Блоки питания для оперативного тока — Стиль жизни

Состав СОПТ

В общем случае система оперативного постоянного тока имеет в своем составе следующие компоненты:

Аккумуляторные батареи (АБ) — основной элемент СОПТ с напряжением 110 или 220 В, состоящие из аккумуляторов — химических источников энергии, допускающий многократный заряд и разряд.
Зарядное устройство (ЗУ).
Щит постоянного тока (ЩПТ) – комплектное низковольтное распределительное устройство шкафного исполнения, предназначенное для подключения источников питания (АБ и ЗУ) и распределения электроэнергии постоянного тока по группам электроприемников.
Шкафы распределения оперативного тока (ШРОТ) — предназначены для распределения электроэнергии по цепям питания конечныхэлектроприемников, размещения коммутационных и защитных отключающих аппаратов. ШРОТ должны иметь вводы питания от разных секций одного ЩПТ.

Система оперативного постоянного тока может иметь централизованную или децентрализованную структуру. В децентрализованной СОПТ применяется два и более гальванически развязанных комплектами источников постоянного тока, обеспечивающих питание отдельных групп электроприемников, в централизованной – один.

Область применения СОПТ

На ПС 35 кВ и выше должна как правило применяться централизованная (общеподстанционная) система оперативного постоянного тока. При расположении РЗА присоединений ПС в отдельных РЩ, приближенных к первичному оборудованию, необходимо рассматривать целесообразность применения децентрализованной системы СОПТ, состоящей из гальванически не связанных АБ, расположенных в ОПУ и зданиях РЩ.

На ПС напряжением 220 кВ и выше, ПС 110 кВ с 3-мя и более выключателями в РУ ВН применяются, как правило, две аккумуляторные батареи. На ПС с напряжением 35 кВ и остальных ПС 110 кВ — одну АБ.

СОПТ с применением шкафов оперативного тока (ШОТ)

Одним из вариантов организации системы оперативного постоянного тока является использование серийно изготавливаемых шкафов оперативного постоянного тока (ШОТ). Преимуществами шкафного исполнения является удобство обслуживания, осмотра и ремонта при эксплуатации, компактность, относительно небольшая стоимость.

Шкаф оперативного тока — низковольтное комплектное устройство, включающее в себя зарядные устройства, аккумуляторную батарею и распределительное устройство постоянного тока. В зависимости от мощности и количества потребителей постоянного тока, а также индивидуальных требований, щит постоянного тока на основе ШОТ может иметь различную конфигурацию.

В качестве примера на рисунке 1 показан шкаф оперативного тока типа ШОТ-МТ-1 производства НПП «Микропроцессорные технологии» (рис.1) с применяемым оборудованием.

1 – Аккумуляторные батареи

2 – Зарядно-выпрямительные устройства

3 – Вольтметры

4 – Лампы индикации

5 – Вентиляционная решетка

6 – Защитные аппараты

7 – Устройство АВР — применяется для организации надежного питания шкафа ШОТ-МТ-1 по схеме явного резервирования.

Литература

СТО 56947007-29.240.10.248-2017. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС), 2017 г.
СТО 56947007-29.120.40.041-2010 Системы оперативного постоянного тока подстанций. Технические требования.
СТО 56947007-29.120.40.093-2011 Руководство по проектированию систем оперативного постоянного тока (СОПТ) ПС ЕНЭС. Типовые проектные решения.

Виды релейных защит и автоматики, оперативный ток

Релейная защита представляет собой совокупность одного или нескольких реле, устройств их питания и устройств, реагирующих на срабатывание реле. Устройства релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации совместно с источниками питания, а также цепи электрических измерений и учета электроэнергии образуют систему вторичных цепей.

По роду контролируемой величины релейные защиты подразделяют на следующие виды:

а) токовые, в основном реагирующие на увеличение тока;

б) напряжения, в основном минимального напряжения;

в) мощности, в основном направления мощности;

г) реагирующие на величины сопротивлений защищаемых участков электрических сетей;

д) реагирующие на температуру защищаемых объектов.

По характеру защищаемого объекта релейные защиты бывают: устройства защиты генераторов, трансформаторов, линий электропередачи и электрических сетей, шин РУ, электроприемников технологического оборудования, конденсаторных установок.

