Az egyenáram forrásai és hálózatai

Alállomásokon működő áramkörök táplálására egyenáram általában savas elemeket (helyhez kötött és hordozható) és bizonyos esetekben alkáli elemeket használnak. A helyhez kötött akkumulátorok egyedi akkumulátorokból állnak, amelyek általában sorba vannak kapcsolva.

Az akkumulátort másodlagos kémiai áramforrásnak nevezzük, amelynek feladata az elektromos energia felhalmozása (töltés), és ezt az energiát visszaadni a felhasználónak (kisütés).

A savas akkumulátor fő részei (1. ábra) ólom pozitív 2 és negatív 1 lemezek, összekötő vezetékszalagok 5, elektrolit, szeparátorok 3 és egy edény. A nagyszámú éllel rendelkező ólomlemezeket pozitívként használják, ami növeli a lemezek munkafelületét, negatívként - doboz típusú lemezeket. A pozitív lemezek kialakulása után ólom-dioxid PbO2, a negatív lemezeken pedig szivacsos ólom Pb képződik.

Rizs. 1. SK -24 típusú akkumulátorok fatartályban: 1 — negatív lemez, 2 — pozitív lemez, 3 — elválasztó, 4 — tartóüveg, 5 — összekötő léc, 6 — ág hegye

Az elektrolit nagy tisztaságú kénsavból és desztillált vízből áll.Az álló helyzetben töltött akkumulátor elektrolitjának sűrűsége 25 ° C-on 1,21 g / cm3.

Az akkumulátor pozitív és negatív lemezei közé szigetelő válaszfalak vannak beépítve - elválasztók, amelyek megakadályozzák a lemezek bezárását esetleges torzulás esetén és az aktív tömeg kiesését.

Az akkumulátort kapacitás, EMF, töltő- és kisütési áram jellemzi. Az akkumulátor névleges kapacitása (amperórában) a kapacitása 10 órás kisütés mellett, normál hőmérsékleten (25 °C) és az elektrolit sűrűségén (1,21 g / cm3).

Az alállomásokon elsősorban 220 V-os akkumulátorokat használnak, C, SK, SN akkumulátorokból összeszerelve.

A C (helyhez kötött) akkumulátorokat 3-10 órás vagy hosszabb kisütésre tervezték. A CK akkumulátorok (helyhez kötött a rövid távú kisütési módokhoz) 1-2 órás kisütést tesznek lehetővé, ezért a CK akkumulátorokban a lemezek között megerősített összekötő csíkokat használnak, amelyek nagy áramerősségre vannak tervezve.

A C és CK akkumulátortartályok nyitottak, a C -16, CK -16 és kisebb helyiségekhez - üveg, nagy helyiségekhez - fa, belül ólommal (vagy kerámiával) bélelve. A CH típusú akkumulátorok jellemzője, hogy zárt, zárt tartályokba kerülnek. Ezek az akkumulátorok viszonylag kis súlyúak és méretűek, más elektromos berendezésekkel egy helyiségben is felszerelhetők.

Az akkumulátor száma (a betűjelzés után) jellemzi a kapacitását. Az amperóra kapacitás megegyezik az akkumulátorok számának szorzatával az 1-es számú egyedi akkumulátor egységnyi kapacitásával. A C-1 és SK-1 típusú akkumulátorok esetében ez a kapacitás 36 Ah, a C- típusoknál pedig 10 és SK - 10 - 360 Ah.

Kis alállomásokon jelentős bekapcsolási terhelés és az üzemi áramhálózat éles ingadozása hiányában (a kapcsolók bekapcsolásakor stb.) 24 és 48 V feszültségű, kis kapacitású hordozható indítóakkumulátorokat használnak. Az ilyen alállomásokon az akkumulátor általában hosszú ideig normál kisülési üzemmódban működik, és egy bizonyos idő elteltével - névleges kapacitásának elvesztése után (amelyet az akkumulátor feszültségének ellenőrző mérései határoznak meg) - pótalkatrészre cserélik. Néha alkáli elemeket használnak, amelyekben elektrolitként 1,19-1,21 g / cm3 sűrűségű kálium vizes oldata szolgál.

Az alkáli elemek pozitív lemezeiben a hatóanyag a nikkel-oxid-hidrát, a negatív lemezeken pedig a kadmium vas keverékével (nikkel-kadmium akkumulátorok) vagy csak vas (nikkel-vas akkumulátorok). Az alállomásokon leggyakrabban NZh és TNZh típusú elemek vas-nikkel akkumulátorait használják.

