Аккумуляторная батарея

Назначение и общие требования к источникам оперативного тока

Оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, вторичные цепи релейной защиты, автоматики и телемеханики, а также цепи сигнализации.

Питание оперативных цепей отключения поврежденных линий и оборудования должны отличаться повышенной надежностью. Поэтому главное требование, которому должны отвечать источники оперативного тока состоит в том, чтобы во время КЗ и при ненормальных режимах напряжение источника оперативного тока и его мощность должны иметь достаточную величину для действия вспомогательных реле защиты и автоматики и для надежного отключения и включения выключателей.

Различают независимые и зависимые источники оперативного тока. Работа первых не зависит, а вторых - зависит от режима работы и состояния первичных цепей электроустановки. К независимым источникам оперативного тока относятся аккумуляторные батареи, а к зависимым – трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд и т.д.

Источники оперативного тока подразделяются на источники постоянного тока и источники переменного тока.

Аккумуляторная батарея

Общие сведения.На ответственных объектах в качестве источника оперативного тока используется аккумуляторная батарея (чаще кислотная), которая является наиболее надежным источником оперативного тока. Аккумуляторная батарея относится к независимым источникам оперативного тока, так как напряжение на аккумуляторной батарее не зависит от наличия и величины напряжения основной сети подстанции, а мощность аккумуляторной батареи должна быть достаточной для питания оперативных цепей и операций включения или отключения любого выключателя на объекте. Учитывая высокую стоимость и необходимость постоянного обслуживания стационарных аккумуляторных батарей, они устанавливаются на электростанциях и крупных подстанциях.

После монтажа на месте эксплуатации аккумуляторную батарею подвергают специальной обработке (формовке) от зарядного агрегата (рис.4.1), в результате которой на положительных пластинах образуется перекись свинца (коричневого цвета), а на отрицательных пластинах – губчатый свинец (светло-серого цвета). Электролитом является раствор серной кислоты повышенной чистоты в дистиллированной воде. Плотность электролита у исправного аккумулятора при 20^о С должна быть 1,20…1,21 г/см³, а в конце разряда – примерно 1,145 г/см^3.

Аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного подзаряда от специальных выпрямителей, которые одновременно обеспечивают стабилизацию напряжения на шинах оперативного тока. Как правило, в работе должно быть два выпрямителя, питающихся от разных трансформаторов собственных нужд и работающих параллельно на шины щита постоянного оперативного тока.

Рис.4.1. Схема соединений щита постоянного оперативного тока с постоянным подзарядом аккумуляторной батареи

При отключении одного из вводных автоматов подзарядных устройств должна сработать сигнализация и приняты немедленные меры по их обратному включению, так как только один из этих источников не обеспечивает надежной работы потребителей оперативного тока. Независимо от наличия сигнализации, должен быть организован периодический контроль работы батареи и щита постоянного тока. При этом необходимо контролировать уровень напряжения – 220…240 В и ток аккумуляторной батареи. Подзарядные агрегаты настраиваются таким образом, чтобы выпрямители покрывали ток нагрузки щита и обеспечивали необходимый ток подзаряда батареи. При отсутствии подзаряда аккумуляторная батарея в течение нескольких часов может потерять свой заряд за счет ее разряда на нагрузку подстанции и устройства защиты и автоматики не смогут включить или отключить выключатель.

Для обеспечения нормальной эксплуатации схема собственных нужд постоянного тока имеет:

- устройство автоматического контроля сопротивления изоляции сети постоянного тока

-более 20 кОм, -более 10 кОм

- устройство автоматического контроля уровня напряжения (отклонение %)

- устройство контроля подзаряда АБ

Для аккумуляторной батареи обычного типа требуется большое помещение, специальное отопление и вентиляция, т.к. при заряде батареи выделяется водород, представляющий пожарную опасность. Необходимо постоянно контролировать уровень заряда АБ, плотность и уровень электролита. Эти трудности привели к тому, что аккумуляторные батареи применяются только на крупных объектах. В остальных случаях применяют различные виды питания оперативных цепей постоянным, выпрямленным или переменным оперативным током.

Таким образом АБ значительно дороже других источников питания: требуются зарядные и подзарядные агрегаты, специальное помещение с вентиляцией, квалифицированный уход, требуется сложная протяженная сеть постоянного тока.