По принципу действия все релейные защиты можно подразделить на три класса по способу реагирования на изменение контролируемой величины на:

а) абсолютное значение контролируемой величины (ток, напряжение);

б) направление контролируемой величины (тока, мощности);

в) разность контролируемых величин (дифференциальные, балансные защиты).

Токовые защиты. Релейная защита, действующая при возрастании тока, называется максимальной защитой тока. Защита, срабатывающая при снижении тока, называется минимальной защитой тока. Основным элементом токовой защиты является реле тока. В зависимости от способа обеспечения селективности токовые защиты подразделяются на максимальные токовые защиты (МТЗ) и токовые отсечки (ТО). При МТЗ селективность защиты достигается выбором выдержки времени. Большая выдержка устанавливается у защиты, расположенной ближе к источнику питания. При ТО селективность обеспечивается выбором тока, обеспечивающим срабатывание защиты.

Токовая направленная защита действует в зависимости от величины тока и его фазы по отношению к напряжению на шинах подстанции, где защита установлена. Защита срабатывает, если ток будет превышать заданную величину, а его фаза будет соответствовать КЗ на защищаемом элементе. Такое действие защиты обеспечивается включением в схему реле направления мощности вместе с реле тока.

Дифференциальная защита основана на принципе сравнения токов или фаз токов по концам защищаемого участка или в соответствующих ветвях параллельно соединенных элементов электроустановки.

Защиты напряжения. Для защиты электрооборудования при изменении величины напряжения применяются реле напряжения. Защита, срабатывающая при уменьшении напряжения, называется минимальной защитой напряжения. Защита, действующая при превышении заданной величины напряжения, называется максимальной защитой напряжения.

Устройства автоматики.В электроустановках, наряду с устройствами релейной защиты, функционируют устройства автоматики. Для осуществления быстрого и бесперебойного электроснабжения в электроустановках применяют автоматическое повторное включение, автоматическое включение резерва, автоматическую разгрузку по току, автоматическое регулирование напряжения.

Устройства телемеханики. Телемеханика – совокупность технических средств и методов, позволяющих преобразовать информацию об удаленном на значительное расстояние объекте в электрические сигналы, передаваемые по линиям связи на диспетчерский пульт управления, или передавать команды объектам управления с пульта. Средствами телемеханики осуществляются телеуправление, телеизмерения и телесигнализация.

Оперативный ток.В схемах релейной защиты и автоматики реле косвенного действия, в отличие от реле прямого действия, воздействует на отключение и включение выключателей с помощью электромагнитов, питаемых от сети постоянного или переменного тока. Ток, при котором срабатывают реле управления и защиты, электромагниты выключателей, устройства сигнализации, называется оперативным током.

Надежным источником постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи. Их недостатком является высокая стоимость. Они требуют специального помещения и зарядного устройства. В качестве зарядных агрегатов применяются генераторы постоянного тока с приводом от электродвигателя. Помещение аккумуляторной в условиях заряда и постоянного подзаряда относится к взрывоопасным класса В-1а и требуют надежной вентиляции. Поэтому аккумуляторные батареи используются в основном на мощных подстанциях с напряжением 35-220 кВ.

Потребители постоянного тока

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

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.
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).
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.

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.

Основные преимущества применения СОПТ на объектах

Удобство эксплуатации, осмотра и технического обслуживания цепей вторичной коммутации (они вынесены в отдельный отсек) и аппаратов первичных цепей
Простота адаптации под конкретные нужды того или иного заказчика
Возможность использования схем со стационарными и выдвижными автоматическими выключателями селективного и неселективного типов, а также с применением средств защиты, сигнализации и контроля на основе современной релейной аппаратуры и микропроцессорных устройств
Простота установки – минимум монтажных работ, так как СОПТ уже может поставляться в виде отдельных шкафов или же в целиком собранном виде

В этих и других преимуществах СОПТ вы сможете убедиться самостоятельно, приобретя системы оперативного постоянного тока производства компании РУСЭЛТ. Мы предлагаем вам многообразие конструктивных решений и гарантируем надежность и высокую функциональность работы оборудования.

Системы оперативного постоянного тока — СОПТ

Потребители постоянного тока

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

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.
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).
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.

