При эксплуатации электрооборудования электрических станций и подстанций очень важное значение имеет обслуживание источников оперативного тока, особенно аккумуляторных батарей. Надежность их работы в значительной мере зависит от состояния помещений, в которых батареи размещаются, и от систематического и строгого выполнения всех правил по их эксплуатации.
В помещениях аккумуляторных батарей (в аккумуляторных) нужно поддерживать температуру не ниже +10°С, а на подстанциях без постоянного дежурства не ниже + 5°С, следить за работой приточно-вытяжной вентиляции и чистотой.
Для предотвращения взрыва (в процессе работы батареи возможно значительное выделение водорода) курить и зажигать огонь, использовать паяльные лампы и вести сварочные работы в аккумуляторной не допускается. Отопительные устройства не должны иметь фланцевых соединений. На все время заряда батареи необходимо включать вентиляцию.
В аккумуляторной всегда должен быть 5 %-ный содовый раствор на случай ожога кислотой и 10 %-ный раствор борной кислоты при работе со щелочью.
Во избежание насыщения воздуха в помещениях аккумуляторных батарей парами серной кислоты банки покрывают стеклянными пластинами. Пары серной кислоты концентрируются на нижней поверхности пластин и стекают обратно в сосуд.
Для предохранения батарей от непосредственного действия лучей солнца применяют матовые оконные стекла. Стены, потолки и все металлические части окрашивают кислотостойкой краской. Неокрашенные части проводов смазывают вазелином. Аккумуляторщики должны быть снабжены спецодеждой (резиновыми сапогами и перчатками, резиновыми фартуками, шерстяными или хлопчатобумажными костюмами с кислотостойкой пропиткой), защитными очками, аккумуляторной лампой или герметичным фонарем.
При нормальной эксплуатации аккумуляторной батареи в пластинах образуются чрезвычайно малые и равномерно распределенные кристаллы сульфата свинца, легко переходящие при зарядке в перекись свинца и губчатый свинец. В случае неправильной эксплуатации возникает ненормальная сульфатация, когда вместо малых кристаллов могут образоваться труднорастворимые крупные кристаллы, которые закупоривают поры активной массы пластин, увеличивают внутреннее сопротивление батареи, вызывают разбухание и выпучивание активной массы из гнезд отрицательных пластин и коробление, а иногда и разрыв положительных пластин. Ненормальная сульфатация сопровождается оседанием шлама на дне банок. Причинами сульфатации являются: длительное содержание батареи без заряда, чрезмерно глубокие и частые разряды, недозаряды.
В процессе заряда выявляются отстающие элементы и замыкания в пластинах — по слабому газовыделению у них и пониженной плотности электролита, которая по мере заряда должна повышаться в каждом элементе равномерно до 1,21 г/см3. Окончание заряда характеризуется рядом признаков: напряжение и плотность электролита каждого элемента достигают наивысших значений (соответственно 2,5—2,75 В и 1,2—1,21 г/см3) и остаются стабильными в течение 1 ч, интенсивное газообразование (кипение аккумулятора) начинается немедленно после включения зарядного тока.
При заряде температура электролита не должна превышать 40 °С. Батареи в режиме постоянного подзаряда всегда должны находиться в заряженном состоянии. Напряжение на элементах в нормальных условиях поддерживается 2,15±0,05 В. При глубоких разрядах напряжение на элементах должно быть не ниже 1,9—1,85 В.
Ток постоянного подзаряда должен быть:
где Сном — номинальный (10-часового режима) электрический заряд аккумулятора, А-ч.
На всех батареях дистиллированную воду заливают только в нижнюю часть сосуда при помощи стеклянной или пластмассовой трубки с воронкой. Длину трубки выбирают такой, чтобы при упоре воронки в край сосуда трубка не достигала дна сосуда на 5—7 см. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы вода не попадала сверху на электролит. При составлении электролита серную кислоту нужно вливать тонкой струей в дистиллированную воду (а не наоборот), непрерывно перемешивая раствор.
Не реже 1 раза в квартал замеряют напряжение элементов и плотность электролита в верхних и нижних слоях сосудов. Разница в плотности должна быть не более 0,02 г/см3.