Az ólom- és alkáli elemeknek megvannak a maga előnyei és hátrányai: az ólom-savas akkumulátorok kisülési feszültsége nagyobb (1,8-2 és 1,1-1,3 V), mint az alkáli elemek, nagyobb kapacitásuk és energiahatékonyságuk. Ezért, ha azonos feszültségű akkumulátort készítenek, az ólomakkumulátorok csaknem fele annyit igényelnek. Az alkáli elemek jellemzői a tömörség, a sűrűség, a mechanikai szilárdság, az alacsony önkisülés és az alacsony hőmérsékleten való munkaképesség.

Az újratölthető akkumulátorok a legmegbízhatóbb áramforrások a másodlagos eszközök számára, mivel AC feszültség kimaradása esetén független (autonóm) tápellátást biztosítanak a működő áramköröknek.

Vészhelyzetben az akkumulátorok átveszik az összes egyenáramú fogyasztó terhelését, relévédelmet és automatizálást, valamint be- és kikapcsolási lehetőséget biztosítanak. kapcsolók... A vészhelyzeti üzemmód határideje 0,5 óra minden egyenáramú elektromos vevő és munkakör esetében, kommunikáció és telemechanika esetében pedig 1-2 óra., 0 óra).

Az újratölthető akkumulátorok használata korlátozott a magas költségük és a működés bonyolultsága miatt. Ezért a legnagyobb alállomásokon telepítik őket. Az 500 kV-os és nagyobb feszültségű alállomásokon két vagy több akkumulátor van beépítve.

Jelenleg az akkumulátortöltőknek nevezett statikus egyenirányítókat használják az akkumulátorok töltésére. A régi alállomásokon még jelentős számú motorgenerátor üzemel.

Működés közben az akkumulátorban tárolt elektromos energia folyamatosan fogyasztódik. Feltöltéséhez újratölthető eszközöket használnak, amelyek motorgenerátorként és statikus egyenirányítóként is használhatók. A töltők teljesítménye általában a töltők teljesítményének 20-25%-a. Bizonyos esetekben ugyanaz a készülék képes ellátni a töltő- és töltőkészülék funkcióit.

A motorgenerátorok egy indukciós motorból és egy párhuzamos gerjesztésű egyenáramú generátorból állnak. Mindkét gép ugyanarra a keretre van felszerelve, tengelyeiket rugalmas tengelykapcsoló köti össze. Az akkumulátor töltésekor a töltő generátorfeszültségének változnia kell, ezért az egyenáramú generátort széles tartományú feszültségszabályozással választják ki, a gerjesztését söntreosztáttal változtatva.A szilícium egyenirányítókat széles körben használják statikus töltő- és töltőkészülékként.

Ellentétben a motorgenerátorral, a statikus egyenirányítók olcsóbbak, nincsenek mozgó alkatrészeik, kényelmesebb a karbantartásuk, hosszú élettartammal és nagy túlterhelési kapacitással rendelkeznek, ezért a leggyakoribbak.

Az egyenáram elosztása, a töltő- és töltő-töltő készülékek tároló akkumulátorra történő csatlakoztatása az egyenáramú áramköri lapokon (DCB) keresztül történik, amelyeken a kapcsolóberendezések és műszerek találhatók. A szolgálatban lévő személyzet műveleteinek kényelme érdekében a DCS-re egyenáramú egyenáramú emlékeztető áramköröket alkalmaznak.

Az akkumulátorok, egyenáramú tápegységek, töltő- és töltőkészülékek, egyenáramú elektromos vevőkészülékek kábelvezetékekkel, esetenként gyűjtősínekkel csatlakoznak egymáshoz, amelyek együtt alkotják az egyenáramú hálózat elektromos áramkörét.

Az újratölthető akkumulátoroknak három fő működési módja van: sugártöltés, töltés-kisütés és töltés-pihenés-kisütés.

Az alállomásokon általában csepegtető töltés üzemmódban üzemelnek az akkumulátorok... Ilyenkor a feszültségstabilizáló berendezéssel felszerelt töltő (± 2%-os pontossággal) mindig a hálózat folyamatosan bekapcsolt elektromos vevőit látja el üzemi árammal. (jelzőlámpák, relé tekercsek, mágneskapcsolók), valamint az akkumulátort is tölti, kompenzálva annak önkisülését.

Ennek eredményeként az akkumulátor mindig teljesen fel van töltve. A rövid távú terhelési lökéseket főként az akkumulátor nyeli el.

