Источник оперативного тока

Источники оперативного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Источники оперативного тока

Назначение систем оперативного тока на станциях и подстанциях

Оперативный ток на станциях и подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация, цепи управления выключателями, аварийное освещение, электроснабжение электродвигателей особо ответственных механизмов.

Проектирование установок оперативного тока сводят к выбору рода тока, расчету нагрузки, выбору типа источников питания, составления электрической схемы сети оперативного тока и выбору режима работы.

На электрических станциях применяется постоянный оперативный ток-система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания применяются аккумуляторные батареи.

Переменный оперативный ток-система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измерительные трансформаторы тока защищаемых подсоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы.

Выпрямленный оперативный ток — система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств.

Смешанная система оперативного тока-система питания оперативных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (постоянный и выпрямленный, переменный и выпрямленный).

Переменный оперативный ток

Трансформаторы тока обеспечивают достаточно надёжное питания оперативных цепей во время КЗ, когда резко возрастает ток и напряжение на их зажимах.

Рисунок 1. Схема питания оперативных цепей от трансформатора тока

На рисунке 1 представлена схема включения реле максимальной токовой защиты с реле КА и электромагнита отключения YAT с дешунтированием катушки отключения. В нормальном режиме катушка электромагнита отключения зашунтирована, и трансформатор тока ТА нагружен небольшим сопротивлением реле КА. При КЗ реле КА срабатывает, подключает к своей катушке последовательно катушку электромагнита YAT и выключатель отключается.

Трансформаторы напряжения и собственных нужд, наоборот не пригодны для питания оперативных цепей при КЗ, так как при этом снижается напряжение в питающей сети, но они могут использоваться для управления аппаратами в режимах работы, близких к нормальным. Таким образом, каждый из рассмотренных источников переменного тока имеет ограниченную область применения и используется в качестве источника индивидуального децентрализованного питания.

Для оперативного управления в нормальных режимах трансформаторы тока не применяют, так как от них нельзя получить необходимой в этих случаях мощности.

Более универсальными являются источники комбинированного питания от трансформаторов тока ТА и напряжения TV одновременно (рисунок 2).

Рисунок 2. Принципиальная схема комбинированного питания оперативных цепей

Выпускаемые заводами блоки питания серии БПТ и БПН подключаются к трансформаторам тока и напряжения (иногда к трансформаторам С.Н.) соответственно.

Установленные в блоках питания выпрямители питают оперативные цепи суммированным оперативным током. Комбинированное питание по указанной схеме, хотя и универсально, но имеет ограничение по мощности. Оно пригодно для питания оперативных цепей защит, автоматики и управления легкими приводами (пружинными).

Помимо непосредственного отбора мощности от трансформаторов тока и напряжения на подстанциях широко применяют конденсаторные устройства, позволяющие использовать предварительно запасенную в них электрическую энергию для питания реле, приводов отделителей и выключателей.

Используются комплекты конденсаторов ёмкостью 2, 80 и 200 мкФ. Для их заряда применяют зарядные устройства, получающие питание от трансформаторов напряжения или собственных нужд в условиях нормального режима работы электроустановки. Схема включения конденсаторов показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема включения конденсаторов с разделительными диодами

При замыкании контактов SB1 или SB2, ключа управления (или реле) к конденсаторам подключаются катушки электромагнитов управления YAT1 или YAT2, через которые проходит ток разряда, и электромагниты срабатывают. Диоды VD1 и VD2 обеспечивают разряд только своего конденсатора. Время заряда конденсатора зависит от их ёмкости и схемы зарядного устройства. С эти считаются при выборе продолжительности бестоковой паузы АПВ; она не может быть выбрана меньше времени заряда конденсаторов. Минимальное время определяется зависимостью t=0.6С/80, где С-емкость заряжаемых конденсаторов, мкФ; t — время заряда в секундах, с.

Для обеспечения надежной работы очень важно, чтобы конденсаторы находились в заряженном состоянии. Для этого необходимо следить за исправным состоянием самих конденсаторов, так и изоляции подключенных цепей. Опасна потеря питания со стороны переменного тока, так как при этом происходит разряд конденсаторов: через 1,5-2 минуты они уже не в состоянии обеспечить действие подключенных к ним электромагнитов приводов и реле. При снижении выходного выпрямленного напряжения зарядного устройства срабатывает специальное реле, которое подает сигнал оперативному персоналу о возникновении неисправности.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются комбинированные устройства типа БПЗ 21 (рисунок 4), являющиеся одновременно и зарядным устройством, и блоком питания нагрузки. Устройство состоит из промежуточного трансформатора напряжения TLV, выпрямителя VS, собранного по мостовой схеме, диода VD, препятствующего разряду конденсаторов при исчезновении напряжения питания, реле KL, предназначенного для контроля напряжения на выходе блока, конденсатора С1, защищающего выпрямитель от перенапряжений, конденсатора С2 и резистора R, обеспечивающего нормальную работу реле KL.

Рисунок 4. Принципиальная упрощенная схема устройства БПЗ 21

Для питания электромагнитов включения приводов выключателей, потребляющих токи, значение которых достигает сотен ампер, применяют комплектные устройства питания серии УКП, подключенные к трансформаторам С.Н. Эти устройства преобразуют переменный ток в постоянный и используются на подстанциях, где нет аккумуляторных батарей или мощность их недостаточна.

На рисунке 5 показана схема питания оперативных цепей, цепей сигнализации, а так же аппаратуры ТУ-ТС-ТИ на переменном токе от двух раздельно работающих трансформаторов С.Н.

Питание осуществляется через блок АВР и стабилизатор TSV, чтоб колебания напряжения в сети С.Н. не отражалось на работе аппаратуры цепей управления. Цепи оперативной блокировки получают питание от блока UGV. Мощные электромагниты включения приводов выключателей питаются от комплексных устройств питания UG1 и UG2, которые на стороне выпрямленного напряжения работают на общие шины.

Рисунок 5. Схема питания оперативных цепей на переменном токе

Постоянный оперативный ток

Основным источником постоянного оперативного тока служат свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с зарядным устройством напряжением 110 или 220 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей реле защиты, автоматики, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, цепей сигнализации. От аккумуляторных батарей питаются устройства связи, аварийное освещение, двигатели резервных маслонасосов синхронных компенсаторов. На мощных подстанциях устанавливают по две и более независимо работающих аккумуляторных батарей.

