Källor och nätverk för likström

I transformatorstationer för att driva arbetskretsar likström vanligtvis används sura batterier (stationära och bärbara) och i vissa fall alkaliska batterier. Stationära batterier består av individuella batterier, vanligtvis seriekopplade.

Ett batteri kallas en sekundär kemisk strömkälla vars uppgift är att ackumulera elektrisk energi (laddning) och återföra denna energi till användaren (urladdning).

Huvuddelarna av syrabatteriet (fig. 1) är bly positiva 2 och negativa 1 plattor, förbindande blyremsor 5, elektrolyt, separatorer 3 och ett kärl. Blyplattor med ett stort antal kanter används som positiva, vilket ökar plattornas arbetsyta, som negativa - lådtypplattor. Efter bildandet av de positiva plattorna bildas blydioxid PbO2 och på de negativa plattorna bildas blysvamp Pb.

Ris. 1. Ackumulatorer typ SK -24 i träbehållare: 1 — negativ platta, 2 — positiv platta, 3 — separator, 4 — hållarglas, 5 — kopplingslist, 6 — grenspets

Elektrolyten består av svavelsyra med hög renhet och destillerat vatten.Tätheten hos elektrolyten i ett stationärt laddat batteri vid 25 ° C är 1,21 g / cm3.

Mellan batteriets positiva och negativa plattor är isolerande partitioner installerade - separatorer som förhindrar att plattorna stängs i händelse av eventuell förvrängning och den aktiva massan faller ut ur dem.

Batteriet kännetecknas av kapacitet, EMF, laddnings- och urladdningsströmmar. Batteriets nominella kapacitet (i amperetimmar) är dess kapacitet vid en 10-timmars urladdning och normal temperatur (25 ° C) och densitet (1,21 g / cm3) av elektrolyten.

I transformatorstationer används främst 220 V-batterier, sammansatta av C, SK, SN-batterier.

C (stationära) batterier är konstruerade för urladdningar på 3 till 10 timmar eller mer. CK-batterier (stationära för kortvariga urladdningslägen) tillåter urladdning i 1-2 timmar, därför, i CK-batterier, används förstärkta anslutningsremsor mellan plattorna, utformade för hög ström.

C- och CK-batterikärl är öppna, för rum C -16, CK -16 och mindre - glas, och för stora rum - trä, fodrad med bly (eller keramik) inuti. ackumulatorer av CH-typ kännetecknas av att de placeras i förseglade slutna behållare. Dessa batterier har relativt liten vikt och dimensioner, de kan installeras i ett rum med annan elektrisk utrustning.

Batterinumret (efter bokstavsbeteckningen) kännetecknar dess kapacitet. Kapaciteten i amperetimmar är lika med antalet batterier multiplicerat med enhetskapaciteten för ett enskilt batteri med siffran 1. För batterier av typerna C-1 och SK-1 är denna kapacitet 36 Ah, och för typerna C- 10 och SK - 10 — 360 Ah.

I små transformatorstationer, i frånvaro av betydande inströmningsbelastningar och skarpa fluktuationer i nätverket av driftström (när strömbrytarna slås på, etc.), används bärbara startbatterier med liten kapacitet med en spänning på 24 och 48 V. I sådana transformatorstationer, batteriet det fungerar vanligtvis under lång tid i ett normalt urladdningsläge och efter en viss tid - efter att ha förlorat sin nominella kapacitet (vilket bestäms av kontrollmätningar av batterispänningen) - ersätts det med ett extra. Alkaliska batterier används ibland, där en vattenlösning av kaustikt kalium med en densitet på 1,19-1,21 g / cm3 fungerar som elektrolyt.

I de positiva plattorna av alkaliska batterier är den aktiva substansen nickeloxidhydrat, och i de negativa plattorna - kadmium med en inblandning av järn (nickel-kadmium-batterier) eller bara järn (nickel-järn-batterier). Vid transformatorstationer används oftast järn-nickel-batterier av element av NZh- och TNZh-typerna.

