу трансформаторов.

Усложнение цепей релейной защиты

Увеличение количества выключателей в схеме

Применение в РУ 330-750 кВ на мощных электростанциях. На узловых подстанциях такая схема применяется при числе присоединений восемь и более.

Схема 4/3, т.е на девять присоединений требуется 12 выключателей. Наилучшие показатели схема имеет, если число линий враза меньше или больше числа трансформаторов.

Схема 4/3 имеет все достоинства 3/2 схема, а кроме этого: Схема более экономична (1.33 выключателя вместо 1.5)

Секционирование сборных шин требует только при 15 присоединениях и более

Надежности схемы практически не снижается, если в одной цепочке будут присоединены две линии и один трансформатор вместо двух трансформаторов и одной линии.

Схема находит применение в РУ 330-500 кВ мощных КЭС и АЭС.

14. Какие схемы называют упрощенными? Признаки, примеры.

В настоящее время на всех ступенях электроснабжения широко применяются упрощенные схемы подстанций, основанные на так называемом «блочном принципе».
Блочной схемой называется такая простейшая схема подстанций, на которой нет сборных шин первичного напряжения, а в некоторых случаях и вторичного напряжения, а схема коммутации осуществляется, как правило, без выключателей с применением простейших аппаратов или даже при помощи «глухих» присоединений. Блочные схемы коммутации подстанций широко применяются на всех ступенях системы электроснабжения промышленных предприятий.

Упрощенные схемы позволяют уменьшить расход электрообрудования, строительных материалов, снихить стоимость распределительного устройства, ускорить монтаж. Такие схемы получили наибольшее распространение на подстанциях.

Существуют следующие схемы:
блок линия 35—220 кВ — трансформатор ГПП;

Требования, предъявляемые к конструкциям РУ.

РУ - электроустановка,предназначенная для приема и распределения эл. энергии, содержащая эл.аппараты, шины и вспомогательные устройства.

Требования:

1) Обслуживание РУ д.б. удобным и безопасным. (размещение оборудования должно обеспечивать хорошую обозреваемость, удобство ремонта, полную безопасность. должны соблюдаться минимальные расстояния от токоведущих частей для различных элементов ЗРУ)

2) Неизолированные токоведущие части во избежание случайных прикосновений к ним д.б. помещены в камеры или ограждены.

3) Из помещений ЗРУ предусматриваются выходы наружу или в помещения с несгораемыми стенами и перекрытиями.

4) ЗРУ должно обеспечивать пожарную безопасность. (сооружается из огнестойких материалов, при проектировании предусматриваются меры для ограничения распространения возникшей аварии, предусматривается естественная вентиляция помещения тр-ов и реакторов и вытяжная вентиляция коридоров обслуживания открытых камер с маслонаполненны оборудованием)

5) РУ д.б. экономичным. Стоимость слогается из стоимости строительной части, эл.оборудования, эл.монтажных работ и накладных расходов. Для уменьшения стоимости строит части уменьшают объём здания и упрощают его конструкцию. Для уменьшения стоимости эл.монтажных работ и ускорения сооружения РУ применяют укрупнённые узлы, собранные на специализированной монтажной базе - камеры и шкафы со встроенным эл.оборудованием.

6) открытое ОРУ должно быть ограждено

 

Конструкции РУ.

1) Конструкции ЗРУ 6-10кВ с одной системой шин.

в таких РУ устанавливаются маломасляные и безмасляные выключатели небольших габаритов, что позволяет всё оборудование одного присоединения разместить в одной камере. Однако ремонт выключателей в таких камерах затруднен, поэтому взамен их применяют камеры с выключателями, расположенными на выкатной тележке, - ячейки КРУ.

ГРУ(генераторное РУ) с одной системой шин - сооружаемые на ТЭЦ выполняются с применением сборных и комплектных ячеек.