Аккумуляторные батареи

На подстанциях применяют главным образом свинцово-кислотные аккумуляторы тип С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большой емкости-в деревянных баках, выложенных внутри свинцом. Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяют друг от друга сепараторами из мипора (мипласта). Сосуды заполняют электролитом (водным раствором чистой серной кислоты). Положительные пластины выполняют из чистого свинца и имеют сильно развитую поверхность. При формировании собранного аккумулятора (особый режим первого заряда) на поверхности положительных пластин образуется слой двуокиси свинца PbO2, являющихся активной массой этих пластин. Отрицательные пластины изготавливают также из металлического свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой, приготовляемой из окиси свинца и свинцового порошка Pb. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины покрываются с боков тонкими перфорированными свинцовыми листами. В процессе формирования на отрицательных пластинах образуется губчатый свинец.

Наряду с аккумуляторами типа С (СК) применяют аккумуляторы СН. Они имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Все это обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов. В эксплуатации они не требуют столь частой доливки воды, снижаются требования к вентиляции помещений.

Основные характеристики аккумуляторов С (СК) являются их номинальная ёмкость, продолжительность и ток разряда, максимальный ток заряда. Их значения определяются типом, размером и числом пластин.

Характеристики аккумуляторов типа С-1 (СК-1) приведены в таблице.

Характеристика аккумуляторов типа С-1

Параметр аккумулятора

Параметр для режима разряда, ч

7,5

С-1

СК-1

Разрядный ток, А

4,4

3,6

18,5

Емкость, А·ч

18,5

Предельное напряжение

разряда, В

1,8

1,8

1,8

1,8

1,75

1,75

Максимальный зарядный ток, А

Особенности эксплуатации аккумуляторов

В эксплуатации емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита, от режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. Однако крепкие растворы увеличивают сульфатацию пластин. Повышение температуры также приводит к возрастанию емкости, что объясняется снижением вязкости и усилением диффузии свежего электролита в поры пластин. Но с повышением температуры увеличивается саморазряд и сульфатация пластин.

Исследованием установлено, что для стационарных аккумуляторов типа С (СК) оптимальной является плотность электролита в начале разряда 1,2-1,21 г./см3 при нормальной температуре 25оС. Температура воздуха в помещении, где установлена аккумуляторная батарея, должна поддерживаться в пределах 15-25оС.

Факторами, ограничивающими разряд, являются конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах. При 3-10-часовом разряде снижение напряжения допускается до 1,8 В, а при 1-2-часовом-до 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды во всех режимах приводят к повреждению аккумуляторов. Разряды малыми токами прекращают. когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент. При разряде контролируется как напряжение, так и плотность электролита. Уменьшение плотности на 0,03-0,05, т.е. до значения 1,17-1,15, свидетельствует о том, что емкость исчерпана.

В аккумуляторах непрерывно происходят неуправляемые химические и электрохимические реакции, приводящие к снижению их емкости. Происходит так называемый саморазряд аккумулятора, т.е. потеря запасенной им энергии. Саморазряду подвержены как работающие, так и отключенные от сети аккумуляторы. Новая батарея аккумуляторов теряет в течение суток не менее 0,03% своей емкости. Со временем саморазряд возрастает. Одной из причин повышенного саморазряда является присутствие в электролите примесей железа, меди, хлора и других элементов. Поэтому кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.

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

Внешними признаками ненормальной сульфатации являются появление на поверхности пластин белых пятен, выпадение светло-серого шлама в сосуде, коробление положительных и вспучивание отрицательных пластин.

Режим работы аккумуляторных батарей

Раньше аккумуляторные батареи эксплуатировались в режиме «разряд-заряд». Этому режиму соответствовали схемы с элементным коммутатором, который позволял увеличивать число аккумуляторов, присоединенных к шинам постоянного тока. Для поддержания необходимого уровня напряжения при разряде и уменьшения их числа при заряде, когда напряжение на аккумуляторах возрастает. Режим работы аккумуляторов с периодическими зарядами и разрядами имеет существенные недостатки, связанные с преждевременным износом аккумуляторов и занятостью персонала по контролю и уходу за батареями.

В настоящее время аккумуляторные батареи на подстанциях и станциях эксплуатируются в режиме постоянного подзаряда, что улучшило работу большей части аккумуляторов и упростило их эксплуатацию. Сущность режима заключается в том, что полностью заряженная батарея включается параллельно с подзарядным агрегатом, который обеспечивает питание подключенной нагрузки и в то же время подзаряжает батарею малым током, восполняя потерю емкости в результате саморазряда. В случае аварии на стороне переменного тока или остановки по какой-либо причине подзарядного агрегата батарея принимает на себя всю нагрузку сети постоянного тока. после ликвидации аварии батарея заряжается от зарядного агрегата и переводится на работу в режиме постоянного подзаряда. При постоянном подзаряде режим батареи характеризуется напряжением на зажимах каждого элемента в пределах 2,2±0,05 В и током подзаряда 10-30 мА. Если плотность электролита снижается по сравнению с начальной, то это свидетельствует о недостаточности тока подзаряда — напряжение подзаряда следует увеличить.

Для поддержания работоспособности концевых элементов в нормальном режиме работы батареи применяют схемы подзаряда от общего источника тока. Схема включения подзарядного агрегата на всю батарею приведена на рисунке 6. В схеме концевые элементы шунтируются регулируемым балластным резистором, выбранным по току нагрузки батареи R=Uкон./Iнагр., что обеспечивает поддержание напряжения 2,2±0,05 В на элемент. При уменьшении нагрузки сети персонал соответственно изменяет сопротивление резистора. Ток, проходящий через амперметр, должен быть равен нулю.

Рисунок 6. Принципиальная схема подзаряда батареи от общего подзарядного агрегата: 1-основные элементы; 2-концевые элементы; 3-подзарядный агрегат; 4-сопротивление нагрузки; 5-регулируемый балластный резистор

При осмотрах аккумуляторных батарей необходимо проверять:

*целость сосудов, состояние стеллажей и изоляции сосудов;

*защищенность контактных соединений и шинок от коррозии;

*положение покровных стекол, предотвращающих вынос электролита из сосуда пузырьками газа, образующимися при заряде аккумуляторов;

*уровень электролита в сосудах, который должен быть на 10-15 мм выше края пластин;

*напряжение на соединительных пластинах, плотность и температуру электролита каждого элемента. Измерение следует производить не реже одного раза в месяц;

*исправность вентиляции и отопления.

