2. Системы оперативного тока, используемого на подстанциях, их достоинства и недостатки.

На подстанциях распределительных сетей могут применяться следующие виды оперативного тока и их источники:

- постоянный — аккумуляторные батареи;

-переменный — измерительные трансформаторы тока ТТ и трансформаторы напряжения 77/, а также трансформаторы собственных нужд ТСН;

-выпрямленный — блоки питания (токовые БПТ и напряжения БПН) и другие выпрямительные устройства; -ток разряда конденсаторов — предварительно заряженные конденсаторы, собранные в блоки БК, совместно с блоками для заряда конденсаторов УЗ или БПЗ. Аккумуляторные батареи. Достоинства аккумуляторных батарей состоят в том, что при питании от них можно выполнять релейные защиты и устройства автоматики любой сложности, а для дистанционного управления выключателями любого типа могут применяться простые и надежные приводы постоянного тока. Релейная аппаратура «а постоянном токе более надежна, следовательно, аккумуляторная батарея наиболее. полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к источникам оперативного тока.

Недостатки аккумуляторных батарей, ограничивающие их применение, — удорожание подстанции (требуются батарея и специальное отапливаемое помещение для нее, а также зарядные устройства), необходимость обслуживания и ‘наличие разветвленной сети. Поэтому аккумуляторные батареи устанавливают только при невозможности либо ненадежности выполнения питания оперативных цепей на переменном токе, например на подстанциях с большим числом тяжелых выключателей, со сложными релейной защитой и автоматикой. К таким электроустановкам ’относятся крупные районные подстанции и распределительные пункты энергосистем, а также электроустановки особой важности.

Аккумуляторные батареи напряжением 24 и 48 в применяются главным образом на небольших подстанциях, где не требуется дистанционное управление выключателями и оперативный ток служит только для питания цепей отключения, сигнализации и контроля.

Батареи напряжением 110 в применяются на сравнительно мощных подстанциях небольших размеров и напряжением 220 в — при больших расстояниях между приводами выключателей и батареей.

Конденсаторное устройство (КУ) на подстанциях с переменным оперативным током в некоторых аварийных режимах является единственным источником, обеспечивающим действие защитных устройств.

Достоинствами КУ являются их небольшие размеры и вес, сравнительная простота, дешевизна, высокое рабочее напряжение, малая потребляемая мощность и малое время заряда конденсаторов.

Основные недостатки КУ:

1. При разряде конденсатора возникает лишь им-пульс. Для повторения действия конденсатор нужно 6 быстро перезарядить. Схемы многоимпульсных КУ позволяют на ‘некоторое время сохранить заряд конденсаторов при потере напряжения со стороны зарядных цепей, но это время мало и не превышает долей секунды.

2.  Малая разрядная мощность. Увеличение мощности привело ‘бы к недопустимо большим размерам КУ.

3.  Саморазряд конденсаторов, который при недостаточно хорошем состоянии изоляции может привести к отказу действия защиты.

На подстанциях КУ применяют для питания отключающих электромагнитов приводов выключателей и отделителей, для оперативных цепей защиты минимального напряжения и защиты таких присоединений, трансформаторы тока которых из-за недостаточной мощности не ‘могут обеспечить питание цепей отключения при коротком замыкании.

Измерительные трансформаторы и трансформаторы собственного расхода являются основными источниками питания оперативных цепей релейной защиты на подстанциях с переменным и выпрямленным оперативным током.

Использование трансформаторов тока обеспечивает в большинстве случаев надежное питание оперативных цепей защиты, особенно при больших токах, возникших вследствие короткого замыкания, а также позволяет полностью разделить оперативные цепи отдельных присоединений.

Трансформаторы напряжения и собственного расхода являются достаточно надежными источниками оперативного тока, при повреждениях не сопровождающихся снижением междуфазного напряжения (замыкание на землю, действие газовой защиты и т. п.).

