6.3. Преобразователи энергии

В качестве преобразователей энергии переменного тока в постоянный, используемый для питания нагрузки в нормальном режиме работы, заряда, для подзаряда и уравнительного заряда аккумуляторных батарей, применяют двигатели-генераторы и выпрямители с управляемыми кремниевыми вентилями. Двигатели-генераторы для заряда аккумуляторных батарей состоят из трехфазных электродвигателей и генераторов постоянного тока с регулированием напряжения шунтовым реостатом. Для подзаряда двигатели-генераторы в настоящее время почти не применяются. Там же, где они сохранились, их оснащают автоматическими регуляторами напряжения, поддерживающими заданное напряжение на шинах с точностью до 1%.

Обслуживание двигателей-генераторов состоит в соблюдении правильных (номинальных) режимов их работы; наблюдении за состоянием и температурой щеток, коллектора, контактных колец двигателей, за отсутствием искрений щеток, за смазкой подшипников и содержанием агрегатов и регулирующих устройств в чистоте.

Выпрямители по сравнению с двигателями-генераторами обладают рядом достоинств: они просты в обслуживании, имеют более высокий к.п.д. и больший срок службы. Широкое распространение в качестве зарядно-подзарядных агрегатов получили агрегаты типа ВАЗП-380/260-40/80. Они обеспечивают стабилизацию напряжения на шинах постоянного тока. Применяются и другие выпрямительные устройства, например регуляторы серии РТАБ. Структурная схема одной из модификаций регулятора типа РТАБ-4 показана на рис. 6.5.

Устройство состоят из двух независимых регуляторов напряжения 4 и 3, работающих в режиме постоянного подзаряда на основную 1 и концевую 2 группы аккумуляторов. Регулятор обеспечивает питанием нагрузку цепей постоянного тока подстанции. Компенсирует саморазряд и стабилизирует напряжение на шинах с точностью 2%. Основными элементами регулятора являются измерительные блоки ИБ1 и ИБ2. А также блоки управления БУ1 и БУ2. Воздействующие на управляемые выпрямители УВ и УВМ соответственно. Напряжение на шинах постоянного тока контролируется блоком БКН, подающим сигнал 5о нарушении уровня напряжения. Блок ограничения по току БОТР защищает устройство от перегрузки и действует на снижение выходного тока до допустимого значения в диапазоне 40-80 А. Регулятор напряжения концевых элементов имеет выходной номинальный ток 1 – 3 А. Нагрузкой концевых элементов служит резистор R.

При обслуживании полупроводниковых выпрямительных устройств следят за температурой нагрева полупроводниковых элементов, температурой окружающего воздуха, отсутствием кислотных паров и влаги в помещении, где они установлены.

6.4. Схемы аккумуляторных установок и

распределения оперативного тока

Было указано, что на подстанциях эксплуатируются аккумуляторные батареи с элементным коммутатором или без него. Схема установки с элементным коммутатором представлена на рис. 6.6. В ней имеется зарядный двигатель-генератор 1 и подзарядное выпрямительное устройство 5. Элементный коммутатор 2 обеспечивает постоянство напряжения на шинах постоянного тока при заряде и разряде аккумуляторов. Он состоит из изолирующей плиты с расположенными на нем контактными пластинами, к которым подсоединены отводы от соединительных полос аккумуляторов. По пластинам и соответствующим шинам скользят щетки: разрядная 3 и зарядная 4. Они приводятся в движение вручную или от небольшого электродвигателя. Изменение числа подключенных к шинам постоянного тока аккумуляторов происходит без разрыва цепи тока и закорачивания аккумуляторов благодаря особой конструкции коммутатора. В нормальном режиме работы при наличии подзарядного устройства разрядная щетка коммутатора (через нее теперь проходит небольшой подзарядный ток I_пз) устанавливается на 107-м элементе, чем обеспечивается на шинах напряжение 230 В. Концевые аккумуляторы с порядковыми номерами 108 – 125 не подзаряжаются Они используются только в случае исчезновения напряжения на шинах с.н, подстанции и отключения подзарядного устройства.

На рис. 6.7 представлена схема аккумуляторной батареи без элементного коммутатора с ответвлениями от батареи для питания потребителей с различными требованиями к значению напряжения на шинах. При нормальной работе установки выпрямитель В питает все потребители и подзаряжает всю батарею током I_пз. Ответвление от аккумулятора с порядковым номером 108 да возможность поддерживать на шинах напряжение около 230 В. В тех режима работы (например, дозаряде), когда напряжение на элементах возрастает, а требования к значению напряжения остаются прежними (на шинах управления 230 В), предусмотрено ответвление от 100-го элемента батареи. Переключателем II к шинам управления подключают 100 элементов и напряжение на шинах будет равно 2,3100 = 230 В. Некоторое повышение напряжения против номинального на шинах питания силовой нагрузки не представляет опасности для мощных приводов выключателей, так как при их срабатывании напряжение на шинах мгновенно понижается.