В ГРУ предусмотрены 3 секции сборных шин, к каждой присоединён генератор. к 1 и 3 секциям присоединены 3х обмоточные тр-ры связи. Здание ГРУ одноэтажное, из стандартных жеезобетонных конструкций. В центральной части здания в 2 ряда расположены блоки сборных шин и шинных разъединителей, далее ячейки генераторных, трансформаторных и секционных выключателей, групповых и секционных реакторов и шинных тр-ов напряжения. У стен расположены шкафы КРУ. Соединение секций сб.шин 6кВ в кольцо производится снаружи здания гибкой связью.

 

 

2) Конструкция ЗРУ 6-10кВ с двумя системами шин.

Как правило сооружаются на ТЭЦ.

 

Сооружается из стандартных железобетонных конструкций (двухэтажное здание). Все оборудование расположено в 2 ряда (рабочая СШ разделена на 2-3 секции по числу генераторов). Рабочая система шин размещается в центральном отсеке, резервная - в боковых отсеках, по длине здание разделено поперечными стенами отделяющими секции. Блоки сборных шин и шинных разъединителей опираются на металлический каркас ячеек первого этажа, где расположены ячейки КРУ. Подвод охлаждающего воздуха для сборных шин осуществляется из центрального коридора первого этажа. Нагретый воздух сбрасывается через проёмы жалюзи на втором этаже. Шкаф КРУ состоит из жёсткого металлического корпуса, внутри которого размещена вся аппаратура.Выключатель с приводом установлен на выкатной тележке. На выкатной тележке монтируются также трансформаторы напряжения и разрядники, силовые предохранители, разъединители.

3) Конструкция ОРУ 35-220 кВ со сборными шинами.

Всё оборудование смонтировано блоками, которые присоединяются к сборным шинам (гибким или жёстким).

Блок выключателя - металлич. конструкция, на которой смонтированы выключатель, шинный и линейный разъединитель. Привод выключателя установлен в шкафу. Аппараты РЗ, автоматики, измерения и сигнализации размещаются в релейном шкафу.

Блок шинных аппаратов также представляет собой металлич конструкцию, на которой смонтированы разъединители с 2мя заземляющими ножами и трансформатор напряжения.

Выключатели рамещаются в один ряд. Каждый полюс шинных разъединителей второй системы шин расположен под проводами соответствующей фазы сборных шин. Линейные и шинные порталы и все опоры под аппаратами - стандартные, железобетонные.

 

 

Чем отличаются КРУ и КРУН?

КРУ - РУ, состоящее из закрытых шкафов с встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами.

КРУН - РУ предназначены для открытой установки вне помещения. Шкафы имеют уплотнения, обеспечивающие защиту аппаратуры от загрязнения и атмосферных осадков. Рассчитаны для работы при температуре от -40 до +35, влажность воздуха не более 80%. КРУН могут иметь стационарную установку выключателя в шкафу или выкатную тележку с выключателем как и КРУ. размещают на специальной площадке высотой 30-40 см твёрдым покрытием. Могут быть выполнены с закрытым коридором обслуживания и без.

Обеспечение нормальной работы шкафов в КРУН при минусовых температурах

окружающего воздуха обеспечивается с помощью нагревательных приборов,

росоустойчивой изоляцией.

КРУ обслуживается изнутри, а КРУН с улицы.

 

Удлинение дуги

При расхождении контактов в процессе отключения электрической цепи возникшая дуга растягивается. При этом улучшаются условия охлаждения дуги, так как увеличивается ее поверхность и для горения требуется большее напряжение.

Гашение дуги в масле

Если контакты выключателя помещены в масло, то возникающая при их размыкании дуга приводит к интенсивному испарению масла. В результате вокруг дуги образуется газовый пузырь (оболочка), состоящий в основном из водорода (70...80 %), а также паров масла. Выделяемые газы с большой скоростью проникают непосредственно в зону ствола дуги, вызывают перемешивание холодного и горячего газа в пузыре, обеспечивают интенсивное охлаждение и соответственно деионизацию дугового промежутка. Кроме того, деионизирующую способность газов повышает создаваемое при быстром разложении масла давление внутри пузыря.

 

34. Масляный выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении. Дугогашение в таком выключателе происходит в масле.