ábrán. A 2. ábra egy 500 kV-os alállomás akkumulátor beépítésének diagramját mutatja.Az alállomáson két tároló akkumulátor és három töltő- és töltőkészülék található, amelyek közül egy tartalék. Az akkumulátorok SK-típusú ólom-savas akkumulátorokból vannak összeállítva, amelyeket töltő- és töltőberendezésként használnak. Félvezető egyenirányítók VAZP-380 / 260-40 / 80... Az egyenáramú kártya a PSN-1200-71 sorozat komplett egyenáramú paneleiből áll össze.

Rizs. 2. Akkumulátor beépítés vázlatos rajza további elemek nélkül: AB1, AB2 — tároló akkumulátorok, VU1, VU2, VUZ — egyenirányító eszközök, UMC — villogó lámpa, UKN — feszültségszint szabályozó berendezés, UKI — vezérlőkészülék szigetelése, SH — vezérlés busz, SH — jelzőbuszok, (+) — villogó buszok, I, II, III, IV — szakaszszámok, SH — elektromágnesek tápbuszok kapcsolók bekapcsolásához

A pajzs gumiabroncsok két fő (I és II) és két kiegészítő (III és IV) részre oszthatók. Az elektromos vevőegységeket az I. vagy II. szakasz táplálja, a segédrészeket az áramforrások kölcsönös rövidre zárására használják: tároló akkumulátorok és egyenirányítók a töltéshez és újratöltéshez.

Az elektromos vevők és tápegységek az A3700 és AK-63 sorozatú automatikus kapcsolókkal csatlakoznak. Ezek a kapcsolók a kapcsolókészülékek funkcióit látják el, és védik a DCB csatlakozásokat a rövidzárlattól. A tábla fel van szerelve villogó UMC-vel, UCI szigetelésvezérlővel és UCN feszültségszinttel.

Azokban a létesítményekben, ahol megnövelt feszültség szükséges az olajkapcsolók erőteljes elektromágneseinek bekapcsolásához, további elemeket telepítenek. Az extra cellás akkumulátorok 108 helyett 120, 128, 140 cellából állnak.Ilyen esetekben az áramkör valamelyest megváltozik.

A további cellák lemezeinek szulfatálásának megakadályozása érdekében a negatív pólus és a 108. cella ágai közé egy állítható ellenállás van csatlakoztatva, amelynek segítségével a fő cellák kisülési áramával megegyező kisülési áram jön létre. Ez azonos működési feltételeket garantál a fő és a kiegészítő cellák számára, és kizárja a mélytöltések és kisülések lehetőségét, ami megakadályozza a szulfatálást és növeli az akkumulátorok élettartamát. Csepptöltés üzemmódban az akkumulátor mindig feltöltött állapotban van, és készen áll a felhasználók egyenárammal való ellátására.

Normál üzemmódban az egyes bekapcsolt akkumulátorcellák feszültségének 2,2 V-nak kell lennie ± 2% tűréssel. Azokban az esetekben, amikor a másodlagos eszközök táplálásához különböző feszültségű egyenáram szükséges, hordozható akkumulátorokat és a közbenső akkumulátorcellákból származó leágazásokat használnak.

Például a legtöbbnek relé védelmi eszközök 220 V feszültség szükséges, 24, 48 vagy 60 V telemechanikus eszközökhöz és olajkapcsolók erős elektromágneses hajtásainak táplálásához - legfeljebb 250 V feszültség, hogy kompenzálják az akkumulátor és az akkumulátor közötti kábel feszültségesését. kapcsolóberendezések, ahol a kapcsolók nagy bekapcsolási áramra vannak felszerelve.

Egyes telepítéseknél az akkumulátorok töltés-kisütés üzemmódban működnek. Ebben az esetben az akkumulátor kivezetésein a feszültség nem marad állandó, hanem viszonylag széles tartományban változik (savas ólomakkumulátoroknál a kisütés során a feszültség 2-ről 1,8-1,75 V-ra változik, töltéskor pedig 2-ről 1 2,6 -2, 7 B-ig).

A töltés-kisütés módszerrel működő akkumulátoráramkörökben az egyenáramú kártya egyenáramú síneinek minden üzemmódjában az akkumulátor feszültségszintjének stabil fenntartása érdekében elemkapcsolót biztosítunk, amely a sínekhez csatlakoztatott akkumulátorok számának megváltoztatására szolgál. telepítéshez vagy a töltőhöz.

Az akkumulátortelepítések töltés-pihentetés-kisütés üzemmódban történő működését itt nem vesszük figyelembe, mivel ezt az üzemmódot nem használják alállomásokon.

A 24, 36 vagy 48 V feszültségű akkumulátorok általában több hordozható akkumulátorból állnak, amelyek sorba vannak kapcsolva. A legtöbb esetben két ilyen akkumulátor van beépítve, amelyek közül az egyik tartalék.