4.2.4. Шкаф постоянного оперативного тока шот-01.
Шкаф оперативного постоянного тока ШОТ-01 разработан с учетом опыта эксплуатации ранее применявшихся шкафов ШУОТ. Подзарядные устройства обеспечивают уровень пульсаций менее 1%, что значительно увеличивает срок службы аккумуляторов, доведя его до сроков гарантированных фирмой – изготовителем: 10–14 лет в зависимости от типа примененного аккумулятора. Уровень стабилизации оперативного тока составляет 1%. Подзарядные устройства работают параллельно, так как распределение тока между устройствами выравнивается автоматически. Примененные аккумуляторы герметизированы, что позволяет устанавливать шкафы в общих помещениях. Шкафы ШОТ-01 оснащены контролем уровня напряжения, уровня изоляции цепей постоянного тока. Ток в цепи подзарядных устройств и аккумуляторов контролируется амперметрами. Имеется сигнализация неисправности подзарядных устройств при отклонения уровня напряжения за заданные пределы, появлении «земли» в цепях оперативного тока, отключении автоматов. Сигнал неисправности может быть передан по локальной сети. Низкая стоимость шкафа позволяет применять его на подстанциях небольшой мощности или использовать его в качестве дополнительного автономного источника питания защиты на ответственных объектах. Шкаф оснащен автоматикой обогрева. Шкаф не требует постоянного наблюдения, так как оснащен сигнализацией.
При внешнем осмотре следует проверить отсутствие сигналов неисправности, наличие тока в подзарядных устройствах и аккумуляторах, уровень напряжения на шинах, отсутствие замыкания на землю в сети.
Рис. 4.3. Схема и внешний вид шкафа ШОТ-1-100
Выпускаются два типа шкафов: ШОТ-01-40 и ШОТ-01-100.
Шкаф оперативного тока ШОТ-01-100 (рис.4.3) состоит двух металлических несущих конструкций шкафного типа, предназначенных для установки на полу. В левом отсеке шкафа смонтированы 4 подзарядные устройства, схема распределения оперативного тока, реле контроля напряжения, реле контроля изоляции. На дверях этого отсека установлено четыре амперметра, вольтметр, милливольтметр, реле контроля исправности схемы и выключатель обогрева. Во втором шкафу, установлено 17 герметизированных необслуживаемых аккумуляторов, с номинальным напряжением 12 В. Емкость аккумуляторной батареи – до 140 А∙час.
4.3. Блоки питания выпрямленным оперативным током
Выпрямленный оперативный ток применяется на подстанциях с упрощенной первичной схемой. На выходе трехфазных блоков питания имеется выпрямленное напряжение 220В, что позволяет подключать к ним реле защиты, рассчитанные на постоянный оперативный ток. Блоки питания типа БПН подключаются к трансформаторам напряжения ТН или к трансформаторам собственных нужд ТСН, а токовые блоки питания типа БПТ – к ТТ. Блоки БПН обеспечивают на выходе номинальное выпрямленное напряжение в нормальном режиме, при однофазном КЗ и при посадке до 40% напряжения во всех трех фазах. Токовые блоки питания обеспечивают номинальное напряжение на выходе только при наличии тока КЗ. Выходы всех блоков питания собираются в общую схему выпрямленного оперативного тока. В нормальном режиме питание устройств РЗА осуществляется от блоков питания, подключенных к ТН или к ТСН. При неудаленном КЗ, когда напряжение на шинах подстанции снижается, в работу включаются токовые блоки питания, обеспечивающие питание устройств РЗА от тока КЗ. Блоки питания не выдают напряжение при отсутствии напряжения на подстанции, поэтому не могут быть использованы для включения выключателя при подаче напряжения на подстанцию.
Для питания микропроцессорных устройств РЗА выпрямленным оперативным током выпускаются специальные блоки питания, обеспечивающие работу устройств в нормальном и аварийном режимах. Они получают питание от ТТ и ТН, но в отличие от предыдущего случая могут включаться на общий с защитой комплект ТТ. Работа защиты в этом случае обычно обеспечивается только при наличии тока КЗ. Для выполнения других функций устройства требуется наличие напряжения.
Практически все токовые устройства могут быть оснащены такими блоками питания, которые обеспечивают выполнение всех функций реле при наличии переменного напряжения на подстанции и работу защиты только от тока короткого замыкания.