Классификация

· Баковые

· Маломасляные (горшковые)

По принципу действия дугогасительного устройства:

· с автодутьем (давление и движение масла и газа происходит под действием энергии, выделяющейся из дуги)

· с принудительным масляным дутьем (масло к месту разрыва нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов)

· с магнитным гашением в масле (дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы)

Баковые выключатели

Состоят из вводов, контактной и дугогасительной систем, которые помещены в бак, заполненный маслом. Для напряжений 3—20 кВ бывают однобаковыми (три фазы в одном баке) с ручным или дистанционным управлением, а для напряжений 35 кВ — трёхбаковыми (каждая фаза в отдельном баке) с дистанционным или автоматическим управлением, с автоматом повторного включения (АПВ). Масло изолирует фазы друг от друга (у однобаковых) и от заземленного бака, а также служит для гашения дуги и изоляции разрыва между контактами в отключенном состоянии. При срабатывании выключателя сначала размыкаются контакты дугогасительных камер. Электрическая дуга, возникающая при размыкании этих контактов, разлагает масло, при этом сама дуга оказывается в газовом пузыре (до 70 % водорода), имеющем высокое давление. Водород и высокое давление в пузыре способствуют деионизации дуги. На выключателях для напряжений выше 35 кВ в дугогасительных камерах создается дутьё.

Достоинства баковых выключателей:

простота конструкции,

высокие отключающие способности.

Недостатки:

· большие габариты,

· большой объём масла,

· взрыво- и пожароопасность.

Маломасляные выключатели

В маломасляных выключателях в качестве изоляции токоведущих частей друг от друга и дугогасительных устройств от земли применяются различные твердые изоляционные материалы (керамика и т.п.). Масло служит только для выделения газа. Каждый разрыв цепи снабжается отдельной камерой с дугогасительным устройством, обычно выполненным с поперечным дутьем. В отключенном положении подвижный контакт находится выше уровня масла для повышения электрической прочности разрыва, т.к. малый объем масла из-за загрязненности продуктами разложения теряет свои диэлектрические свойства. Для удержания паров масла при гашении дуги от уноса вместе с продуктами разложения в конструкции предусмотрены маслоотделители. При больших номинальных токах применяются две пары контактов (рабочие и дугогасительные). Рабочие контакты находятся снаружи выключателя, а дугогасительные внутри. При помощи регулирования длины дугогасительных контактов обеспечивается отключение сначала рабочих контактов (без появления дуги), а затем - дугогасительных.

Достоинства маломасляных выключателей:

· небольшое количество масла

· относительно малая масса

Недостатки:

· необходимость контроля и доливки масла

 

35. Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций включения-отключения) электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках.

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение (см. иллюстрацию процесса отключения).

Достоинства

· простота конструкции;

· надежность;

· высокая коммутационная износостойкость;

· малые размеры;

· пожаро- и взрывобезопасность;

· отсутствие шума при операциях;

· отсутствие загрязнения окружающей среды;

· удобство эксплуатации;

· малые эксплуатационные расходы.

Недостатки

· сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения;

· возможность коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов - современные разработки вакуумных камер камер на основе новых контактных сплавов почти исключают эти явления;

· небольшой ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания.

Конструкция вакуумной камеры. Устройство вакуумной камеры показано на рис.6.1. Она состоит из следующих частей: стеклокерамической оболочки 1; стальных торцевых фланцев 2; медных контактных стержней - неподвижного 3 и подвижного 4; электродов 5; стального ребристого сильфона 6, приваренного к подвижному контактному стержню 4; экранов 7, 8, 9. Давление в камере составляет около 1,3 * 10"5 Па.

36. Электромагнитный выключатель, выключатель электрический, служащий для отключения высоковольтных цепей под нагрузкой в нормальных и вынужденных режимах работы; принципиально отличается от выключателей других систем тем, что гашение электрической дуги, возникающей между расходящимися в процессе отключения цепи контактами выключателя, осуществляется непосредственно в воздушной среде т. н. электромагнитным дутьём вдугогасительном устройстве. Дуга затягивается в камеру дугогасительного устройства мощным магнитным полем, создаваемым электромагнитами, в обмотках которых протекает отключаемый ток. Обмотки электромагнитов имеют такую полярность, при которой создаваемое магнитное поле затягивает дугу в дугогасительную камеру (камеры), где дуга растягивается и охлаждается, её сопротивление резко увеличивается и она гаснет. Дугогасительные камеры выполняются из жаростойких материалов, обладающих высокой диэлектрической прочностью, теплопроводностью и теплоёмкостью. В Э. в. переменного тока для повышения надёжности работы обычно предусматривается воздушный поддув, который ускоряет перемещение дуги в камеру. Э. в. применяют обычно в сетях на напряжение 6—10 кв.