Курение и применение открытого огня в аккумуляторных помещениях запрещается во избежание взрыва смеси водорода выделяющегося при электролизе воды и кислоты, с воздухом.

Рисунок 7. Упрощенная структурная схема выпрямительного зарядно-подзарядного агрегата ВАЗП-380/220-2/80: SF — автоматический выключатель; L1, L2 — дроссели; SAC — переключатель режимов работы; Т1-Т4 — трансформаторы питания блоков управления и обратной связи; ТА, ТВ, ТС — трансформаторы каналов формирования импульсов управления соответственно фаз А, В, С; R1-R4 — резисторы; PV1 — вольтметр цепи питания; PA2 и PV2 — амперметр и вольтметр цепи напряжения выхода

ВАЗП-380/220-2/80 (рисунок 7) предназначены для зарядки аккумуляторных батарей (I режим), параллельной работы с аккумуляторными батареями (II режим), для формовки отдельных аккумуляторов (III режим). Агрегат питается от сети трехфазного тока 380 или 220 В. Он состоит из следующих узлов: силового трехфазного трансформатора 1, выпрямительного моста 2, (три диода и три тиристора), блока управления тиристорами 3, состоящего из схемы питания и двух схем формирования импульсов управления; блока регулирования 4, включающие в себя обратные связи по току и напряжению.

Принцип работы агрегата основан на способности тиристоров изменять в широких пределах среднее значение выходного напряжения путем изменения момента времени отпирания тиристоров, при этом выпрямленное напряжение поддерживается с точностью ±2% при изменении нагрузки от 4 А до номинального значения в диапазоне напряжений 380-260 В (I режим) и 220-260 (II режим). Датчиком обратной связи по напряжению служит делитель напряжения, состоящий из резисторов R1, R2, R3. Резистором R1 устанавливается значение обратной связи в режиме I, а резистором R2 в режиме II. Напряжение на выходе регулируется резистором R4. Датчиком обратной связи по току служит дроссель L2.

На подстанциях эксплуатируются аккумуляторные батареи с элементным коммутатором и с системой подзарадки «Д-Г». Схема установки с элементным коммутатором представлена на рисунке 8. 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 ней контактными пластинами, к которым подсоединены отводы от аккумуляторов. По пластинам и соответствующим шинам скользят щетки разрядная 3 и зарядная 4.

Изменением числа подключенных к шинам постоянного тока аккумуляторов происходит регулирование напряжения.

Рисунок 8. Схема аккумуляторной установки с элементным коммутатором: I — цепи управления; II — аварийное освещение; III — силовые цепи электромагнитов включения; IН — ток нагрузки; IПЗ — ток подзаряда

На рисунке 9 представлена схема аккумуляторной батареи с ответвлениями от батарей для питания потребителей с различными требованиями к значению напряжения на шинах. При нормальной работе установки выпрямитель VS питает все потребители и подзаряжает всю батарею током IПЗ. Ответвление с порядковым номером 108 дает возможность поддерживать на шинах напряжение около 230 В. В тех режимах работы (например, дозарядке), когда напряжение на элементах возрастает, а требования к значению напряжения остается прежним (на шинах управления 230 В), предусмотрено ответвление от 100-го элемента батареи. переключатель SA к шинам управления подключает 100 элементов, и напряжение будет равно 2,3х100=230 В. Некоторое повышение напряжения не представляет опасности для мощных приводов выключателей, так как при их срабатывании напряжение на шинах мгновенно понижается.

Рисунок 9. Схема аккумуляторной установки без элементного коммутатора в режиме постоянного подзаряда: I, II, III, IПЗ-то же, что и на рисунке 8.

оперативный ток аккумулятор трансформатор

Схема распределения оперативного тока

От шин постоянного тока отходят цепи, питающие группы электроприемников различного назначения. Цепи управления, сигнализации и аварийного освещения защищаются автоматическими выключателями, цепи питания электромагнитов включения — предохранителями. При централизованном распределении оперативного тока для питания силовых выключателей вблизи их приводов имеются шинки постоянного тока, соединенные между собой кабелем по кольцевой схеме (рисунок 10). Для надежности питания кольцо секционируется при помощи установленных в шкафах рубильников Р1-2-Р3-4, секции кольца питаются от шин постоянного тока отдельными линиями. Аналогичные схемы выполняются для каждого РУ.

Рисунок 10-Схема питания электромагнитов включения приводов выключателей на открытом РУ 110 кВ.

Питание цепей управления и сигнализации обычно осуществляется по схеме, показанной на рисунке 11. Над панелями щита управления прокладываются шинки управления +EC1, — EC1, +EC2, — EC2, шинки сигнализации +EH, — EH и шинки мигающего света (+) ЕР. Если на щите управления несколько рядов панелей с мнемосхемами РУ разных напряжений, то шинки разделяются на участки и располагаются над каждым рядом. Участки соединяются между собой кабельными перемычками через рубильники S4-S7 и S11-S14. Участки шинок могут соединяться в кольцо, но обычно они делятся 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 переводиться на питание от шинок ЕС1 или ЕС2.

Рисунок 11-Схема питания цепей управления и сигнализации подстанции: SA1-SA6-переключатели; S1-S19-рубильники; S20-секционный рубильник.

Цепи сигнализации получают питание через переключатели, имеющие два положения «Включено» и «Отключено».

Контроль изоляции цепей постоянного оперативного тока

В процессе обслуживания установок постоянного тока необходимо следить за состоянием изоляции токоведущих частей относительно земли. Понижение сопротивления изоляции на одном полюсе 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 применяют специальные устройства (рисунок 12), позволяющие в любой момент измерить сопротивление изоляции, а при значительном понижении его на одном из полюсов привлечь внимание персонала звуковым и световым сигналами. Устройство контроля изоляции подключается к шинам постоянного тока. Оно выполняется по принципу моста с гальванометром в одной диагонали. При равенстве сопротивления изоляции полюсов (R(+)=R(-)) мост уравновешен и напряжение на диагонали мост равно нулю. При понижении изоляции одного полюса равновесие моста нарушается и в диагонали появляется ток, вызывающий срабатывание сигнального реле KV. По гальванометру, шкала которого градуируется в Омах, оценивается сопротивление изоляции полюсов. Понижение изоляции каждого полюса оценивается поочередным нажатием кнопок К(+) и К(-). Сопротивление изоляции полюсов относительно земли для всех электрически связанных цепей постоянного тока должно поддерживаться на уровне не ниже 1МОм.

