Alalisvoolu allikad ja võrgud
Alajaamades tööahelate toiteks alalisvool tavaliselt kasutatakse happepatareisid (statsionaarseid ja kaasaskantavaid) ning mõnel juhul leelispatareisid. Statsionaarsed akud koosnevad üksikutest akudest, mis on tavaliselt ühendatud järjestikku.
Akut nimetatakse sekundaarseks keemiliseks vooluallikaks, mille ülesanne on koguda elektrienergiat (laadimine) ja tagastada see energia kasutajale (tühjenemine).
Happepatarei (joonis 1) põhiosad on pliipositiivse 2 ja miinuse 1 plaadid, ühendavad pliiribad 5, elektrolüüt, separaatorid 3 ja anum. Positiivsena kasutatakse suure servade arvuga pliiplaate, mis suurendab plaatide tööpinda, negatiivsetena - kast-tüüpi plaate. Pärast positiivsete plaatide moodustumist moodustub pliidoksiid PbO2 ja negatiivsetel plaatidel käsnplii Pb.
Riis. 1. Akud tüüp SK -24 puidust mahutis: 1 — negatiivne plaat, 2 — plussplaat, 3 — eraldaja, 4 — kinnitusklaas, 5 — ühendusliist, 6 — oksa ots
Elektrolüüt koosneb kõrge puhtusastmega väävelhappest ja destilleeritud veest.Statsionaarse laetud aku elektrolüüdi tihedus temperatuuril 25 ° C on 1,21 g / cm3.
Aku pluss- ja miinusplaatide vahele on paigaldatud isoleerivad vaheseinad - separaatorid, mis takistavad plaatide sulgumist võimalike moonutuste ja nendest aktiivse massi väljakukkumise korral.
Akut iseloomustavad mahtuvus, EMF, laadimis- ja tühjendusvoolud. Aku nimimaht (ampertundides) on selle võimsus 10-tunnisel tühjenemisel ning elektrolüüdi normaaltemperatuuril (25 °C) ja tihedusel (1,21 g / cm3).
Alajaamades kasutatakse peamiselt 220 V akusid, mis on kokku pandud C, SK, SN akudest.
C (statsionaarsed) akud on mõeldud tühjenemiseks 3–10 tundi või kauem. CK akud (statsionaarsed lühiajaliste tühjendusrežiimide jaoks) võimaldavad tühjendada 1-2 tundi, seetõttu kasutatakse CK akudes plaatide vahel tugevdatud ühendusribasid, mis on mõeldud suure voolu jaoks.
C ja CK aku anumad on avatud, ruumide C -16, CK -16 ja väiksemate jaoks - klaasist ning suurte ruumide jaoks - puidust, seest pliiga (või keraamikaga) vooderdatud. CH-tüüpi akusid iseloomustab asjaolu, et need asetatakse suletud suletud anumatesse. Need akud on suhteliselt väikese kaalu ja mõõtmetega, neid saab paigaldada ühte ruumi koos teiste elektriseadmetega.
Aku number (pärast tähetähistust) iseloomustab selle mahtuvust. Ampertunni võimsus võrdub akude arvu korrutisega üksiku aku ühikumahuga numbriga 1. C-1 ja SK-1 tüüpi akude puhul on see võimsus 36 Ah ja tüüpide C- puhul. 10 ja SK - 10 — 360 Ah.
Väikestes alajaamades kasutatakse oluliste tõukekoormuste ja töövooluvõrgu järskude kõikumiste puudumisel (lülitite sisselülitamisel jne) väikese võimsusega kaasaskantavaid käivitusakusid pingega 24 ja 48 V. sellistes alajaamades töötab aku tavaliselt pikka aega normaalsel tühjenemisrežiimil ja teatud aja möödudes - pärast nimivõimsuse kaotamist (mis määratakse aku pinge kontrollmõõtmistel) - asendatakse see varuga. Mõnikord kasutatakse leelispatareisid, milles elektrolüüdina toimib kaustilise kaaliumi vesilahus tihedusega 1,19–1,21 g / cm3.
Leelispatareide positiivsetes plaatides on toimeaineks nikkeloksiidhüdraat ja negatiivsetes plaatides kaadmium koos raua seguga (nikkel-kaadmiumakud) või ainult raud (nikkel-raudakud). Alajaamades kasutatakse kõige sagedamini NZh ja TNZh tüüpi elementide raud-nikkelakusid.