Особое значение для подстанций с переменным оперативным током имеет величина мощности, отдаваемой источником в нормальном и особенно аварийном режимах. Как известно, измерительные трансформаторы — маломощные аппараты, класс точности которых и величины погрешностей в большой степени зависят от величины и характера нагрузки. Особенно это относится к трансформаторам тока и в меньшей степени — к трансформаторам напряжения.

Измерительные трансформаторы, как непосредственные источники оперативного тока, используются для питания приборов измерения и простых устройств защиты преимущественно прямого действия на отключающий механизм аппарата в первичной цепи. Что касается силовых трансформаторов собственного расхода, мощность которых неизмеримо больше, чем у измерительных трансформаторов, то ранее они почти всегда использовались только для питания вспомогательной силовой нагрузки и освещения. В настоящее время на подстанциях с переменным оперативным током в нормальном режиме эти трансформаторы наряду с трансформаторами напряжения являются основными источниками питания разветвленных оперативных цепей защиты, автоматики и сигнализации.

Блоки питания. При переходе на переменный оперативный ток не всегда удается отказаться от применения масляных выключателей с электромапнитными приводами постоянного тока. В последнее время из-за недостатков пружинных приводов на ответственных подстанциях легкие выключатели 6—10 кв иногда оборудуются электромагнитными приводами [JI. 5]. Тяжелые масляные выключатели (с большим включающим моментом) всегда имеют электромагнитные приводы. При сложных комплектах защиты и автоматики с реле косвенного действия также требуется источник оперативного тока, не зависящий от режима в первичной цепи. Поэтому при переходе на переменный оперативный ток и наличии на подстанции выключателей с электромагнитными приводами и сложными комплектами защиты единственной возможностью обойтись без аккумуляторной батареи является применение блоков питания *.

Блоки литания получают питание одновременно от измерительных трансформаторов тока и напряжения, а иногда и от трансформаторов собственного расхода (рис. 1). Комбинированный отбор мощности от первичной цепи обеспечивает высокую надежность вне зависимости от режима в первичной цепи. Напряжение на вы-

1 Отключение выключателей с электромагнитными приводами (в том числе и тяжелых) может быть достигнуто с помощью отключающих приставок. Такие прпставки в усовершенствованном виде (типа ОП) широко используются в последнее время на ряде подстанций Мосэнерго.

Ходе блока питания достаточно стабильно (отклонения порядка ±20%) в режимах первичной цепи от холостого хода до трехполюсного короткого замыкания. При протекании большого тока и пониженном напряжении работа защиты обеспечивается трансформаторами тока; при малом токе и повышенном. напряжении — трансформаторами напряжения. Если снабдить такое устройство выпрямителями, то на выходе блока питания будет ‘Выпрямленное напряжение.

Достоинства блоков питания очевидны. Сохраняется возможность применения более совершенной релейной аппаратуры при отсутствии аккумуляторной батареи; это имеет особенно большое значение при переводе на переменный оперативный ток действующих подстанций, так как позволяет сохранить уже имеющиеся схемы вторичных цепей на постоянном токе и избежать перерыва литания потребителей. При этом во многих случаях можно отказаться и от дежурства на подстанции.

Недостатки блоков питания: 1) необходимость выделения для большинства из них отдельных комплектов трансформаторов тока; 2) необходимость проведения ряда предварительных сравнительно сложных расчетов по проверке надежности питания от блоков; 3) удлинение и некоторая разветвлепность оперативных цепей. Вес некоторых блоков питания достигает 28—30 кг.

Блоки питания целесообразно применять на подстанциях с высшим напряжением до 110 кв включительно.

Выпрямительные устройства только для включения тяжелых выключателей с электромагнитными приводами (которое не может быть обеспечено при питании от блоков питания либо конденсаторов) применяются рядом организаций. Поскольку включение выключателей производится в основном при наличии напряжения со стороны питающих линий, эти устройства получают надежное питание от трансформаторов собственного расхода.