Рисунок 12-Схема контроля изоляции оперативных цепей

Литература

1. Немцов, М.В. Электротехника и электроника. / М.В. Немцов. — М.: Высшая школа, 2007. — 560 c.

2. Новожилов, О.П. Электротехника (теория электрических цепей) в 2 ч. часть 2. учебник для академического бакалавриата / О.П. Новожилов. — Люберцы: Юрайт, 2016. — 247 c.

3. Новожилов, О.П. Электротехника (теория электрических цепей) в 2 ч. часть 1. учебник для академического бакалавриата / О.П. Новожилов. — Люберцы: Юрайт, 2016. — 403 c.

4. Новожилов, О.П. Электротехника (теория электрических цепей). учебник для академического бакалавриата / О.П. Новожилов. — Люберцы: Юрайт, 2016. — 643 c.

5. Новожилов, О.П. Электротехника и электроника: Учебник для бакалавров / О.П. Новожилов. — М.: Юрайт, 2013. — 653 c.

6. Новожилов, О.П. Электротехника и электроника 2-е изд., испр. и доп. учебник для бакалавров / О.П. Новожилов. — Люберцы: Юрайт, 2016. — 653 c.

7. Прошин, В.М. Электротехника: Учебник для начального профессионального образования / В.М. Прошин. — М.: ИЦ Академия, 2012. — 288 c.

8. Рекус, Г.Г. Общая электротехника и основы промышленной электроники. / Г.Г. Рекус. — М.: Высшая школа, 2008. — 654 c.

9. Рыбков, И.С. Электротехника: Учебное пособие / И.С. Рыбков. — М.: ИЦ РИОР, НИЦ ИНФРА-М, 2013. — 160 c.

10. Рюмин, В.В. Занимательная электротехника на дому / В.В. Рюмин. — М.: Кн. Клуб Книговек, Северо-Запа, 2013. — 192 c.

11. Серебряков, А.С. Электротехника и электроника. Лабораторный практикум на Electronics Work-bench и Multisim. / А.С. Серебряков. — М.: Высшая школа, 2009. — 335 c.

Размещено на Allbest.ru

Электрическая схема источников переменного тока

Электрическая схема питания радиооборудования(рис. 91) осуществляет включение преобразователя ПО-250, являющегося источником переменного тока напряжением 115 В и распреде­ление энергии переменного и постоянного токов по потребителям.

Запуск преобразователя ПО-250 осуществляется автоматом защиты сети ПО-250 Р41, установленным на левом электрощит­ке приборной доски. При этом напряжение бортсети подается на клемму 3 разъема преобразователя Р1. Питание от преобра­зователя подается на автоматический радиокомпас АРК-9 (или АРК-15), радиовысотомер РВ-5, маркерный радиоприемник МРП-56П и в систему звуковой сигнализации.

Питание от бортовой сети постоянного тока подается на ав­томатический радиокомпас АРК-9 (или АРК-15) (при включе­нии АЗС»АРК»Р21), маркерный радиоприменик МРП-56П (при включении АЗС»МРП»Р30), радиовысотометр РВ-5 (при вклю­чении АЗС»РВ»Р7), радиостанцию «Ландыш-5» или «Баклан-5» (при включении АЗС»УКВ»Р10), самолетное переговорное уст­ройство СПУ-9 (при включении АЗС»СПУ»Р10), систему по­садки Ось-1 (при включении АЗС «Ось-1» Р5). Все автоматы зашиты сети установлены на электрощитке приборной доски.

Электрическая схема питания приборного оборудования осу­ществляет включение преобразователя ПТ-200Ц, являющегося источником переменного трехфазного тока напряжением 36 В, и распределение энергии переменного и постоянного токов по потребителям. Запуск преобразователя ПТ-200Ц (А1) осуществ­ляется при включении выключателя «ПТ-200″А14. При этом сиг­нальная лампа «Отказ ПТ-200» гаснет. Питание от преобразо­вателя А1 подастся на указатель авиагоризонта А2 и гидродат­чик А30, выключатель коррекции А3 и на курсовую систему.

При включении автомата защиты сети А25 напряжение от бортовой сети постоянного тока подается на обмотку реле А6, контакты которого подключают авиагоризонт к преобразовате­лю ПТ-200Ц, на указатель А2 и гиродатчик А30, а также на выключатель коррекции А3. При включении автомата защиты сети А26 питание подается на обмотку реле А7, контакты кото­рого подключают курсовую систему к преобразователю А1, на выключатель коррекции А3 и через разъем А24 в курсовую си­стему. При отказе ПТ-200Ц реле А33 и А34 обесточиваются и

через нормально замкнутые контакты подается питание на сиг­нальную лампу «Отказ ПТ-200». Обогрев трубки ПВД и часов включается автоматом защиты сети «Обогрев ПВД — часов» Т3. Все автоматы защиты сети установлены на электрощитке при­борной доски.

10. Бортовая электрическая сеть

Общие понятия. Электрическая сеть самолета является свя­зывающим звеном между источниками и потребителями элек­трической энергии. Бортсеть самолета Як-18Т делится на сеть постоянного тока, которая служит для передачи и распределе­ния электрической энергии постоянного тока от ее источников к потребителям, и сеть переменного тока, при помощи которой осуществляются передача и распределение электроэнергии пе­ременного тока (однофазного и трехфазного).

В состав электрической сети входят: соединительные прово­да, аппаратура защиты и управления, распределительные уст­ройства, электрощитки и монтажные детали, экраны и фильтры. Основная часть электрической сети выполнена по однопровод-ной схеме. Преимуществами однопроводной схемы по сравне­нию с двухпроводной являются меньшая масса, меньшие элек­трические потери, экономия проводов. Недостатки этой схемы следующие: возможность короткого замыкания при соприкаса­нии оголенного провода с элементами конструкции, окисление в местах соединения минусовых клемм с корпусом самолета, большие помехи радиоприему.

