Kilder og nettverk av likestrøm

I transformatorstasjoner for å drive arbeidskretser likestrøm vanligvis brukes syrebatterier (stasjonære og bærbare) og i noen tilfeller alkaliske batterier. Stasjonære batterier består av individuelle batterier, vanligvis koblet i serie.

Et batteri kalles en sekundær kjemisk strømkilde hvis jobb er å akkumulere elektrisk energi (lading) og returnere denne energien til brukeren (utladning).

Hoveddelene av syrebatteriet (fig. 1) er bly positive 2 og negative 1 plater, forbinder blystrimler 5, elektrolytt, separatorer 3 og en beholder. Blyplater med et stort antall kanter brukes som positive, noe som øker arbeidsflaten til platene, som negative - boks-type plater. Etter dannelsen av de positive platene dannes blydioksid PbO2, og på de negative platene dannes blysvamp Pb.

Ris. 1. Akkumulatorer type SK -24 i en trebeholder: 1 — negativ plate, 2 — positiv plate, 3 — separator, 4 — holdeglass, 5 — koblingslist, 6 — grenspissen

Elektrolytten består av svovelsyre med høy renhet og destillert vann.Tettheten av elektrolytten til et stasjonært ladet batteri ved 25 ° C er 1,21 g / cm3.

Mellom de positive og negative platene til batteriet er det installert isolerende skillevegger - separatorer som forhindrer at platene lukkes i tilfelle mulig forvrengning og den aktive massen faller ut av dem.

Batteriet er preget av kapasitet, EMF, lade- og utladningsstrømmer. Batteriets nominelle kapasitet (i ampere-timer) er kapasiteten ved en 10-timers utladning og normal temperatur (25 ° C) og tetthet (1,21 g / cm3) av elektrolytten.

I nettstasjoner brukes hovedsakelig 220 V batterier, satt sammen av C, SK, SN batterier.

C (stasjonære) batterier er designet for utladninger på 3 til 10 timer eller mer. CK-batterier (stasjonære for kortsiktige utladningsmoduser) tillater utlading i 1-2 timer, derfor brukes forsterkede koblingsstrimler mellom platene i CK-batterier, designet for høy strøm.

C og CK batteribeholdere er åpne, for rom C -16, CK -16 og mindre - glass, og for store rom - tre, foret med bly (eller keramikk) inni. CH-type akkumulatorer kjennetegnes ved at de er plassert i lukkede lukkede beholdere. Disse batteriene har relativt liten vekt og dimensjoner, de kan installeres i ett rom med annet elektrisk utstyr.

Batterinummeret (etter bokstavbetegnelsen) karakteriserer kapasiteten. Ampere-timekapasiteten er lik antall batterier multiplisert med enhetskapasiteten til et enkelt batteri med tallet 1. For batterier av typene C-1 og SK-1 er denne kapasiteten 36 Ah, og for typene C- 10 og SK - 10 — 360 Ah.

I små transformatorstasjoner, i fravær av betydelige innløpsbelastninger og skarpe svingninger i nettverket av driftsstrøm (når bryterne er slått på, etc.), brukes bærbare startbatterier med liten kapasitet med en spenning på 24 og 48 V. I slike understasjoner, batteriet det vanligvis fungerer i lang tid i en normal utladningsmodus og etter en viss tid - etter å ha mistet sin nominelle kapasitet (som bestemmes av kontrollmålinger av batterispenningen) - erstattes det med en reserve. Noen ganger brukes alkaliske batterier, der en vandig løsning av kaustisk kalium med en tetthet på 1,19-1,21 g / cm3 fungerer som elektrolytt.

I de positive platene til alkaliske batterier er det aktive stoffet nikkeloksidhydrat, og i de negative platene - kadmium med en blanding av jern (nikkel-kadmium-batterier) eller bare jern (nikkel-jern-batterier). Ved transformatorstasjoner brukes oftest jern-nikkel-batterier av elementer av typen NZh og TNZh.

