Эксплуатация электрических подстанций и распределительных устройств

трансформаторам собственных нужд.

На ПС напряжением 110–220 кВ источником переменного оперативного тока обычно являются трансформаторы собственных нужд, а на ПС 6—10 кВ — специальные трансформаторы малой мощности (например, 0М-1,2/10), подключаемые к вводам питающих ПС линий 6—10 кВ. Эти источники оперативного тока не являются автономными, так как их работа возможна только при наличии напряжения в питающей сети.

Постоянный оперативный ток. Основным источником постоянного оперативного тока служат аккумуляторные батареи с зарядными устройствами 110 или 220 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей РЗиА, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, цепей сигнализации.

От аккумуляторных цепей питаются устройства связи, аварийное освещение, двигатели резервных маслонасосов СК.

Всех потребителей энергии на ПС и в РУ, получающих питание от аккумуляторных батарей, можно разделить на следующие группы:

постоянно включенная нагрузка — аппараты, устройства управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батарее зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Поскольку постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор аккумуляторной батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных ПС 110–500 кВ значение тока постоянно включенной нагрузки равным 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 принимается равной 0,5 ч);

кратковременная нагрузка (длительностью не более 5 с) создается токами включения и отключения приводов выключателей, пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.

7.2. Устройство, характеристики, режимы работы и особенности эксплуатации аккумуляторных батарей

Аккумулятор — это гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда электрическим током (ГОСТ 15596—82).

Аккумуляторная батарея — это электрически соединенные между собой аккумуляторы, оснащенные выводами и заключенные, как правило, в одном корпусе (ГОСТ 15596—82).

Закрытым называется аккумулятор, имеющий несъемную крышку с фильтр-пробкой или с пробкой рекомбинации.

Герметичным называется аккумулятор, в котором газы и электролит полностью удерживаются в течение всего срока службы и снабженный защитным устройством, предохраняющим его от разрушения при повышении давления.

Широкое применение на ПС нашли свинцовокислотные аккумуляторные батареи типа С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большой емкости — в деревянных баках, выложенных внутри свинцом.

При эксплуатации аккумуляторных установок должны быть обеспечены их длительная надежная работа и необходимый уровень напряжения на шинах постоянного тока в нормальных и аварийных режимах работы.

Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипласта. Сосуды наполняются электролитом. Положительные пластины выполняются из чистого свинца. Отрицательные пластины изготовляются также из свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой из оксидов свинца и свинцового порошка. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины с боков покрывают тонкими перфорированными свинцовыми листами.

Кроме аккумуляторов типа С (СК) применяются аккумуляторы типа СН, которые имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Такая конструкция обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов.

Емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита и от режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. С другой стороны, крепкие растворы увеличивают сульфатацию пластин.

Та же картина наблюдается и с увеличением температуры: при ее возрастании увеличивается емкость, но растет саморазряд и сульфатация пластин.

Установлено, что для стационарных аккумуляторов типа С (СК) оптимальной является плотность электролита в начале разряда 1,2–1,21 г/см³ при нормальной температуре 25 °C. Температура воздуха в помещении аккумуляторных батарей должна быть в пределах 15–25 °C.

Конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах являются причинами, ограничивающими разряд. При 3-10-часовом разряде допускается снижение напряжения до 1,8, а при 1-2-часовом — до 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды приводят к повреждению аккумуляторов.

Разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент.

Снижение плотности электролита до значения 1,17-1,15 свидетельствует о том, что емкость исчерпана.

Эксплуатация аккумуляторов имеет свои отличительные особенности, в том числе то, что в них непрерывно происходят неуправляемые химические и электрохимические реакции, приводящие к снижению емкости аккумуляторов (саморазряду), то есть к потере запасенной энергии.

Саморазряд может быть как у работающих, так и у отключенных аккумуляторов. Новая батарея аккумуляторов теряет за сутки не менее 0,3 % своей емкости. С течением времени саморазряд возрастает по причине того, что в электролите присутствуют примеси железа, хлора, меди и других элементов. Поскольку их содержание не должно превышать допустимых норм, то применяемые для восстановления электролита кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.

При разряде аккумулятора на его пластинах образуется свинцовый сульфат. При нормальной эксплуатации аккумуляторов сульфат, имея тонкое кристаллическое строение, легко растворяется при заряде, переходя в оксид свинца на положительных пластинах и в губчатый свинец на отрицательных.

При ненормальной сульфатации пластин быстро увеличивается число крупных кристаллов сульфатов, которые закрывают поры активной массы пластин, мешая доступу электролита, что вызывает снижение емкости аккумулятора.

Режимы работы аккумуляторных батарей бывают следующими: «заряд-разряд», с периодическими зарядами и разрядами, и постоянного подзаряда.

Раньше аккумуляторы работали только в режиме «заряд-разряд»; схемы таких установок еще сохранились на многих ПС.

Подзарядная установка должна обеспечивать стабилизацию напряжения на шинах батареи с отклонениями, не превышающими 2 % номинального напряжения.

Режим работы с периодическими зарядами и разрядами связан с преждевременным износом аккумуляторов и повышенной занятостью персонала.

Режим постоянного подзаряда наиболее широко распространен в схемах ПС. Его суть состоит в том, что полностью заряженная аккумуляторная батарея включается параллельно с подзарядным агрегатом, который обеспечивает питание подключенной нагрузки и в то же время подзаряжает малым током батарею,