По двухпроводной схеме выполнены питание радиооборудо­вания, логометрических приборов и соединений температуры с указателем ТЦТ-13, по трехпроводной схеме — питание гироско­пических приборов, соединение датчика тахометра с указате­лем.

Провода. Самолетные провода работают в условиях вибра­ций, воздействия больших перепадов температур, различных атмосферных влияний и паров топлива. Токоведущей частью провода служит жила, изготовленная из большого числа тон­ких медных луженых проволок. Это исключает возможность из­лома жилы при вибрациях и перегибах и облегчает монтаж проводов на самолете.

На самолете Як-18Т используются в основном провода мар­ки БПВЛ (БП—хлопчатобумажная пряжа, В—винипласт, Л—лаковое покрытие). Провод БПВЛ состоит из токоведущей жилы, изоляции из винипласта и хлопчатобумажной оплетки, покрытой лаком. Винипласт нерастворим в воде и плохо рас­творяется даже в самых лучших органических растворителях, не боится кислот и щелочей, обладает хорошими диэлектриче­скими свойствами и механической прочностью, на него не дей-

ствуют бензин и смазочные масла, газы и растворы солей, он выдерживает температуру до 130°. Хлопчатобумажная оплетка, покрытая нитроцеллюлозным лаком, защищает основную изо­ляцию провода от воздействия окружающей среды. Пленки ни­тролаков механически прочны, имеют хороший блеск и устой­чивы к действию влаги, масла, бензина и керосина.

Провода радиооборудования — экранированные, марки БПВЛЭ, имеют луженую медную оплетку, которая играет роль экрана, защищающего от внешних электрических помех и пре­дохраняющего от механических повреждений.

Сечением провода называется суммарная площадь попереч­ного разреза токоведущей жилы. Выбор сечения провода зави­сит от тока нагрузки, протекающего по проводу.

Все провода объединены в жгуты и имеют буквенно-цифро­вую маркировку. Буква или индекс обозначает место располо­жения жгута, а цифра — его порядковый номер в своей группе по месторасположению. Маркировка Ц-1, Л-21 читается так: пер­вый жгут центроплана, 21-й жгут кабины летчика. Маркировка наносится на жгуты металлическими или винипластовыми бирками через каждые 1,5—2 м.

Аппаратура защиты и управления,предназначенная для пре­дохранения потребителей и участков электросети от перегрузок и последствий короткого замыкания, обеспечивает автоматиче­ское отключение потребителя или поврежденного участка сети. Аппаратура защиты характеризуется избирательностью дейст­вия и чувствительностью.

Избирательность действия аппаратуры защиты необходи­ма для того, чтобы обеспечить отключение только поврежден­ного участка, оставив включенными исправные участки сети. Критический ток аппаратов защиты, стоящих ближе к источ­нику электрической энергии, должен быть большим.

Под чувствительностью аппаратов защиты понимают их спо­собность реагировать на небольшие длительные перегрузки, ко­торые могут привести к опасным последствиям, но в то же вре­мя не реагировать на кратковременные значительные перегруз­ки, например на пусковые токи электродвигателей. Для вы­полнения этого требования должно быть выдержано соответст­вие тепловой характеристики защищаемого объекта и ампер-секундной характеристики аппарата защиты. Тепловой характе­ристикой защищаемого объекта, например электродвигателя, называется зависимость времени его нагрева до допустимой тем­пературы от протекающего тока. Ампер-секундной характери­стикой аппарата защиты называется зависимость времени его срабатывания от тока нагрузки (перегрузки). Качество защит­ного аппарата, а также пригодность его для защиты того или иного объекта в основном определяется его ампер-секундной

Рис. 92. Плавкий предохранитель:

/ — стеклянная колба; 2 — контактная обойма; 3 — плавкая вставка; 4— контактные

ножи

Рис. 93. Инерционный предохранитель:

1 — токопровод; 2 — скоба; 3 — корпус; 4—пружина; 5 — латунная пластина; 6 — мед­ная пластина

характеристикой. Сравнивая характеристики различных предо­хранителей, можно сказать, что плавкие предохранители сраба­тывают через меньшее время, чем инерционные, т. е. автоматы защиты сети и инерционные предохранители обладают большей чувствительностью, чем плавкие предохранители. Аппарат за­щиты должен сработать раньше, чем может быть поврежден какой-либо элемент электрооборудования в защищаемой цепи. В самолетной сети применяются плавкие и инерционные предо­хранители и автоматы защиты сети.

Плавкие предохранители СП предназначены для защиты участков сети со спокойной нагрузкой. Плавкий предохрани­тель, показанный на рис. 92, состоит из стеклянной трубки, в которую запаян плавкий элемент, представляющий легкоплав-кий металл. Плавкие предохранители устанавливаются в цепях переменного тока и питания радиоустройств. Прохождение то­ка по плавкому элементу предохранителя сопровождается вы­делением тепла. Количество тепла пропорционально квадрату протекающего тока и времени. При определенном токе плавкий элемент плавится и разрывает цепь.

Инерционные предохранители (рис. 93) (ИП) применяют в цепях с индуктивной нагрузкой (преобразователи, электродви­гатели, генератор и т. д.). Инерционный предохранитель состо­ит из фибровой трубки, медного тела, нагревательного элемента (константановая калиброванная спираль), скобы, легкоплавко­го припоя, пружины, оттягивающей скобу, латунной пластины, гипсового порошка и наконечников.

При небольших перегрузках нагревается калиброванная спи­раль, которая нагревает медное тело, обладающее большой теп-лоемкостью и тепловой инерцией. Когда медное тело нагрева­ется до температуры плавления припоя, то припой расправля­ется и пружина оттягивает скобу от латунной пластины, цепь при этом размыкается. При кратковременной перегрузке пре-

дохранитель не срабатывает, так. как медное тело не успевает на­греться до температуры плавления, припоя. При коротком замыкании плавится латунная пластина.

Автоматы защиты сети (рис. 94) являются предохранителями много­кратного действия и выполняют функции защитного аппарата и выключателя.