Bly- og alkaliske batterier har sine fordeler og ulemper: Bly-syrebatterier har høyere utladningsspenninger (1,8-2 og 1,1-1,3 V) enn alkaliske batterier, større kapasitet og energieffektivitet. Derfor, når du lager et batteri med samme spenning, krever bly-syre-batterier nesten halvparten så mye. Egenskapene til alkaliske batterier er kompakthet, tetthet, mekanisk styrke, lav selvutladning og evnen til å arbeide ved lave temperaturer.

Oppladbare batterier er den mest pålitelige strømkilden for sekundære enheter, siden de gir uavhengig (autonom) strømforsyning til driftskretser i tilfelle vekselstrømsbrudd.

I nødmodus tar batteriene over belastningen til alle DC-forbrukere, og gir relébeskyttelse og automatisering, samt muligheten til å slå av og på brytere... Den begrensende varigheten av nødmodusen antas lik 0,5 timer for alle elektriske mottakere og arbeidskretser med likestrøm, og for kommunikasjon og telemekanikk 1-2 timer., 0 timer).

Bruken av oppladbare batterier er begrenset på grunn av deres høye kostnader og kompleksitet i driften. Derfor er de installert i de største transformatorstasjonene. I transformatorstasjoner på 500 kV og over er det installert to eller flere batterier.

For tiden brukes statiske likerettere kalt batteriladere til å lade batterier. I de gamle transformatorstasjonene er fortsatt et betydelig antall motorgeneratorer i drift.

Under drift forbrukes den elektriske energien som er lagret i batteriet kontinuerlig. For å fylle på det brukes oppladbare enheter, som også kan brukes som motorgeneratorer og statiske likerettere. Kraften til laderne er vanligvis 20-25% av kraften til laderne. I noen tilfeller kan den samme enheten utføre funksjonene til en lade- og ladeenhet.

Motorgeneratorer består av en induksjonsmotor og en likestrømsgenerator med parallell magnetisering. Begge maskinene er montert på samme ramme, og deres aksler er forbundet med en elastisk kopling. Når du lader batteriet, må generatorspenningen til laderen endres, derfor velges DC-generatoren med et bredt spekter av spenningsregulering ved å endre eksitasjonen med en shunt-reostat.Silisium likerettere er mye brukt som statisk lade- og ladeenheter.

I motsetning til motorgeneratoren er statiske likerettere billigere, har ingen bevegelige deler, er mer praktiske å vedlikeholde, har lang levetid og stor overbelastningskapasitet, og er derfor de vanligste.

Fordelingen av likestrøm, tilkoblingen av lade- og ladeenhetene til lagringsbatteriet utføres gjennom likestrømskretskortene (DCB), som bryterutstyret og instrumentene er plassert på. For å lette handlingene til personellet på vakt, brukes DC DC mnemoniske kretser på DCS.

Batterier, DC strømforsyninger, lade- og ladeenheter, DC elektriske mottakere er forbundet med hverandre med kabellinjer og i noen tilfeller med samleskinner.Tilsammen danner de en elektrisk krets for DC-nettet.

Det er tre hovedmoduser for bruk av oppladbare batterier: jetlading, lade-utlading og lade-hvile-utlading.

I transformatorstasjoner drives batterier vanligvis i vedlikeholdsladingmodus... I dette tilfellet forsyner laderen utstyrt med en spenningsstabiliseringsenhet (med en nøyaktighet på ± 2%) alltid de konstant påslåtte elektriske mottakerne til nettverket for driftsstrøm (signallamper, reléspoler, kontaktorer), og lader også batteriet, og kompenserer for selvutladingen.

Som et resultat er batteriet fulladet til enhver tid. Kortvarige belastningsstøt absorberes hovedsakelig av batteriet.