Bly- och alkalibatterier har sina fördelar och nackdelar: blybatterier har högre urladdningsspänningar (1,8-2 och 1,1-1,3 V) än alkaliska batterier, större kapacitet och energieffektivitet. Därför, när man bygger ett batteri med samma spänning, kräver blybatterier nästan hälften så mycket. Egenskaperna för alkaliska batterier är kompakthet, densitet, mekanisk styrka, låg självurladdning och förmågan att arbeta vid låga temperaturer.

Uppladdningsbara batterier är den mest pålitliga strömkällan för sekundära enheter, eftersom de tillhandahåller oberoende (autonom) strömförsörjning till driftkretsar i händelse av ett växelspänningsfel.

I nödläge tar batterierna över belastningen på alla DC-förbrukare, ger reläskydd och automatisering, samt möjligheten att slå på och av växlar... Den begränsande varaktigheten för nödläget antas vara lika med 0,5 h för alla elektriska mottagare och arbetskretsar med likström, och för kommunikation och telemekanik 1-2 timmar., 0 h).

Användningen av laddningsbara batterier är begränsad på grund av deras höga kostnad och komplexitet i driften. Därför installeras de i de största transformatorstationerna. I transformatorstationer på 500 kV och högre installeras två eller fler batterier.

För närvarande används statiska likriktare som kallas batteriladdare för att ladda batterier. I de gamla transformatorstationerna är fortfarande ett betydande antal motorgeneratorer i drift.

Under drift förbrukas den elektriska energin som är lagrad i batteriet kontinuerligt. För att fylla på den används laddningsbara enheter, som också kan användas som motorgeneratorer och statiska likriktare. Laddarnas effekt är vanligtvis 20-25 % av laddarnas effekt. I vissa fall kan samma enhet utföra funktionerna för en laddnings- och laddningsenhet.

Motorgeneratorer består av en induktionsmotor och en DC-generator med parallell magnetisering. Båda maskinerna är monterade på samma ram, och deras axlar är förbundna med en elastisk koppling. Vid laddning av batteriet måste laddarens generatorspänning ändras, därför väljs DC-generatorn med ett brett spektrum av spänningsreglering genom att ändra dess excitation med en shuntreostat.Silikonlikriktare används i stor utsträckning som statisk laddning och laddningsanordningar.

Till skillnad från motorgeneratorn är statiska likriktare billigare, har inga rörliga delar, är bekvämare att underhålla, har lång livslängd och stor överbelastningskapacitet och är därför de vanligaste.

Fördelningen av likström, anslutningen av laddnings- och laddningsanordningarna till ackumulatorbatteriet utförs genom likströmskretskorten (DCB), på vilka kopplingsutrustningen och instrumenten är placerade. För att underlätta agerandet av personalen i tjänst appliceras DC DC-mnemoniska kretsar på DCS.

Batterier, DC-strömförsörjning, laddnings- och laddningsenheter, DC elektriska mottagare är anslutna till varandra med kabelledningar och i vissa fall med samlingsskenor.Tillsammans bildar de en elektrisk krets för DC-nätet.

Det finns tre huvudfunktioner för laddningsbara batterier: jetladdning, laddning-urladdning och laddning-vila-urladdning.

I transformatorstationer drivs batterierna vanligtvis i underhållsladdningsläge... I detta fall försörjer laddaren med en spänningsstabiliseringsanordning (med en noggrannhet på ± 2%) alltid nätverkets ständigt påslagna elektriska mottag för driftström (signallampor, reläspolar, kontaktorer), och laddar också batteriet, vilket kompenserar för dess självurladdning.

Som ett resultat är batteriet fulladdat hela tiden. Kortvariga belastningsstötar absorberas huvudsakligen av batteriet.