Рис. 94. Схема автомата за­щиты сети типа АЗС: 1 и 11 — клеммы; 2—рукоятка; 3—пружины; 4 — поршень; 5 и 6 — контакты; 7 — токоподводящая дружина; 8—колодка; 9 — биметал­лическая пластина; 10 — фиксатор

Чувствительным элементом АЗС является биметаллическая пласти­на 9, состоящая из двух слоев: ин­вара и хромомолибденоникелевой стали сваренных между собой по всей поверхности соприкоснове­ния. Биметаллическая пласти­на при прохождении электрического тока нагревается и вследствие раз­ности коэффициентов линейного теплового расширения изгиба­ется. К биметалической пластине приварен уголок. Когда кон­такты замкнуты, то колодка находится в крайнем положении. Уголок входит в зацепление с фиксатором 10 и удерживает возвратную пружину в сжатом состоянии, при этом можно за­мыкать и размыкать контакты вручную.

При перегрузках биметаллическая пластина, нагреваясь, прогибается вниз. Уголок выходит из зацепления с фиксато­ром. Пружина передвигает колодку 5. Колодка при движении поворачивает ручку управления за нижнее плечо, что приводит к размыканию контактов. Чтобы снова включить автомат, нуж­но повернуть ручку управления 2. Если биметаллическая пла­стина охладилась, то фиксатор войдет в зацепление с уголком, и контакты останутся замкнутыми. Возвратная пружина 3 сжа­та и готова к действию. Если после автоматического срабаты­вания при повторном включении также произойдет отключение цепи, то дальнейшее включение автомата защиты сети не допус­кается. На самолете Як-18Т применены герметизированные ав­томаты защиты сети АЗСГК (на самолетах последних серий АЗСКГ).

Управление источниками и потребителями электрической энергии осуществляется при помощи АЗС, выключателей, пере­ключателей, кнопок реле.

При значительной мощности потребителя выключатели ус-танавливают не в силовой цепи потребителя, а в цепи обмотки промежуточного реле (например, включение аккумуляторной батареи). Вся аппаратура защиты и управления установлена на электрощитках (рис. 95) под центральной панелью прибор-

ной доски (см. рис. 1), в щитке питания, в щитке радиоуст-
роиств.

Металлизация самолета. Под металлизацией самолета пони­мается надежное электрическое соединение всех металлических частей самолета и деталей его оборудования между собой и с корпусом самолета. Наличие металлизации обеспечивает созда­ние сплошного минусового провода, поскольку минус бортовой электросети «заземлен» на корпус самолета; выравнивание по­тенциала статического электричества, возникающего на частях и деталях самолетов во время полета; создание эффективного противовеса для антенных устройств передающих радиостан­ции; уменьшение помех радиоприему и увеличение пожарной безопасности самолета.

На самолете Як-18Т металлизированы следующие элементы: органы управления самолетом, двигатель и его рама, масляная и топливная системы, приборная доска, электрооборудование агрегаты и экранированные кабели радиоаппаратуры. Метал­лизация осуществляется перемычками, изготовленными из пле­тенки. Плетенка выполнена из медных луженых проволок. Ме­жду наконечниками перемычек и соответствующими частями самолета должен быть надежный контакт с переходным сопро­тивлением не больше 0,002 Ом. Для этого соприкасающиеся по­верхности наконечников перемычек и элементов конструкции самолета или различных агрегатов тщательно зачищаются. Крепление осуществляется болтовыми соединениями, под гай­ки кладутся шайбы с острыми кромками. Наружная поверх­ность болтовых соединений имеет антикоррозионное покрытие. Металлизация съемных и подвижных узлов и агрегатов вы­полнена гибкими перемычками из металлической плетенки. Трубопроводы металлизируются медной фольгой толщиной 0,3 мм, проложенной в профилированной резине под хомутами крепления.

Рис.95. Электрощитки

Нарушение системы металлизации приводит к тому, что во время полета отдельные части самолета по-разному заряжают­ся статическим электричеством и между ними возникает раз­ность потенциалов. Выравнивание электрического потенциала происходит путем разряда и искрообразования, что увеличива­ет помехи радиоприему и создает опасность пожара. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо регулярно следить за це-

лостью перемычек металлизации и состоянием контакта в сое­динении перемычек с частями самолета.

Экранирование. На работу установленной на самолете ра-диоаппаратуры влияют внешние и внутренние радиопомехи. Внешние радиопомехи возникают в результате атмосферных влияний и эксплуатации самолета во время полета, внутренние являются результатом работы электрических машин и других элементов электрооборудования. Они подразделяются на высо­кокачественные и низкокачественные.

Высококачественные помехи создаются искровыми разряда­ми, возникающими в системе зажигания двигателя, под щетка­ми генератора в местах с плохим электрическим контактом, а также между различными частями самолета. Эти высокоча­стотные колебания передаются в пространство, воспринима­ются антенной и вызывают шумы и трески в телефонах, меша­ющие радиоприемнику.

Низкокачественные помехи возникают в результате работы коллектора в электрических машинах, вибрации щеток, пуль­сации магнитного потока под полюсами из-за зубчатой конст­рукции якоря. Эти помехи распространяются по проводам, воздействуют на схему радиоприемников, создавая звуко­вой фон.

Борьба с радиопомехами ведется при помощи экранирова­ния источников помех, металлизации элементов конструкции самолета и электрических фильтров. Экран может быть сплош­ным или в виде металлической оплетки проводов. Экраны вы­полняют из материалов с высокой электропроводимостью (медь, алюминий, железо). Толщина экрана обычно 1 —1,5 мм. На самолете экранируют регулятор, преобразователи, генера­тор, высоковольтные провода, провода радиоприемников. Очень важно, чтобы экраны не имели разрывов и были надежно сое­динены с корпусом самолета. В противном случае возрастет уровень помех.

Эксплуатация бортовой сети. При эксплуатации бортовой сети следует руководствоваться следующими положениями. По схеме защита каждой цепи электросети выполнена плавким предохранителем, инерционным предохранителем или автома­том защиты в строгом соответствии с током номинальной на­грузки данной цепи. Устанавливать предохранитель или АЗС на ток больший, чем это предусмотрено по схеме, запре­щается.

Ввиду того что электрооборудование отдельных серий само­лета может отличаться как системой монтажа, так и типом электроагрегатов, в каждом отдельном случае следует руко­водствоваться бортовой формулярной схемой электрооборудова­ния самолета. В случае отказа в работе электрического прибо­ра или агрегата прежде всего надо проверить целость предо­хранителя или положение рукоятки автомата защиты сети. Не-

исправный предохранитель следует заменить новым, соответст­вующим тому же значению тока, и снова включить агрегат.