Plii- ja leelispatareidel on oma plussid ja miinused: pliiakudel on suurem tühjenduspinge (1,8-2 ja 1,1-1,3 V) kui leelispatareidel, suurem võimsus ja energiatõhusus. Seetõttu vajavad pliiakud sama pingega aku valmistamisel peaaegu poole vähem. Leelispatareide omadused on kompaktsus, tihedus, mehaaniline tugevus, madal isetühjenemine ja töövõime madalatel temperatuuridel.
Taaslaetavad akud on sekundaarsete seadmete kõige usaldusväärsem toiteallikas, kuna need tagavad vahelduvpinge katkemise korral tööahelate sõltumatu (autonoomse) toiteallika.
Hädarežiimis võtavad akud üle kõigi alalisvoolutarbijate koormuse, pakkudes releekaitset ja automatiseerimist, samuti sisse- ja väljalülitamise võimalust lülitid... Avariirežiimi piiravaks kestuseks eeldatakse kõigi alalisvooluga elektrivastuvõtjate ja tööahelate puhul 0,5 h ning side ja telemehaanika puhul 1-2 tundi., 0 h).
Laetavate akude kasutamine on piiratud nende kõrge hinna ja töö keerukuse tõttu. Seetõttu paigaldatakse need suurimatesse alajaamadesse. Alajaamades pingega 500 kV ja üle selle paigaldatakse kaks või enam akut.
Praegu kasutatakse akude laadimiseks staatilisi alaldeid, mida nimetatakse akulaadijateks. Vanades alajaamades on endiselt töös märkimisväärne hulk mootorigeneraatoreid.
Töötamise ajal tarbitakse pidevalt akusse salvestatud elektrienergiat. Selle täiendamiseks kasutatakse laetavaid seadmeid, mida saab kasutada ka mootorigeneraatoritena ja staatiliste alaldena. Laadijate võimsus on tavaliselt 20-25% laadijate võimsusest. Mõnel juhul võib sama seade täita ka laadimis- ja laadimisseadme funktsioone.
Mootorigeneraatorid koosnevad asünkroonmootorist ja paralleelse ergastusega alalisvoolugeneraatorist. Mõlemad masinad on paigaldatud samale raamile ja nende võllid on ühendatud elastse siduriga. Aku laadimisel peab muutuma laadija generaatori pinge, seetõttu valitakse alalisvoolu generaator laia pingeregulatsiooniga, muutes selle ergastust šuntreostaadiga.Ränialaldeid kasutatakse laialdaselt staatilise laadimis- ja laadimisseadmetena.
Erinevalt mootorgeneraatorist on staatilised alaldid odavamad, neil pole liikuvaid osi, neid on mugavam hooldada, neil on pikk kasutusiga ja suur ülekoormusvõime ning seetõttu on need kõige levinumad.
Alalisvoolu jaotamine, laadimis- ja laadimisseadmete ühendamine akuga toimub alalisvoolu trükkplaatide (DCB) kaudu, millel asuvad lülitusseadmed ja instrumendid. Valvepersonali tegevuse mugavuse huvides rakendatakse DCS-ile alalisvoolu alalisvoolu märguandeahelaid.
Akud, alalisvooluallikad, laadimis- ja laadimisseadmed, alalisvoolu elektrivastuvõtjad on omavahel ühendatud kaabelliinide ja mõnel juhul siinide abil, mis koos moodustavad alalisvooluvõrgu elektriahela.
Laetavatel akudel on kolm peamist töörežiimi: jugalaadimine, laadimine-tühjenemine ja laadimine-puhke-tühjenemine.
Alajaamades töötavad akud reeglina nirklaadimise režiimis... Sel juhul toidab pinge stabilisaatoriga varustatud laadija (täpsusega ± 2%) alati töövooluks võrgu pidevalt sisselülitatud elektrivastuvõtjaid. (signaallambid, releemähised, kontaktorid) ja laadib ka akut, kompenseerides selle isetühjenemise.
Selle tulemusena on aku kogu aeg täielikult laetud. Lühiajalised koormuslöögid neelavad peamiselt aku.
