Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику и электронику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, технологии автоматизации и многое другое.
Чтобы не тратить каждый раз свое время на поиски добавляйте наш сайт в закладки и подписывайтесь на наши странички в соцсетях!
 


 

 Школа для электрика / Электротехнические устройства / Релейная защита и автоматика / Источники оперативного тока для питания устройств релейной защиты


 

Источники оперативного тока для питания устройств релейной защиты



Источники оперативного токаДля 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.

Недостатки:

  • 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.

Недостатки:

  • 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 замыканияреле 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 блок 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.