Для приведения всех аккумуляторов батареи, работающей по методу постоянного подзаряда, в одинаковое состояние и во избежание сульфатации пластин необходимо 1 раз в 1—3 мес. производить дозаряд аккумуляторных батарей напряжением 2,3—2,35 В на элемент. Длительность приложения этого напряжения должна быть достаточной (не менее 6 ч) для того, чтобы плотность электролита во всех элементах достигла установившегося значения 1,2—1,21 г/см3. При этом выделение газа всеми элементами должно быть равномерным. Особенно страдают от сульфатации концевые элементы в тех местах, где не производится их постоянный подзаряд. Поэтому следует по мере надобности подвергать концевые элементы разряду на специальный резистор с последующим зарядом.
Рекомендуется не реже 1 раза в 3 мес. проверять состояние аккумуляторной батареи, замеряя напряжение на выводах батареи при разряде ее максимально допустимым током в течение 1—2 с, например, при включении ближайшего к аккумуляторной батарее выключателя с наиболее мощным электромагнитом включения. Напряжение аккумулятора при этом не должно снижаться более чем на 0,4 В от напряжения в момент, предшествующий толчку тока.
В целях своевременного обнаружения неисправностей систематически проводится осмотр батарей: ежедневно аккумуляторщиком (на крупных подстанциях) или дежурным электромонтером (на подстанциях, где имеется дежурный персонал), 2 раза в месяц мастером электроцеха или начальником подстанции, по графику при осмотрах оборудования оперативно-выездной бригадой на подстанциях без постоянных дежурных.
При осмотрах проверяют:
• целость сосудов и уровень электролита в них, правильность положения покровных стекол, отсутствие течи, чистоту сосудов, стеллажей, стен и полов,
• отсутствие отстающих элементов (обычно отстающий элемент имеет пониженную плотность электролита и слабое газовыделение), причиной отставания чаще всего бывает КЗ между пластинами, которое может произойти из-за образования шлама, выпадения активной массы, коробления пластин,
• уровень электролита (пластины в элементах всегда должны быть покрыты электролитом, уровень которого поддерживают на 10—15 мм выше верхнего края пластин), при понижении уровня доливают дистиллированную воду, если плотность электролита выше 1,2 г/см3, или раствор серной кислоты с плотностью 1,18 г/см3, если ниже 1,2 г/см3,
• отсутствие сульфатации (белого налета), коробления и КЗ пластин — не реже 1 раза в 2—3 мес, признаками КЗ являются пониженные напряжения и плотность электролита в элементе по сравнению с другими (при металлическом КЗ нагреваются пластины, температура электролита также повышается),
• отсутствие коррозии контактов,
• уровень и характер шлама (в стеклянных сосудах), расстояние между нижним краем пластины и шламом должно быть не менее 10 мм, а шлам необходимо своевременно удалять во избежание закорачивания пластин,
• исправность элементного коммутатора (при его наличии), проверяют, нет ли замыкания между соседними контактами, целость сопротивления, встроенного в ползунок,
• исправность зарядных и подзарядных агрегатов,
• исправность вентиляции и отопления (в зимнее время),
• температуру электролита (по контрольным элементам).
Периодически, не реже 1 раза в месяц, проверяют напряжение и плотность электролита каждого элемента. Систематически при осмотрах контролируется состояние изоляции.
Наличие примесей в электролите может привести к разрушению пластин, а срок службы и емкость батареи находятся в прямой зависимости от качества электролита. Наиболее вредны примеси железа, хлора, аммиака, марганца. Чтобы предупредить попадание примесей, серную кислоту и дистиллированную воду, проверяют в химической лаборатории. Не реже 1 раза в год анализируют электролит 1/3 всех элементов работающей аккумуляторной батареи.
Емкость аккумуляторной батареи проверяют 1 раз в 1—2 года. Для этого заряженную батарею разряжают на заранее выделенную нагрузку до напряжения 1,7—1,8 В и в зависимости от тока и времени разряда определяют емкость.
