Nuolatinės darbinės srovės šaltiniai ir tinklai
Darbo grandinėms maitinti skirtose pastotėse nuolatinė srovė dažniausiai naudojamos rūgšties baterijos (stacionarios ir nešiojamos), o kai kuriais atvejais - šarminės. Stacionarios baterijos susideda iš atskirų baterijų, dažniausiai sujungtų nuosekliai.
Baterija vadinama antriniu cheminiu srovės šaltiniu, kurio užduotis yra kaupti elektros energiją (įkrauti) ir grąžinti šią energiją vartotojui (iškrauti).
Pagrindinės rūgšties akumuliatoriaus dalys (1 pav.) yra švino teigiamoji 2 ir neigiama 1 plokštės, jungiančios švino juostelės 5, elektrolitas, separatoriai 3 ir indas. Švino plokštės su daugybe briaunų naudojamos kaip teigiamos, kurios padidina plokščių darbinį paviršių, kaip neigiamos - dėžės tipo plokštės. Po teigiamų plokštelių susidarymo susidaro švino dioksidas PbO2, o ant neigiamų - kempinės švinas Pb.
Ryžiai. 1. SK -24 tipo akumuliatoriai mediniame inde: 1 — neigiama plokštė, 2 — teigiama plokštė, 3 — separatorius, 4 — laikantis stiklas, 5 — jungiamoji juostelė, 6 — šakos galas
Elektrolitas susideda iš didelio grynumo sieros rūgšties ir distiliuoto vandens.Nejudančio įkrauto akumuliatoriaus elektrolito tankis 25 ° C temperatūroje yra 1,21 g / cm3.
Tarp teigiamų ir neigiamų akumuliatoriaus plokščių įrengiamos izoliacinės pertvaros - separatoriai, neleidžiantys plokštėms užsidaryti esant galimam iškrypimui ir iš jų iškritus aktyviajai masei.
Baterija pasižymi talpa, EMF, įkrovimo ir iškrovimo srovėmis. Nominali akumuliatoriaus talpa (ampervalandėmis) yra jo talpa esant 10 valandų iškrovai ir normaliai temperatūrai (25 ° C) bei elektrolito tankiui (1,21 g / cm3).
Pastotėse daugiausia naudojami 220 V akumuliatoriai, surinkti iš C, SK, SN baterijų.
C (stacionarios) baterijos yra skirtos iškrauti nuo 3 iki 10 valandų ar ilgiau. CK akumuliatoriai (stacionarūs trumpalaikio iškrovimo režimams) leidžia išsikrauti 1-2 valandas, todėl CK akumuliatoriuose tarp plokščių naudojamos sustiprintos jungiamosios juostos, skirtos didelei srovei.
C ir CK baterijų indai atviri, kambariams C -16, CK -16 ir mažesniems - stikliniai, o didelėms patalpoms - mediniai, viduje iškloti švinu (arba keramika). CH tipo akumuliatoriai pasižymi tuo, kad jie dedami į sandarius uždarus indus. Šios baterijos turi palyginti mažą svorį ir matmenis, jas galima montuoti vienoje patalpoje su kita elektros įranga.
Baterijos numeris (po raidės žymėjimo) apibūdina jo talpą. Ampervalandės talpa lygi baterijų skaičiui, padaugintam iš atskiros baterijos, kurios skaičius yra 1, vieneto talpos. C-1 ir SK-1 tipų akumuliatoriams ši talpa yra 36 Ah, o C- tipo akumuliatoriams. 10 ir SK - 10 - 360 Ah.
Mažose pastotėse, nesant didelių įsijungimo apkrovų ir staigių darbinės srovės tinklo svyravimų (įjungus jungiklius ir pan.), naudojami mažos talpos nešiojamieji starteriniai akumuliatoriai, kurių įtampa yra 24 ir 48 V. tokios pastotės, akumuliatorius jis dažniausiai ilgą laiką dirba įprastu iškrovimo režimu ir po tam tikro laiko — praradus savo vardinę talpą (kuri nustatoma pagal akumuliatoriaus įtampos kontrolinius matavimus) – pakeičiama atsargine. Kartais naudojamos šarminės baterijos, kuriose kaip elektrolitas yra vandeninis kausto kalio tirpalas, kurio tankis yra 1,19–1,21 g / cm3.
Šarminių baterijų teigiamose plokštėse veiklioji medžiaga yra nikelio oksido hidratas, o neigiamose - kadmis su geležies priemaiša (nikelio-kadmio baterijos) arba tik geležies (nikelio-geležies baterijos). Pastotėse dažniausiai naudojamos NZh ir TNZh tipų elementų geležies-nikelio baterijos.
Švino ir šarminės baterijos turi savo privalumų ir trūkumų: švino rūgšties baterijos turi didesnę iškrovos įtampą (1,8-2 ir 1,1-1,3 V) nei šarminės, didesnės talpos ir energijos vartojimo efektyvumo. Todėl gaminant tokios pat įtampos akumuliatorių, švino rūgšties akumuliatoriams reikia beveik perpus mažiau. Šarminių baterijų charakteristikos yra kompaktiškumas, tankis, mechaninis stiprumas, mažas savaiminis išsikrovimas ir gebėjimas dirbti žemoje temperatūroje.