Состав СОПТ

В общем случае система оперативного постоянного тока имеет в своем составе следующие компоненты:

Аккумуляторные батареи (АБ) — основной элемент СОПТ с напряжением 110 или 220 В, состоящие из аккумуляторов — химических источников энергии, допускающий многократный заряд и разряд.
Зарядное устройство (ЗУ).
Щит постоянного тока (ЩПТ) – комплектное низковольтное распределительное устройство шкафного исполнения, предназначенное для подключения источников питания (АБ и ЗУ) и распределения электроэнергии постоянного тока по группам электроприемников.
Шкафы распределения оперативного тока (ШРОТ) — предназначены для распределения электроэнергии по цепям питания конечныхэлектроприемников, размещения коммутационных и защитных отключающих аппаратов. ШРОТ должны иметь вводы питания от разных секций одного ЩПТ.

Источники оперативного тока на ПС 35-110 кВ

Современные цепи управления коммутационных аппаратов, РЗА и сигнализации запитаны от источников оперативного тока (далее — ОТ).

Основное требование, предъявляемое к источникам ОТ – это постоянная их готовность к действию при любых условиях, включая и моменты КЗ, при которых напряжение на секциях шин ПС 35-110 кВ может снизиться до 0.

Переменный оперативный ток

. Сегодня используется два основных вида:

— переменный ОТ, когда ПС выполнена по упрощённой схеме; — постоянный ОТ, применяемый на ПС, имеющих стационарные АКБ.

Как источник переменного ОТ можно использовать трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН), а также трансформаторы собственных нужд ТСН: ТТ способны обеспечить надежное питание различных цепей при коротких замыканиях, когда на их зажимах резко возрастают напряжение и ток.

Однако, для оперативного управления в нормальных рабочих режимах ТТ не применимы, поскольку от них невозможно получить необходимый для подобных случаев уровень мощности.

ТСН, в отличие от ТТ, нельзя использовать для питания оперативных цепей во время КЗ, ибо происходит снижение напряжения, однако они прекрасно подходят для управления коммутационными аппаратами в режимах, близких к нормальным.

То есть, каждый из источников переменного тока обладает ограниченной областью применения с возможностью использования только в качестве источника, так называемого, индивидуального децентрализованного питания.

Наилучшим выходом, на сегодняшний день, считаются варианты универсальных источников комбинированного одновременного питания от ТТ и ТН. Речь идёт о выпускаемых ныне блоках питания БПН, БПТ, подключаемых к ТН и ТТ, соответственно.

Кроме того, на ПС широкое применение нашли и конденсаторные установки, которые дают возможность по необходимости использовать ранее запасенную в них электроэнергию для питания устройств.

Так, сегодня потребителям доступны целые комплекты конденсаторов с общей ёмкостью от 40 до 200 мкФ. Необходимый заряд конденсаторы получают от ТН и ТСН при нормальном режиме работы ПС 35-110 кВ.

При этом, продолжительность заряда напрямую зависит от схемы зарядного устройства, их ёмкости.

В целях обеспечения надежности работы всей цепочки следует конденсаторы всегда держать в заряженном состоянии, поскольку без постоянной подзарядки они способны уже спустя 2 минуты стать абсолютно не пригодными для выдачи необходимой мощности.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает специальные комбинированные устройства БПЗ, которые одновременно являются как зарядными устройствами, так и блоком питания нагрузки.

Для питания-же электромагнитов включения, установленных в приводах выключателей со значительным потреблением энергии, применяют УКП (комплектные устройства питания).

Эти устройства подключаются к ТСН, преобразуют переменный ток в постоянный ток. Основное место их применения – это ПС, где совсем нет АКБ или же их мощности недостаточно.

Постоянный оперативный ток

. Основной источник постоянного ОТ — это свинцово-кислотные АКБ с зарядными устройствами, работающими на напряжении 110, 220 В. Такие устройства способны обеспечить питание следующих оперативных цепей:

— сигнализации, РЗА; — электромагнитов включения (отключения).

К АКБ можно также подключить устройства связи, двигатели резервных маслонасосов синхронных компенсаторов, цепи аварийного освещения. На больших подстанциях, как правило, устанавливается 2 и более АКБ, работающих независимо друг от друга.

Типы систем оперативного тока

Различают следующие системы оперативного тока на подстанциях:

1) постоянный оперативный ток — в качестве источника питания применяется аккумуляторная батарея (АБ) с зарядными устройствами (ЗУ);

2) переменный оперативный ток — в качестве источников питания используются измерительные трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд, предварительно заряженные конденсаторы;

3) выпрямленный оперативный ток – источники — блоки питания и выпрямительные силовые устройства, предварительно заряженные конденсаторы;

4) смешанная система оперативного тока –используется комбинация вышеперечисленных систем.