достоинства электромагнитных выключателей: полная взрыво- и пожаробезопасность, малый износ дугогасительных контактов, пригодность для работы в условиях частых включений и отключений, относительно высокая отключающая способность.

Недостатки: сложность конструкции дугогасительной камеры с системой магнитного дутья, ограниченный верхний предел номинального напряжения (15—20 кВ), ограниченная пригодность для наружной установки.

 

37. Разъединитель – это коммутационный аппарат, который предназначен для отключения и включения электрической сети без нагрузки либо с незначительной нагрузкой: намагничивающий ток силового трансформатора, остаточный ток кабельных и воздушных линий электропередач, а также ток нагрузки не более 15 ампер (в зависимости от типа коммутационного аппарата).

Кроме того, разъединители предназначены для создания видимого разрыва цепи при отключении питания линии. Это необходимо, прежде всего, для безопасности при выполнении ремонтных работ. В данном случае аппарат создает видимый разрыв в цепи между оборудованием, которое выведено в ремонт и оборудованием, которое находится под рабочим напряжением. Кроме того, разъединители наружной установки рассчитываются на возможность разрыва посредством их ножей зарядных токов воздушных и кабельных линий, а также токов холостого хода силовых трансформаторов и токов небольших нагрузок. Поэтому их контакты часто снабжаются дугогасительными рогами.
Отличительной чертой разъединителей, а также отделителей и короткозамыкателей в сравнении с выключателями является отсутствие дугогасительных устройств.
Основное назначение разъединителя заключается в изоляции отключенных частей электрической цепи с целью безопасного ремонта оборудования.
Разъединители строятся для внутренней и для наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Они могут выполняться как трехполюсными на общей раме (обычно при напряжениях до 35 кВ), так и однополюсными при более высоких напряжениях. Последнее обусловлено тем, что при напряжениях свыше 35 кВ требуемые расстояния между фазами достаточно велики и общая рама получается чрезвычайно громоздкой и тяжелой.
Основным элементом разъединителя являются его контакты. Они должны надежно работать при номинальном режиме, а также при перегрузках и сквозных токах короткого замыкания. В разъединителях применяют высокие контактные нажатия. При больших токах контакты выполняют из нескольких (до восьми) параллельных пластин. Применяют пластины прямоугольного, швеллерного и круглого сечения.
Разъединители могут иметь приводы: ручной - оперативную штангу, рычажной или штурвальный и двигательный - электрический, пневматический.
Во избежание ошибочных действий, т.е. размыкания под током, что может привести к крупным авариям и несчастным случаям, разъединитель всегда блокируется с выключателем. Блокировка допускает оперирование разъединителем только при отключенном выключателе. По исполнению блокировка может быть механической, механической замковой, электромагнитной замковой.

Типы разъединителей

Отдельные типы разъединителей 6 - 10 кВ отличаются друг от друга по роду установки (разъединители внутренней и наружной установки); по числу полюсов (разъединители однополюсные и трехполюсные); по характеру движения ножа (разъединители вертикально-поворотного и качающегося типа). Трехполюсные разъединители управляются рычажным приводом, однополюсные - оперативной изоляционной штангой. Различие в конструкциях разъединителей внутренней и наружной установок объясняются условиями их работы. Разъединители наружной установки должны иметь приспособления, разрушающие ледяную корку, образующуюся при гололеде. Кроме того, их используют для отключения небольших токов нагрузки и их контакты снабжаются рогами для гашения дуги, возникающей между расходящимися контактами.

38. Измерительный трансформатор — электрический трансформатор для контроля напряжения, тока или фазы сигнала первичной цепи. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь; минимизировать искажения пропорции и фазы измеряемого сигнала в измерительной (вторичной) цепи.

Трансформатор тока состоит из замкнутого сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку включают последовательно в контролируемую цепь, ко вторичной обмотке присоединяют токовые катушки различных приборов и реле.

39. Короткозамыкатель — электрический аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания на землю в сетях электроснабжения. Отделитель представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. Если в обычном разъединителе скорость отключения очень мала, то в отделителе процесс отключения длится 0,5-1,0 с. Отделитель отсоединяет поврежденные участки электрической цепи после отключения защитного выключателя. Выключатель срабатывает от искусственного короткого замыкания, создаваемого короткозамыкателем.

Устройство

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание.

Применение

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжениевысокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.

В настоящее время применение короткозамыкателей ограничено теми подстанциями где они установлены, короткозамыкатели больше не производятся, так как схемы ПС где они применяются имеют меньшую надежность и большую вероятность повреждения дорогостоящего оборудования подстанции (силового трансформатора), чем схемы с применением выключателей.

42. Лине́йный изоля́тор — устройство для подвешивания и изоляции проводов и кабелей на опорах воздушной линии По своему назначению изоляторы делятся на опорные, подвесные и проходные. Опорные изоляторы в свою очередь подразделяются на стержневые и штыревые, а подвесные - на тарельчатые и стержневые.

Опорно-стержневые изоляторы применяют в ЗРУ и ОРУ для крепления на них токоведущих шин или контактных деталей.

Опорно-стержневые изоляторы наружной установки отличаются большим количеством ребер, чем изоляторы внутренней установки. Ребра служат для увеличения длины пути тока утечки с целью повышения разрядных напряжений изоляторов под дождем и в условиях увлажненных загрязнений. Обозначение, например, ОСН-35-2000 расшифровывается следующим образом: опорный, наружной установки, стержневой на 35 кВ, с минимальной разрушающей силой 2000 даН.

Опорно-штыревые изоляторы применяют для наружных установок в тех случаях, когда требуется высокая механическая прочность. В установках напряжением 110 кВ и выше используются колонки, состоящие из нескольких, установленных друг на друга опорно-штыревых изоляторов на напряжение 35 кВ. В обозначение изоляторов введена буква Ш (штыревой).

Штыревые линейные изоляторы применяются на напряжения 6-10 кВ. Обозначение ШФ6 означает: штыревой фарфоровый на 6 кВ. Буква С в обозначении (ШС) указывает на то, что изолятор стеклянный.

Подвесные изоляторы тарельчатого типа используются на воздушных ЛЭП 35 кВ и выше. Требуемый уровень выдерживаемых напряжений достигается соединением необходимого числа изоляторов в гирлянду. Гирлянды благодаря шарнирному соединению изоляторов работают только на растяжение. Однако изоляторы сконструированы так, что внешнее растягивающее усилие создает в изоляционном теле в основном напряжения сжатия. Так используется высокая прочность фарфора и стекла на сжатие.

Подвесные стержневые изоляторы, как правило, выполняются из электротехнического фарфора. Однако в настоящее время выпускаются и стержневые полимерные изоляторы.

Проходные изоляторы применяются для изоляции токоведущих частей при прохождении их через стены, потолки и другие элементы конструкций РУ и аппаратов. Проходные изоляторы, предназначенные для наружной установки, имеют более развитую поверхность той части изолятора, которая располагается вне помещения.

Обозначение проходного изолятора содержит значение номинального тока, например ПНШ-35/3000-2000 означает: проходной, наружной установки, шинный на напряжение 35 кВ и номинальный ток 3 кА с механической прочностью 20 кН.

Проходные аппаратные изоляторы (вводы) на напряжение 110 кВ и выше имеют значительно более сложную конструкцию

 

 

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.

 

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 качестве основных источников питания используются измери-тельные 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 (подстанции);

 

- независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

Области применения различных систем оперативного тока

 

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, для 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 нагрузки 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.

Система переменного оперативного тока

 

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 необходимую 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 п