Joonisel fig. 2 on kujutatud aku paigaldamise skeem 500 kV alajaamas.Alajaamas on kaks akut ning kolm laadimis- ja laadimisseadet, millest üks on varuks. Akupatareid on kokku pandud SK-tüüpi pliiakudest, mida kasutatakse laadimis- ja laadimisseadmetena pooljuhtalaldid VAZP-380 / 260-40 / 80... Alalisvooluplaat on kokku pandud PSN-1200-71 seeria terviklikest alalisvoolu paneelidest.
Riis. 2. Aku paigaldamise skemaatiline diagramm ilma lisaelementideta: AB1, AB2 — akud, VU1, VU2, VUZ — alaldiseadmed, UMC — vilkuv valgusseade, UKN — pingetaseme kontrollseade, UKI — juhtseadme isolatsioon, SH — juhtseade siin, SH — signaalisiinid, (+) — vilkuvad siinid, I, II, III, IV — sektsioonide numbrid, SH — elektromagnetide toitesiinid lülitite sisselülitamiseks
Kilprehvid jagunevad kaheks põhiosaks (I ja II) ning kaheks abisektsiooniks (III ja IV). Elektrivastuvõtjate toiteallikaks on I või II sektsioon, toiteallikate vastastikuseks lühistamiseks kasutatakse abisektsioone: akusid ja alaldid laadimiseks ja laadimiseks.
Elektrivastuvõtjad ja toiteallikad ühendatakse A3700 ja AK-63 seeria automaatsete lülitite abil. Need lülitid täidavad lülitusseadmete funktsioone ja kaitsevad DCB ühendusi lühiste eest. Plaat on varustatud seadmetega vilkuva tule UMC, isolatsioonikontrolli UCI ja pingetaseme UCN jaoks.
Paigaldustes, kus õlilülitite võimsate elektromagnetite sisselülitamiseks on vaja kõrgendatud pinget, paigaldatakse täiendavad elemendid. Lisaelementidega akud koosnevad 108 asemel 120, 128, 140 elemendist.Sellistel juhtudel muutub vooluahel mõnevõrra.
Lisaelementide plaatide sulfaadimise vältimiseks ühendatakse miinuspooluse ja 108. raku harude vahele reguleeritav takisti, mille abil luuakse põhielementide tühjendusvooluga võrdne tühjendusvool. See tagab põhi- ja lisaelementide samad töötingimused ning välistab süvalaadimise ja tühjenemise võimaluse, mis hoiab ära sulfaadimise ja pikendab akude kasutusiga. Laadimisrežiimis on aku alati laetud ja valmis kasutajaid alalisvooluga varustama.
Tavarežiimis peaks iga sisselülitatud akuelemendi pinge olema 2,2 V tolerantsiga ± 2%. Juhtudel, kui sekundaarsete seadmete toiteks on vaja erineva pingega alalisvoolu, kasutatakse kaasaskantavaid akusid ja vaheakuelementide harusid.
Näiteks enamiku jaoks releekaitseseadmed pinget on vaja 220 V, telemehaaniliste seadmete jaoks 24, 48 või 60 V ja õlilülitite võimsate elektromagnetiliste ajamite toiteks - pinget kuni 250 V ja rohkem, et kompenseerida aku ja aku vahelise kaabli pingelangust. jaotusseadmed, kus lülitid paigaldatakse suure sisselülitusvoolu korral.
Mõnes paigalduses töötavad akud laadimis-tühjenemise režiimis. Sel juhul ei jää pinge aku klemmidel konstantseks, vaid varieerub suhteliselt laias vahemikus (pliiakude puhul muutub tühjenemise ajal pinge 2-lt 1,8-1,75 V-le ja laadimisel 2, 1 kuni 2,6 -2, 7 B).
Stabiilse aku pingetaseme säilitamiseks alalisvooluplaadi alalisvoolu siinide kõigis režiimides laadimis-tühjenemise meetodil töötavates akuahelates on ette nähtud elementlüliti, mille ülesandeks on muuta aku siinidega ühendatud akude arvu. paigalduse või laadija külge.
Akupaigaldiste toimimist laadimis-puhke-tühjenemise režiimis ei võeta siin arvesse, kuna alajaamades seda režiimi ei kasutata.
24, 36 või 48 V pingega akud koosnevad tavaliselt mitmest kaasaskantavast akust, mis on ühendatud järjestikku. Enamasti paigaldatakse kaks komplekti selliseid patareisid, millest üks on varuks.