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.

9033

Закладки

Последние публикации

АНТРАКС поддерживает молодых программистов и разработчиков

Сегодня, в 16:49

Игорь Маковский: необходимо как можно скорее перейти к вовлеченности сотрудников в независимую культуру безопасного труда

Сегодня, в 11:11

Курскэнерго проверило безопасность организации труда своих сотрудников

Сегодня, в 10:30

Cross Technologies объявляет о сотрудничестве с «Индид»

Вчера, в 20:08

«Россети Центр» и «Россети Центр и Приволжье» принимают участие в итоговом Всероссийском Акселераторе по развитию промышленного туризма

Вчера, в 19:58

Российский вычислитель расхода нефти ЦифрОйл открывает рынок Казахстана

Вчера, в 19:47

Оборудование АНТРАКС способно полностью заменить зарубежные аналоги

Вчера, в 13:37

Филиал «Калугаэнерго» подготовил электросетевой комплекс к весеннему половодью

Вчера, в 11:28

Заместитель генерального директора ПАО «Россети Центр» Константин Михайленко принял участие в ежегодной конференции делового издания «Ведомости»

5 апреля в 22:52

Своевременное и качественное выполнение обязательств по технологическому присоединению – важнейшая задача Курскэнерго

5 апреля в 20:07

Самые интересные публикации

Новая газотурбинная ТЭЦ в Касимове выдаст в энергосистему Рязанской области более 18 МВт мощности

4 июня 2012 в 11:00

226521

Выключатель элегазовый типа ВГБ-35, ВГБЭ-35, ВГБЭП-35

12 июля 2011 в 08:56

48224

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

28 ноября 2011 в 10:00

38324

Распределительные устройства 6(10) Кв с микропроцессорными терминалами БМРЗ-100

16 августа 2012 в 16:00

23251

Элегазовые баковые выключатели типа ВЭБ-110II

21 июля 2011 в 10:00

21162

Признаки неисправности работы силовых трансформаторов при эксплуатации

29 февраля 2012 в 10:00

19536

Оформляем «Ведомость эксплуатационных документов»

24 мая 2017 в 10:00

17429

Правильная утилизация батареек

14 ноября 2012 в 10:00

14444

Проблемы в системе понятий. Отсутствие логики

25 декабря 2012 в 10:00

12548

Порядок переключений в электроустановках 0,4 — 10 кВ распределительных сетей

31 января 2012 в 10:00

12164

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.

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.

Для чего требуется система оперативного постоянного тока?

Потребители, которым необходимы СОПТ – оперативные цепи защиты, управления, автоматики и телемеханики, сигнализации (аварийная, предупредительная). Это цепи электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, устройств управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения, телемеханики и прочего

Все это – вторичные цепи электростанций и подстанций, или, как их называют, цепи собственных нужд. Характерный пример использования СОПТ – электроснабжение оборудования из-за сбоя работы подстанции, аварийное освещение.

Соответственно, система используется в данных цепях для следующих целей:

Прием и преобразование переменного тока в постоянный ток
Аккумулирование электроэнергии постоянного тока в батареях аккумулятора
Распределение постоянного тока напряжением 110 и 220 В
Питания линии аварийного освещения от электросети постоянного тока в случае исчезновения питающего напряжения в сети переменного тока
Замер и контроль параметров цепей собственных нужд

Принцип работы

ЗУ – формирует выпрямляющее напряжение, заряжает аккумуляторные батареи и питает потребители, справляясь со следующими типами нагрузок:

Постоянная – питание аппаратуры
Временная – в аварийных ситуациях
Кратковременная – при запуске электроприборов

АКБ – от них ток поступает на подстанцию в тех случаях, когда по тем или иным причинам (в первую очередь, из-за аварии) там отсутствует ток. Время работы приборов от АКБ зависит от количества и емкости подключенных батарей.

ШУОТ и АУОТ – шкафы распределения оперативного тока выявляют поврежденные элементы и отключают их при помощи селективных автоматических выключателей

При этом важно использовать выключатели только одного изготовителя

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.

Источник: ledsshop.ru