Повторное выключение автоматов защиты сети или перего­рание предохранителя в данной цепи будет свидетельствовать о неисправности агрегата или его цепи. В этом случае необхо­димо выключить агрегат, так как до устранения в нем неис­правности его дальнейшее использование небезопасно.

Категорически запрещается удерживать рукой рукоятку ав­томата защиты сети во включенном состоянии, если он сраба­тывает на выключение. Это может привести к загоранию элек­тропроводов данной цепи, к выходу из строя защищаемого по­требителя, а также к полному выходу из строя автомата защи­ты сети. Техническое обслуживание элементов электросети са­молета производится в соответствии с регламентом техническо­го обслуживания авиационного и радиоэлектронного оборудо­вания самолета Як-18Т.

Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1144;

Схема источника переменного тока

Справочник

Главная Справочник Энциклопедия радиоинженера


«Справочник» — информация по различным электронным компонентам: транзисторам, микросхемам, трансформаторам, конденсаторам, светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов.

В идеальных условиях источник тока генерирует ток, не зависящий от напряжения. Однако, в реальности добиться этого очень сложно. При подключении большой нагрузки значения обоих показателей неизбежно проседают.

Поэтому, когда речь идет о реальных источниках тока, то имеются ввиду схемы, которые могут обеспечивать силу тока в заданном диапазоне для определенных нагрузок.
Наибольшее применение источники тока (не путать с источниками напряжения) нашли в схемах для питания аналоговых приборов, операционных и дифференциальных усилителей, измерительных мостов и т.п., ну и, конечно же, для зарядки аккумуляторов.
Источник переменного тока – это генераторные установки, в основе которых лежит двигатель. Вращение вала и перемещение катушек в постоянном магнитном поле создают эффект изменения не только силы тока, но и направления его действия.

Рис.1. Генератор переменного тока

График изменения тока в зависимости от времени.

Рис. 2. рафик изменения тока в зависимости от времени

Это классическая синусоида.

В составе радиосхем переменный ток чаще всего преобразуется в постоянный.
Однако, если мы говорим об источнике тока уже в составе радиосхем, то задача создания переменной ЭДС заметно усложняется без генераторных установок.

Типовой источник тока (постоянного) состоит из элементов, обозначенных на функциональной схеме ниже.

Рис. 3. Функциональная схема

Это:

  • Источник питания (в данном случае постоянного напряжения);
  • Датчик тока;
  • Регулирующий элемент (в простейшем варианте может быть реализован транзистором, к которому нагрузка подключается в эмиттерную цепь);
  • Цепь обратной связи.

В качестве простого примера.

Рис. 4. Схема источника тока

Стоит отметить, что переменный ток применяется в схемах крайне редко, в основном вся радиоаппаратура строится на источниках постоянного тока или напряжения.

Варианты схем источников переменного тока

Однако, в отдельных случаях может потребоваться источник именно переменного тока.
Наиболее часто используемая схема в цепях с малыми напряжениями выглядит следующим образом.

Рис. 5. Схема источника переменного тока с малыми напряжениями

В основе лежит все та же схема с регулятором напряжения и цепью обратной связи, управляющей операционными усилителями, обозначенная в начале.

Здесь ток в нагрузке может протекать как в одном, так и в противоположном направлении.

На выходе обеспечивается ток от -10 мА до +10 мА, при условии подачи напряжения +10 и -10 В.

Уменьшения погрешности на выходе можно добиться за счет подбора резисторов R1-R6, допуск номинала которых не превышает 1%.

Операционный усилитель можно использовать практически любой. Но наилучший вариант для слаботочных схем – ОУ с малыми напряжения смещения и входными токами.

К транзисторам VT1 и VT2 тоже особых требований нет. Подойдут даже маломощные, работающие с напряжением на коллекторе до 30 В и силой тока 20-150 мА.

ИБП

Источники бесперебойного питания часто путают с источниками переменного тока, так как они предназначены для фактической замены основного источника питания. Однако, на практике эти устройства выдают не переменный ток, а переменное напряжение.

Принцип работы ИБП:

1. Преобразование сетевого тока из переменного в постоянный;

2. Зарядка аккумулятора постоянным током;

3. При отключении основного источника питания выходная цепь получает питание от аккумулятора (химический источник постоянного тока);

4. Постоянный ток аккумулятора преобразуется в переменное напряжение и отдается потребителям.

Типовая схема инвертора (преобразователя) напряжения из постоянных 12 В в переменные 230 В выглядит следующим образом.

Рис. 6. Типовая схема инвертора

Дата публикации: 29.12.2017

Мнения читателей

Оперативный ток

Реле косвенного действия воздействуют на включение и отключение выключателей через специальные включающие и отключающие электромагниты путём подачи в них тока, называемого оперативным током.

Оперативный ток также используется для питания вспомогательных реле в схемах релейной защиты и автоматики (промежуточных, реле времени, указательных), а также для работы световой и звуковой сигнализации

Таким образом, оперативным током называется ток, питающий цепи дистанционного управления выключателями, оперативные цепи релейной защиты, автоматики и различные виды сигнализации.

Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую степень надёжности, быть постоянно готовы к действию и обеспечивать необходимую величину напряжения или тока в обмотках электромагнитов включения и отключения коммутационных аппаратов (выключателей и разъединителей).

Для управления выключателями и питания устройств РЗА в электроустановках используются два вида оперативного тока: постоянный и переменный.

Постоянный оперативный ток

Основными источниками постоянного оперативного тока являются аккумуляторные батареи (АБ) с зарядными устройствами. Стандартными величинами номинальных напряжений постоянного оперативного тока приняты 24, 48, 110 и 220 В.

Для питания устройств РЗА, управления выключателями, аварийной и предупредительной сигнализации, а также других устройств, требующих независимого источника постоянного тока создаётся распределительная сеть (рисунок 12). Для заряда АБ используются зарядные агрегаты выпрямительные или электромашинные.

Распределительная сеть постоянного оперативного тока делится на отдельные участки так, чтобы повреждение на одном из них не нарушало работу других.

Рисунок 12 – Пример принципиальной схемы распределительной сети постоянного тока.