Для формирования пластин и глубоких перезарядов предусматривает передвижной двигатель-генератор, который при необходимости доставляют на подстанцию.

Схемы распределения оперативного тока. От шин постоянного тока отходят цепи, питающие группы электроприемников различного назначения. Цепи управления, сигнализации и аварийного освещения обычно защищаются автоматами, цепи питания электромагнитов включения – предохранителями.

При централизованном распределении оперативного тока для питания силовых цепей выключателей в непосредственной близости от их приводов имеются шинки постоянного тока, соединенные между собой кабелями по кольцевой схеме (рис. 6.8). Для надежности питания кольцо секционируется при помощи установленных в шкафах секционных рубильников Р_1-2, Р3-4, Секции кольца питаются от шин постоянного тока отдельными линиями. Аналогичные схемы выполняются для каждого РУ.

Питание цепейуправления и сигнализации обычно осуществляется по схеме, показанной на рис. 6.9. Над панелями щита управления прокладываются шинки управления + ШИ, – ШУ1, + ШУ2, – ШУ2; шинки сигнализации + ШС, – ШС и шинка мигающего света (+ ) ШМ. Если на щите управления несколько рядов (секций) панелей с мнемосхемами РУ разных напряжений, то шинки разделяются на участки и располагаются над каждым из рядов. Участки соединяются между собой кабельными перемычками через рубильники Р4 – Р7 и Р11 – Р14. Участки шинок могут соединяться в кольцо, но обычно делятся примерно на равные части, каждая из которых получает питание от соответствующей секции щита постоянного тока. Секционирование шинок на щитах постоянного тока выполняется для повышения надежности питания нагрузки и резервирования питающих линий в случае их повреждения и отключения.

Питание цепей управления отдельных присоединений осуществляется через предохранители или автоматические выключатели и переключатели, с помощью которых питание каждой цепи может отключаться или переводится на питание от шинок ШУ1 или ШУ2. Цепи сигнализации получают питание через переключатели, имеющие два положения: «Включено» и «Отключено».

Контроль изоляции цепей постоянного тока. В процессе обслуживания установок постоянного тока необходимо следить за состоянием изоляции токоведущих частей относительно земли. Понижение сопротивления изоляции на одном из полюсов может привести к образованию обходных цепей через землю и самопроизвольному включению или отключению коммутационных аппаратов и просто ложным сигналам, дезориентирующим персонал. Для непрерывного контроля за состоянием изоляции применяются специальные устройства, позволяющие в любой момент измерить сопротивление изоляции, а при значительном понижении его на одном из полюсов (до 20 кОм в установках напряжением 220В и 10 кОм при напряжении 110В) привлечь внимание персонала звуковым и световым сигналами.

Устройство контроля изоляции подключается к шинам постоянного тока. Обычно оно выполняется по принципу моста с гальванометром в одной из диагоналей. При равенстве сопротивлений изоляции полюсов мост уравновешен и напряжение на диагонали моста равно нулю. При понижении изоляции одного из полюсов равновесие моста нарушается и в диагонали появляется ток, вызывающий срабатывание сигнального реле. По гальванометру, шкала которого градуируется в омах, оценивается сопротивление изоляции полюсов.

При замыкании полюса на землю в сети постоянного тока персонал приступает к отысканию места заземления. 11оиск производится путем разделения сети постоянного тока секционирующими аппаратами на независимые участки, каждый из которых питается от отдельного источника (один – от зарядного агрегата, другой – от аккумуляторной батареи). При этом контролируется сопротивление изоляции каждого участка. Если замыкание на землю будет обнаружено на одном из участков, то переключением отдельных цепей с одного участка на другой либо кратковременным снятием напряжения с менее ответственных присоединений устанавливается цепь, имеющая повреждение изоляции.

При дожде и оттепелях должны осматриваться приводы выключателей и сборки постоянного тока на открытых РУ. Отыскание заземления в цепях вторичных соединений обычно начинают с цепей сигнализации. К поиску заземления в цепях управления и защит привлекаются работники местной службы релейной защиты, автоматики и измерений (РЗАИ). Последовательность операций по отысканию заземления в сети постоянного тока устанавливается местной инструкцией.