4.4. Оперативное питание от предварительно заряженных конденсаторов. Конденсаторы предварительно заряжаются специальными выпрямителями (типа БПЗ-401) до напряжения порядка 400В и при срабатывании защиты или автоматики, разряжаются на катушку реле или коммутационного аппарата. После исчезновения питающего напряжения заряд на конденсаторах сохраняется 0.4 часа, и может быть однократно использован при отсутствии напряжения на подстанции.
Схемы питания устройства РЗА от предварительно заряженных батарей конденсаторов (БК) отличаются небольшой стоимостью, относительной простотой и достаточной надежностью. Поэтому, они широко применяется для защиты и автоматики силовых трансформаторов, в схемах защиты минимального напряжения и в ряде случаев используются для питания защит фидеров.
На рис.4.4 приведена схема питания катушек отключения выключателей от предварительно заряженных конденсаторов.
Конденсаторы С1, С2 и т.д. постоянно заряжены. При срабатывании релейной защиты РЗ1 замыкаются ее контакты, происходит разряд конденсатора С1 на катушку отключения выключателя YAT1 и он отключается. При этом конденсатор С2 за счет диода VD2 остается заряженным и готов немедленно действовать при замыкании контактов РЗ2.
Рис.4.4. Схема питания цепей РЗА от предварительно заряженных батарей конденсаторов
4.5. Реле прямого действия на переменном оперативном токе
Источником переменного оперативного тока для токовых защит, выполненных с реле прямого действия являются ТТ защищаемого присоединения. Реле прямого действия представляют собой электромагниты переменного тока, встроенные в пружинный привод выключателя.
Они включаются в цепи ТТ присоединения и действуют на отключение выключателя. В схеме (рис.4.6) такой защиты обычно несколько отключающих элементов (электромагнитов), действующих на релейную планку, отключающую выключатель. При появлении в катушке тока, превышающего ток срабатывания электромагнита, он срабатывает и, действуя на релейную планку, отключает выключатель. Такой элемент является токовым реле мгновенного действия и называется РТМ.
Рис.4.5.Схема защиты линии 6-10кВ
Для создания выдержки времени подвижный полюс электромагнита сцепляется (посредством пружины) с часовым механизмом и получается реле с выдержкой времени, называемое РТВ. Для отстройки от времени работы предохранителей и лучшего согласования уставок, эти реле имеют обратнозависимую времятоковую характеристику, выходящую на независимую часть характеристики при кратности тока (2…4) Iср, в зависимости от типа реле. Ток срабатывания реле изменяется дискретно путем переключения числа витков катушки (выводы 4А; 6А; 8А; 10А), а выдержка времени срабатывания изменяется регулировкой движка часового механизма. Реле РТВ до настоящего времени еще широко применяются в сетях 6(10) кВ. Однако в связи с их недостаточной точностью и низкой надежностью РТВ подлежат замене и на новых объектах они уже не используются.
4.6. Схемы дешунтирования отключающей катушки выключателя
Токовые защиты, выполненные по принципу дешунтирования (рис.4.7) питаются переменным оперативным током от ТТ защищаемого присоединения и поэтому обеспечивают работу защиты и отключение коммутационного аппарата даже при потере напряжения на подстанции. Ввиду достаточно высокой надежности, относительной простоты и невысокой стоимости, токовые защиты, выполненные по принципу дешунтирования, широко применяются в сетях 6-35кВ и для защиты силовых трансформаторов подстанций 110-220кВ.
ТА,
а
ТА,
с
ТА,а
ТАc
а
КА1
КА2
YAT2
КА2
YAT1
КА1
Рис.4.5.Схема защиты линии 6-10кВ, на реле прямого действия типа РТВ, выполненной по принципу дешунтирования на реле типа РТ-80
При срабатывании защиты специальное реле без разрыва токовых цепей включает ранее закороченную (зашунтированную) токовую катушку, установленную в приводе выключателя (короткозамыкателя), в цепь ТТ, размыкая контакт, закорачивающий катушку, т.е. дешунтируя ее. Ток от ТТ при этом подается в электромагнит переменного тока и при достаточной величине тока коммутационный аппарат отключается. Для дешунтирования применяются индукционные типа РТ-84 и электромеханические реле, имеющее мощные контакты и обеспечивающие дешунтирование тока величиной до 140А.
Фирма “Энергомашвин” взамен электромеханического реле применила симистор, обеспечивающий дешунтирование тока до 240А. Такие симисторы для дешунтирования установлены в некоторых модификациях реле УЗА-10 и УЗА-АТ.