Все потребители оперативного тока делятся по степени их ответственности на категории. Наиболее ответственными потребителями являются цепи оперативного

тока релейной защиты, автоматики и катушек отключения выключателей, питаемые от шинок управления ШУ. Вторым очень важным участком являются цепи катушек включения, питаемые от отдельных шинок ШВ вследствие больших токов, потребляемых катушками включения масляных выключателей. Третьим, менее ответственным потребителем оперативного тока, является сигнализация, питающаяся от шинок ШС.

Обычно питание ответственных цепей осуществляется от двух аккумуляторных батарей работающих на разные секции щитов постоянного тока.

В распределительных сетях постоянного тока широко используется секционирование и резервирование.

На каждой линии, отходящей от шин щита постоянного тока, устанавливаются автоматические выключатели (или предохранители) осуществляющие защиту сети при к.з. на отходящих линиях.

Ток к.з. определяется по формуле:

, где

е – э.д.с. одного элемента батареи, В;

Rэ – внутреннее сопротивление одного элемента батареи, Ом;

n – число элементов в цепи разряда, шт.;

– сопротивление цепи от шин батареи до места к.з. в оба конца, Ом.

ℓ – расстояние по трассе кабеля от шин батареи до места к.з., м;

γ – удельная проводимость, равная примерно 57 для меди и 34 для алюминия; м/Оммм2.

S — сечение жил кабеля, мм2.

Нарушение изоляции относительно земли сети постоянного тока может привести к замыканиям на землю и образованию обходных цепей и ложным отключением оборудования, поэтому щиты постоянного тока оборудуются устройствами контроля изоляции, осуществляющими непрерывный контроль состояния изоляции сети постоянного тока относительно земли.

Схема простейшего устройства контроля изоляции приведена на рисунке 13 и состоит из двух вольтметров, включенных между каждым полюсом и землёй.

Рисунок 13 – Схема контроля изоляции цепей постоянного тока с помощью двух вольтметров.

В нормальных условиях, когда сопротивления изоляции каждого полюса относительно земли R(+) и R(-) одинаковы, напряжение каждого полюса относительно земли равно половине напряжения между полюсами, т.е. U(+) =U(-) = 0,5U.

Если один из полюсов, например (+), замкнётся на землю, т.е. R(+) = 0, то соответственно U(+) также станет равным нулю, а напряжение U(-) возрастёт до полного напряжения между полюсами, т.е. U(+) = 0 и U(-) = U. Следовательно, при снижении сопротивления изоляции на одном из полюсов напряжение этого полюса относительно земли, равное в нормальном режиме 0,5U, понижается, а напряжение другого полюса относительно земли увеличивается на ту же величину.

При помощи кнопок К(+) и К(-) и вольтметров можно определить величину изоляции сети относительно земли (поочерёдно размыкаются кнопки К(+) и К(-) и записываются показания вольтметров U(-) и U(+). Сопротивление изоляции сети относительно земли определяют по формулам:

; ,

где Rв – внутреннее сопротивление вольтметров;

В эксплуатации могут использоваться и другие устройства контроля изоляции, в том числе и автоматически действующие на предупредительный сигнал при снижении изоляции сети до определенного значения.

Аккумуляторные батареи являются независимыми наиболее надёжными источниками оперативного тока и поэтому они нашли широкое применение на электростанциях и подстанциях для питания оперативных цепей релейной защиты, автоматики и управления выключателями.

Однако аккумуляторные батареи имеют высокую стоимость, требуют специальное помещение и наличие зарядного устройства; а обслуживать их должен специально обученный квалифицированный персонал. Кроме того, выполнение распределительной сети постоянного тока требует большого количества контрольного кабеля.

В России питание оперативных цепей от источников постоянного оперативного тока получило распространение на электростанциях и на подстанциях напряжением 110 кВ и выше.

Переменный оперативный ток

Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение сети. При этом в качестве источников переменного оперативного тока служат: трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются надёжным источником питания оперативных цепей защит от к.з. При к.з. ток и напряжение на зажимах трансформатора тока увеличиваются и следовательно возрастает мощность трансформаторов тока чем обеспечивается надёжное питание оперативных цепей.

Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током непосредственно от трансформаторов тока показана на рисунке 14 а). В нормальном режиме катушка отключения выключателя 2 зашунтирована контактами реле 1 и ток в ней отсутствует. При к.з. реле 1 срабатывает, его контакты размыкаются, и ток от трансформаторов тока поступает в катушку отключения 2, приводя её в действие.

Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока. Их нельзя использовать для питания устройств релейной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, защит от витковых замыканий электрических машин и для защит от ненормальных режимов электроустановок, таких как повышение или понижение напряжения и понижение частоты. В этих случаях в качестве источников оперативного тока должны использоваться трансформаторы напряжения или трансформаторы собственных нужд.

Схема питания оперативным током от трансформатора напряжения и от трансформатора собственных нужд приведена на рисунке 14 б), в). Схема б) применяется для питания оперативных цепей защит, а для питания цепей управления выключателями обычно используется схема в), где для питания цепей управления используется выпрямленный ток.

Рисунок14 – Схема питания оперативных цепей защиты переменным оперативным током

а) непосредственно от трансформаторов тока; б) от трансформаторов напряжения; в) от трансформатора собственных нужд

Однако, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд непригодны для питания оперативных цепей защит от к.з. т.к. при к.з. напряжение сети резко снижается, и они могут использоваться для таких защит как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю, повышения напряжения и др.

Помимо непосредственного использования мощности трансформаторов тока и напряжения можно использовать энергию, накопленную в предварительно заряженных конденсаторах. Заряд конденсатора обычно осуществляется в нормальном режиме от напряжения сети. При исчезновении напряжения на электроустановке запасённая конденсатором энергия сохраняется и её можно использовать для питания защит, которые должны работать при исчезновении напряжения.

Схема с питанием от заряженного конденсатора изображена на рисунке 15. Конденсатор 1питается от трансформатора напряжения через выпрямитель2. В нормальном режиме конденсатор заряжен. При действии защиты он замыкается на катушку отключения, питая её током разряда.

Рисунок 15 – Схема питания оперативных цепей защиты переменным током с использованием энергии заряженного конденсатора

В России питание оперативных цепей от источников переменного тока получило широкое распространение в электрических сетях напряжением 6-35 кВ.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *