Меню

Цепи оперативного напряжения переменного тока

Переменный оперативный ток

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной цепи. В качестве источника переменного оперативного тока служат:

трансформаторы тока,

трансформатор напряжения,

и трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются надежным источником питания оперативных цепей релейной защиты, вторичный ток трансформатора тока при коротком замыкании резко возрастает, соответственно возрастает вторичные напряжения и мощность трансформатора тока, что обеспечивает надежное питание оперативных цепей при коротком замыкании. Однако чаще всего при повреждениях и ненормальных режимах работы не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность трансформатора тока оказываются не достаточными для действия логических элементов релейной защиты и выключателей тока. Поэтому трансформатора тока нельзя использовать для дистанционного управления выключателями в нормальном режиме, а так же при отсутствии напряжения (тока) на защищаемом объекте.

Трансформаторы напряженияитрансформаторы собственных нужд, подключенные к сети, питающий защищаемый объект не пригодны для питания оперативных цепей релейной защиты от короткого замыкания, так как при КЗ напряжение в этой цепи резко снижается.

При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижением, повреждениями сети, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут использоваться для питания релейной защиты при перегрузках и при замыкании на землю.

меньшая стоимость, менее сложное обслуживание, они не нуждаются в специальном помещении.

ограниченная мощность, как правило, не достаточная для отключения выключателей в сетях напряжения выше 35 кВ, с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.

Источники переменного тока, как правило, применяются для питания токовых релейных защит в сетях напряжения 6-35 кВ и отчасти 110 кВ.

ИСТОЧНИКИ И СХЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА(учебник — Чернобров РЗ Эн.систем)

Назначение и основные требования. Источники оператив­ного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и дру­гих средств управления.

Питание оперативных цепей управления, цепей РЗ и дру­гих устройств, от которых зависит отключение поврежденных элементов энергосистемы и ликвидация ненормальных режи­мов, должно отличаться особой надежностью. Поэтому глав­ное требование, которому должен отвечать источник опе­ративного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреж­дений и ненормальных режимов напряжение источника опе­ративного тока и его мощность всегда имели достаточное зна­чение как для безотказного действия устройств РЗ, автома­тики, телемеханики и сигнализации, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.

Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.

Постоянный оперативный ток. В качестве источника по­стоянного тока служат аккумуляторные батареи с номиналь­ным напряжением 220-110 В; на небольших подстанциях иног­да применяются батареи 48 В. От аккумуляторных батарей осуществляется централизованное питание всех устройств РЗ, автоматики, цепей управления и сигнализации.

Аккумуляторная батарея GB подключается к сборным ши­нам (рис. 1.17), от которых получают питание все потребители постоянного тока. Аккумуляторные батареи обычно работают в режиме постоянного подзаряда, что позволяет обеспечить их непрерывную готовность к действию в полностью заряжен­ном состоянии. Для этой цели на сборные шины параллельно GB включается постоянно работающее подзарядное устрой­ство (ПУ). Первоначально подобные устройства выполнялись в виде генератора постоянного тока, приводимого в действие электродвигателем, получающим питание от сети перемен­ного тока; в последнее время стали применяться полупровод­никовые выпрямители.

Самым ответственным участком являются цепи РЗ и ав­томатики, цепи управления силовыми выключателями и их электромагнитов отключения (ЭО) — они получают питание от шинок, называемых шинками управления ШУ. Вторым по зна­чению участком являются цепи электромагнитов включения

(ЭВ) выключателей, питающиеся также от отдельных ши­нок ШВ. Третьим по значению участком, менее ответственным, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Остальные потребители постоянного тока (аварийное освещение, неко­торые электродвигатели собственных нужд) образуют четвер­тый участок, питающийся от отдельной шинной сборки или непосредственно от сборных шин; шинки ШУ, ШВ, ШС по сооб­ражениям надежности секционируются.

На ЭС и крупных узловых ПС главные сборные шины пита­ния цепей управления для повышения надежности (при по­вреждениях на главных шинах) выполняются в виде двух сек­ций, каждая из которых получает питание от аккумулятор­ной батареи через автоматические выключатели или предо­хранители. Потребители, подключенные к шинкам ШУ, ШВ, ШС, подразделяются на участки по территориальному принципу (РУ 220, ПО кВ; щит управления и т. п.). Каждый такой учас ток питается по кольцевой схеме не менее чем по двум ли­ниям, отходящим от разных секций соответствующих шинок.

Все линии и подключенные к ним элементы должны иметь надежную защиту от КЗ. Она выполняется предохранителя­ми FQ или автоматическими выключателями. На главной пи­тающей цепи и идущей от батареи GB на сборные шины также устанавливается автоматический выключатель SF или предо­хранитель. Характеристики времени действия всех предохра­нителей и автоматических выключателей должны согласовы­ваться и обеспечивать селективность отключения повреж­денного элемента при КЗ в сети постоянного тока. Ток сраба­тывания защитных устройств отстраивается от максималь­ного тока нагрузки и должен обеспечивать их действие при КЗ в конце следующего резервируемого участка.

Для выявления неисправностей в сети постоянного тока предусматриваются специальные устройства контроля. Напри­мер, исправность предохранителей, целостность цепи ЭО и вспомогательных контактов выключателя SQ контролирует­ся реле КН (рис. 1.18).

В сетях постоянного тока возможны замыкания на землю. В случае замыканий на землю в двух точках К1 и К2 (рис. 1.19) контакты РЗ шунтируются и в электромагните отключения YAT появляется ток, под действием которого выключатель может ложно отключиться. Чтобы предупредить подобные от­ключения, применяется контроль за появлением «земли» на постоянном токе. Контроль осуществляется при помощи вольтметров VI и V2 и сигнального реле KL, как показано на рис. 1.17.

Аккумуляторные батареи являются самым надежным ис­точником питания устройств РЗ, так как они готовы к действию в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети перемен­ного тока. В то же время у аккумуляторных батарей имеются и недостатки. Вследствие высокой надежности они устанавли­ваются на всех ЭС и на ПС с напряжением ПО кВ и выше. Они значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются подзарядные установки, специальные помещения, для их обслуживания необходим квалифициро­ванный персонал. Из-за централизации питания создается сложная, протяженная, дорогостоящая и требующая боль­шого количества контрольного кабеля сеть постоянного тока.

Читайте также:  Устройство машин постоянного тока принцип действия генератора постоянного тока

В связи с этим на ПС в распределительных сетях 6, 10, 35, а иногда и 110 кВ получили применение источники перемен­ного оперативного тока.

Переменный оперативный ток.Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной сети. В качестве источника переменного оператив­ного тока служат трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы собственных нужд (ТСН).

Трансформаторы тока (ТТ) являются надежным источником питания оперативных цепей РЗ от КЗ. Вторичный ток ТТ при КЗ резко возрастает, соответственно увеличиваются вторичные напряжение и мощность ТТ, что и обеспечивает надежное пи­тание оперативных цепей при КЗ. Однако при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность ТТ ока­зываются недостаточными для действия логических элемен­тов РЗ и срабатывания выключателей. По тем же причинам ТТ нельзя использовать для дистанционного управления вы­ключателями в нормальном режиме, а также при отсутствии напряжения тока) на защищаемом объекте.

Трансформаторы напряжения (ТН) и собственных нужд (ТСН), подключенные к сети, питающей защищаемый объект, непригодны для питания оперативных цепей РЗ от КЗ, так как при КЗ напряжение в этой сети резко снижается. При повреж­дениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся по­нижениями напряжения в сети, ТН и ТСН могут использо­ваться для питания РЗ от перегрузки и от замыканий на землю.

Принципы выполнения схем РЗ на переменном оперативном токе рассмотрены в гл. 4. По сравнению с аккумуляторной ба­тареей источники переменного оперативного тока имеют меньшую стоимость, требуют менее сложного обслуживания и не нуждаются в специальном помещении.

Недостатком источников оперативного переменного тока является ограниченная мощность, как правило, недостаточ­ная для отключения выключателей в сетях напряжением вы­ше 35 кВ с применяемыми в отечественной практике электро­магнитными и пневматическими приводами.

Источники переменного оперативного тока получили широ­кое распространение для питания токовых РЗ в сетях 6-35 и отчасти 110кВ.

Источник

Оперативный ток на подстанции: назначение, разновидности, схемы

Оперативный ток на подстанции: назначение, разновидности, схемы

Оперативный ток питает вторичные устройства оборудования, такие как: цепи релейной защиты, устройства автоматики и телемеханики, цепи управления выключателями, аппаратуру дистанционного управления и др.

Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую надежность работы, и гарантировать питание устройств во время аварийных режимов. Источники оперативного тока должны обладать стабильным напряжением и мощностью, чтобы их было достаточно для своевременной работы релейной защиты, автоматики и других подстанционных устройств.

1lkhdrfgdsd

Оперативный ток может быть переменным или постоянным.

Постоянный оперативный ток имеет стандартные величины номинального напряжения: 24 В, 48 В, 110 В и 220 В. Аккумуляторные батареи, напряжение которых 110 В или 220 В, являются основными источниками питания оборудования постоянным током. Чтобы повысить надежность источника питания, сеть разделяют на несколько секций — изолированных между собой участков через секционный выключатель с автоматическим вводом резерва. То есть при пропадании напряжения на одной из секции, питание на неё будет подано автоматически с рабочей секции.

Независимо от общего состояния основной сети, аккумуляторные батареи (при постоянном оперативном токе) постоянно обеспечивают ее током, поэтому они, среди источников питания, являются самыми надежными.

Наряду с основным положительным свойством аккумуляторов — надежностью, существуют несколько недостатков этого источника питания. Это: большая стоимость аккумуляторных батарей, сложность сети постоянного тока, и необходимость в их зарядных агрегатах.

Источник

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).

Читайте также:  Почему ток базы меньше тока коллектора

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.

Источник



Устройство и обслуживание вторичных цепей — Цепи оперативного тока

Содержание материала

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.

Цепи воздействия устройства телеуправления на исполнительные органы

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.

Читайте также:  Как определить частоту переменного тока формула

Источник

Цепи оперативного напряжения переменного тока

Оперативный ток на подстанции: назначение, разновидности, схемы

Оперативный ток питает вторичные устройства оборудования, такие как: цепи релейной защиты, устройства автоматики и телемеханики, цепи управления выключателями, аппаратуру дистанционного управления и др.

Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую надежность работы, и гарантировать питание устройств во время аварийных режимов. Источники оперативного тока должны обладать стабильным напряжением и мощностью, чтобы их было достаточно для своевременной работы релейной защиты, автоматики и других подстанционных устройств.

Оперативный ток может быть переменным или постоянным.

Постоянный оперативный ток имеет стандартные величины номинального напряжения: 24 В, 48 В, 110 В и 220 В. Аккумуляторные батареи, напряжение которых 110 В или 220 В, являются основными источниками питания оборудования постоянным током. Чтобы повысить надежность источника питания, сеть разделяют на несколько секций — изолированных между собой участков через секционный выключатель с автоматическим вводом резерва. То есть при пропадании напряжения на одной из секции, питание на неё будет подано автоматически с рабочей секции.

Независимо от общего состояния основной сети, аккумуляторные батареи (при постоянном оперативном токе) постоянно обеспечивают ее током, поэтому они, среди источников питания, являются самыми надежными.

Наряду с основным положительным свойством аккумуляторов — надежностью, существуют несколько недостатков этого источника питания. Это: большая стоимость аккумуляторных батарей, сложность сети постоянного тока, и необходимость в их зарядных агрегатах.

Источник



Системы оперативного тока на электрических подстанциях

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 кач естве основных источников питания используются измерительные 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).

Читайте также:  Источник электрического тока в электролитах

В системах оперативного тока различают:

  • зависимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электроустановки (электрической подстанции);
  • независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной электроустановки.

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, дл я 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 на грузки 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.

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 необходиму ю чувствительность защиты в соответствии с требованиями ПУЭ. Если эти реле не обеспечивают необходимой чувствительности защиты, питание цепей отключения производится от предварительно заряженных конденсаторов.

Читайте также:  Амперметр измерение силы тока 8 класс силу тока измеряют

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 при работе АЧР, когда возможно о дновременное снижение частоты и напряжения;

2) разделения оперативных цепей и остальных цепей собственных нужд подстанции (освещение, вентиляция, сварка и т.д.), что существенно повышает надежность оперативных цепей.

Система выпрямленного оперативного тока

Для выпрямления переменного тока используются:

Блоки питания стабилизированные типа БПНС-2 совместно с токовыми типа БПТ-1002 – для питания цепей защиты, автоматики, управления.

Блоки питания нестабилизированные типа БПН-1002 – для питания цепей сигнализации и блокировки, что уменьшает разветвленность цепей оперативного тока и обеспечивает возможность выдачи всей мощности стабилизированных блоков для срабатывания защиты и отключения выключателей.

Блоки БПН-1002 вместо БПНС-2 – для питания цепей защиты, автоматики, управления, когда возможность их использования подтверждена расчетом и не требуется стабилизация оперативного напряжения (например, при отсутствии АЧР).

Силовые выпрямительные устройства ТЧ на УКП и УКПК с индуктивным накопителем – для питания включающих электромагнитов приводов масляных выключателей. Индуктивный накопитель обеспечивает включение выключателя на короткое замыкание при зависимом питании цепей включения.

Блоки питания нестабилизированные БПЗ-401 применяются для заряда конденсаторов, которые используются для отключения отделителей, включения короткозамыкателей, отключения выключателей 10(6) кВ защитой минимального напряжения, а также отключения выключателей 35-110 кВ при недостаточной мощности блока питания.

Источник

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.

Читайте также:  Что если в голову ударит ток

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.

Источник

Adblock
detector