I fig. 2 viser et diagram over batteriinstallasjonen ved en 500 kV nettstasjon.Transformatorstasjonen har to lagringsbatterier og tre lade- og ladeenheter, hvorav ett er reserve. Akkumulatorbatterier er satt sammen av bly-syrebatterier av SK-type som brukes som lade- og ladeenheter halvlederlikerettere VAZP-380 / 260-40 / 80... DC-kortet er satt sammen av komplette DC-paneler i PSN-1200-71-serien.

Ris. 2. Skjematisk diagram av batteriinstallasjonen uten tilleggselementer: AB1, AB2 — akkumulatorer, VU1, VU2, VUZ — likeretterenheter, UMC — blinklysenhet, UKN — spenningsnivåkontrollenhet, UKI — kontrollenhetsisolasjon, SH – kontroll buss, SH — signalbusser, (+) — blinkende busser, I, II, III, IV — seksjonsnummer, SH — kraftbusser av elektromagneter for å slå på brytere

Skjolddekk er delt inn i to hovedseksjoner (I og II) og to hjelpeseksjoner (III og IV). Elektriske mottakere drives av seksjoner I eller II, hjelpeseksjoner brukes til gjensidig kortslutning av strømkilder: lagringsbatterier og likerettere for lading og lading.

Elektriske mottakere og strømforsyninger kobles til ved hjelp av automatiske brytere i A3700- og AK-63-serien. Disse bryterne utfører funksjonene til bryterenheter og beskytter DCB-forbindelsene mot kortslutninger. Tavlen er utstyrt med enheter for blinklys UMC, isolasjonskontroll UCI og spenningsnivå UCN.

I installasjoner der det kreves økt spenning for å slå på kraftige elektromagneter til oljebrytere, installeres tilleggselementer. Batterier med ekstra celler består av 120, 128, 140 celler i stedet for 108.I slike tilfeller endres kretsen noe.

For å forhindre sulfatering av platene til ytterligere celler, er en justerbar motstand koblet mellom den negative polen og grenene til den 108. cellen, ved hjelp av hvilken en utladningsstrøm lik utladningsstrømmen til hovedcellene skapes. Dette garanterer de samme driftsforholdene for hoved- og tilleggscellene og utelukker muligheten for dypladninger og utladninger, noe som forhindrer sulfatering og øker levetiden til batteriene. I vedlikeholdsladingsmodus er batteriet alltid i ladet tilstand og klar til å forsyne brukere med likestrøm.

I normal modus skal spenningen til hver påslått battericelle være 2,2 V med en toleranse på ± 2 %. I tilfeller der likestrøm med forskjellig spenning er nødvendig for å drive de sekundære enhetene, brukes bærbare batterier og grener fra mellombattericellene.

For eksempel for de fleste relébeskyttelsesenheter det kreves en spenning på 220 V, for telemekaniske enheter 24, 48 eller 60 V og for å drive kraftige elektromagnetiske drivverk av oljebrytere - en spenning på opptil 250 V og mer for å kompensere for spenningsfallet i kabelen fra batteriet til batteriet koblingsanlegg, hvor bryterne er installert ved høye innkoblingsstrømmer.

I noen installasjoner fungerer batteriene i lade-utladingsmodus. I dette tilfellet forblir ikke spenningen ved batteriterminalene konstant, men varierer i et relativt bredt område (for blysyrebatterier, under utlading, endres spenningen fra 2 til 1,8-1,75 V, og ved lading fra 2, 1 til 2,6-2, 7B).

For å opprettholde et stabilt batterispenningsnivå i alle moduser av DC-bussene til DC-kortet i batterikretsene som opererer ved lade-utladningsmetoden, er det anordnet en elementbryter som tjener til å endre antall batterier koblet til bussene til installasjon eller til laderen.

Driften av batteriinstallasjoner i lade-hvile-utladningsmodus vurderes ikke her, siden denne modusen ikke brukes i transformatorstasjoner.

Batterier med en spenning på 24, 36 eller 48 V består vanligvis av flere bærbare batterier som er seriekoblet. I de fleste tilfeller er to sett med slike batterier installert, hvorav ett er reserve.