При проверках — не реже 1 раза в месяц — пользуются следующими приборами: при измерении сопротивления изоляции — вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 50 кОм, при измерении напряжения отдельных аккумуляторов— переносным вольтметром со шкалой 0—3 В, при измерении плотности и температуры электролита — денсиметром (ареометром) с пределами измерения 1,1 — 1,4 г/см3 и ценой деления 0,005 и термометром с пределами 0—50 °С.
Текущие ремонты аккумуляторных батарей производят по мере надобности 1 раз в год, капитальные — не раньше чем через 12—15 лет. В ряде энергосистем (Мосэнерго и др.) предусматривается 1 раз в 2 года средний ремонт, во время которого устраняются выявленные недостатки и нарушения: замена пластин и сепараторов, прокладок между изоляторами и сосудами, проверяется состояние паек и контактов, производится их смазка, чистка внешних поверхностей банок и стеллажей, протирка токоведущих частей и изоляторов и т. п.
На работу аккумуляторных батарей оказывает влияние состояние зарядных и подзарядных агрегатов (ВАЗП, РТАБ и др.), которые должны поддерживаться в период эксплуатации в работоспособном состоянии и быть готовыми к включению в работу. Эксплуатационное обслуживание этих устройств предусматривает:
• регулирование напряжения и тока в соответствии с режимом заряда и разряда аккумуляторных батарей,
• контроль за работой устройства по установленным приборам и сигнальной аппаратуре,
• замену перегоревших предохранителей и ламп,
• удаление пыли с внешних поверхностей устройства,
• контроль за работой контактов реле, контакторов и т. п.
Эксплуатация источников выпрямленного тока (выпрямительных устройств, блоков питания, стабилизаторов) заключается во внешнем осмотре, очистке корпуса и аппаратуры от пыли, выявлении дефектов, контроле нагрузки по приборам, в надзоре за нагревом и охлаждением аппаратов. Кроме того, следует контролировать загрузку феррорезонансных стабилизаторов (С-0,9 и им подобных), так как при малой загрузке эти устройства не обеспечивают стабильного напряжения на выходе.
Имея в виду, что выпрямительные блоки не является автономными источниками оперативного тока и их работа возможна только при наличии напряжения в цепях переменного тока, особое внимание при их эксплуатации обращают на исправность блоков АВР, автоматических выключателей, контакторов, реле и другой аппаратуры, обеспечивающих надежность питания выпрямительных устройств переменным током.
Основная задача эксплуатации конденсаторных источников заключается в том, чтобы они всегда находились в заряженном состоянии и были готовы обеспечить работу электромагнитов отключения, реле и других приборов. Для этого необходимо поддерживать в надлежащем состоянии изоляцию конденсаторов, питающих цепей и других элементов.
Особенно опасна для конденсаторных источников потеря питания со стороны переменного тока, поскольку при этом происходит их быстрый разряд. За 1,5 мин заряд конденсаторов настолько снижается, что они уже не в состоянии обеспечить питание оперативных цепей отключения выключателей и др. Заряд на конденсаторах может сохраняться в течение нескольких часов, поэтому для безопасности при любых работах в цепях предварительно заряженных конденсаторов необходимо не только отделить конденсаторы от зарядного устройства, но и разрядить их, шунтируя сопротивлением 500—1000 Ом.
Проверку конденсаторных источников оперативного тока проводят примерно 1 раз в год, измеряя при этом высокоомным вольтметром уровень зарядного напряжения на конденсаторах, кроме того, проверяют исправность диодов. Зарядные устройства рассчитаны на заряд конденсаторов до напряжения 400 В.
Трансформаторы, используемые в качестве источников питания переменного тока, обслуживаются, как и силовые и измерительные трансформаторы.
Обслуживание аппаратуры АВР, щитов и сборок автоматических выключателей, контакторов, предохранителей осуществляется аналогично эксплуатации низковольтного электрооборудования. Следует учитывать, что неисправности в цепях оперативного тока могут иметь тяжелые последствия. Поэтому особое внимание должно быть обращено на наличие оперативного тока, обеспечение контроля изоляции и селективности действия аппаратов защиты в цепях выпрямленного тока.
Сопротивление изоляции в цепях оперативного тока, измеряемое обычно мегаомметром 1000 В, должно поддерживаться на уровне не ниже 1 МОм.