I fig. 2 visar ett diagram över batteriinstallationen vid en 500 kV transformatorstation.Transformatorstationen har två ackumulatorbatterier och tre laddnings- och laddningsenheter, varav en är reserv. Ackumulatorbatterier är sammansatta av bly-syrabatterier av SK-typ som används som laddnings- och laddningsenheter.

Ris. 2. Schematiskt diagram över batteriinstallationen utan extra element: AB1, AB2 — ackumulatorbatterier, VU1, VU2, VUZ — likriktaranordningar, UMC — blinkljusanordning, UKN — spänningsnivåkontrollanordning, UKI — styrenhetsisolering, SH — styrning buss, SH — signalbussar, (+) — blinkande bussar, I, II, III, IV — sektionsnummer, SH — kraftbussar av elektromagneter för att slå på omkopplare

Shield-däck är uppdelade i två huvudsektioner (I och II) och två hjälpsektioner (III och IV). Elektriska mottagare drivs av sektion I eller II, hjälpsektioner används för ömsesidig kortslutning av strömkällor: lagringsbatterier och likriktare för laddning och laddning.

Elektriska mottagare och strömförsörjning ansluts med automatiska strömbrytare i serierna A3700 och AK-63. Dessa omkopplare utför funktionerna för omkopplingsenheter och skyddar DCB-anslutningarna från kortslutningar. Tavlan är utrustad med anordningar för blinkljus UMC, isoleringskontroll UCI och spänningsnivå UCN.

I installationer där ökad spänning krävs för att slå på kraftfulla elektromagneter av oljebrytare, installeras ytterligare element. Batterier med extra celler består av 120, 128, 140 celler istället för 108.I sådana fall förändras kretsen något.

För att förhindra sulfatering av plattorna i ytterligare celler är ett justerbart motstånd anslutet mellan den negativa polen och grenarna av den 108: e cellen, med hjälp av vilken en urladdningsström som är lika med urladdningsströmmen från huvudcellerna skapas. Detta garanterar samma driftsförhållanden för huvud- och extracellerna och utesluter möjligheten till djupladdningar och urladdningar, vilket förhindrar sulfatering och ökar batteriernas livslängd. I underhållsladdningsläget är batteriet alltid i ett laddat tillstånd och redo att förse användare med likström.

I normalt läge bör spänningen för varje påslagen battericell vara 2,2 V med en tolerans på ± 2 %. I de fall där likström med olika spänningar krävs för att driva de sekundära enheterna, används bärbara batterier och grenar från mellanbattericellerna.

Till exempel för de flesta reläskyddsanordningar en spänning på 220 V krävs, för telemekaniska enheter 24, 48 eller 60 V och för att driva kraftfulla elektromagnetiska drivningar av oljebrytare - en spänning på upp till 250 V och mer för att kompensera för spänningsfallet i kabeln från batteriet till batteriet ställverk, där brytarna installeras vid höga inkopplingsströmmar.

I vissa installationer fungerar ackumulatorbatterierna i laddnings-urladdningsläge. I det här fallet förblir spänningen vid batteripolerna inte konstant, utan varierar inom ett relativt brett område (för blybatterier ändras spänningen från 2 till 1,8-1,75 V under urladdning och vid laddning från 2, 1 till 2,6-2, 7B).

För att upprätthålla en stabil batterispänningsnivå i alla lägen för DC-bussarna på DC-kortet i batterikretsarna som arbetar med laddnings-urladdningsmetoden, tillhandahålls en elementomkopplare, som tjänar till att ändra antalet batterier som är anslutna till bussarna på installation eller till laddaren.

Driften av batteriinstallationer i laddning-vila-urladdning-läge beaktas inte här, eftersom detta läge inte används i transformatorstationer.

Batterier med en spänning på 24, 36 eller 48 V består vanligtvis av flera bärbara batterier som är seriekopplade. I de flesta fall är två uppsättningar av sådana batterier installerade, varav en är reserv.