Įkraunamos baterijos yra patikimiausias antrinių įrenginių maitinimo šaltinis, nes nutrūkus kintamosios srovės įtampai užtikrina nepriklausomą (autonominį) maitinimą veikiančioms grandinėms.
Avariniu režimu baterijos perima visų nuolatinės srovės vartotojų apkrovą, užtikrindamos relinę apsaugą ir automatizavimą, taip pat galimybę įjungti ir išjungti jungikliai... Laikoma, kad avarinio režimo ribinė trukmė yra lygi 0,5 h visiems elektros imtuvams ir darbo grandinėms su nuolatine srove, o ryšiui ir telemechanikai 1-2 val., 0 val.).
Įkraunamų baterijų naudojimas yra ribotas dėl jų didelių sąnaudų ir sudėtingumo. Todėl jie įrengiami didžiausiose pastotėse. 500 kV ir aukštesnės įtampos pastotėse įrengiami du ar daugiau baterijų.
Šiuo metu baterijų įkrovimui naudojami statiniai lygintuvai, vadinami akumuliatorių įkrovikliais. Senosiose pastotėse dar veikia nemažai variklių generatorių.
Veikimo metu akumuliatoriuje sukaupta elektros energija nuolat eikvojama. Norėdami jį papildyti, naudojami įkraunami įrenginiai, kurie taip pat gali būti naudojami kaip variklių generatoriai ir statiniai lygintuvai. Įkroviklių galia paprastai yra 20-25% įkroviklių galios. Tam tikrais atvejais tas pats įrenginys gali atlikti įkrovimo ir įkrovimo įrenginio funkcijas.
Variklių generatoriai susideda iš indukcinio variklio ir nuolatinės srovės generatoriaus su lygiagrečiu sužadinimu. Abi mašinos sumontuotos ant to paties rėmo, o jų velenai sujungti elastine mova. Įkraunant akumuliatorių, turi keistis įkroviklio generatoriaus įtampa, todėl nuolatinės srovės generatorius parenkamas su plataus diapazono įtampos reguliavimu, keičiant jo žadinimą šuntiniu reostatu.Silicio lygintuvai plačiai naudojami kaip statinio įkrovimo ir įkrovimo įrenginiai.
Skirtingai nuo variklio-generatoriaus, statiniai lygintuvai yra pigesni, neturi judančių dalių, yra patogesni prižiūrėti, turi ilgą tarnavimo laiką ir didelę perkrovos galią, todėl yra labiausiai paplitę.
Nuolatinės srovės paskirstymas, įkrovimo ir įkrovimo įtaisų prijungimas prie akumuliatoriaus yra atliekamas per nuolatinės srovės plokštes (DCB), ant kurių yra perjungimo įranga ir prietaisai. Budinčio personalo veiksmų patogumui DCS taikomos nuolatinės srovės nuolatinės srovės mnemoninės grandinės.
Baterijos, nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai, įkrovimo ir įkrovimo įrenginiai, nuolatinės srovės elektros imtuvai tarpusavyje sujungti kabelių linijomis, o kai kuriais atvejais ir šynomis, kartu sudaro elektros grandinę nuolatinės srovės tinklui.
Yra trys pagrindiniai įkraunamų baterijų veikimo režimai: reaktyvinis įkrovimas, įkrovimas-iškrovimas ir įkrovimas-pailsėjęs-iškrovimas.
Pastotėse akumuliatoriai dažniausiai veikia srovinio įkrovimo režimu... Tokiu atveju įkroviklis su įtampos stabilizavimo įtaisu (± 2 proc. tikslumu) visada tiekia nuolat įjungtus tinklo elektros imtuvus darbinei srovei. (signalinės lempos, relių ritės, kontaktoriai), taip pat įkrauna akumuliatorių, kompensuodamas jo savaiminį išsikrovimą.
Dėl to baterija visą laiką yra visiškai įkrauta. Trumpalaikius apkrovos smūgius daugiausia sugeria akumuliatorius.
Fig. 2 parodyta akumuliatoriaus įrengimo 500 kV pastotėje schema.Pastotėje yra dvi akumuliacinės baterijos ir trys įkrovimo ir įkrovimo įrenginiai, iš kurių vienas yra atsarginis. Akumuliatorių baterijos yra surenkamos iš SK tipo švino-rūgštinių baterijų, naudojamų kaip įkrovimo ir įkrovimo įrenginiai puslaidininkiniai lygintuvai VAZP-380 / 260-40 / 80... Nuolatinės srovės plokštė surenkama iš pilnų PSN-1200-71 serijos nuolatinės srovės plokščių.
Ryžiai. 2. Scheminė akumuliatoriaus montavimo schema be papildomų elementų: AB1, AB2 — akumuliatoriai, VU1, VU2, VUZ — lygintuvai, UMC — mirksinčios šviesos įtaisas, UKN — įtampos lygio valdymo įtaisas, UKI — valdymo įrenginio izoliacija, SH — valdymas magistralė, SH — signalų magistralės, (+) — mirksinčios magistralės, I, II, III, IV — sekcijų numeriai, SH — jungiklių įjungimo elektromagnetų maitinimo magistralės
Skydo padangos skirstomos į dvi pagrindines (I ir II) ir dvi pagalbines (III ir IV) dalis. Elektros imtuvai maitinami I arba II sekcijos, pagalbinės sekcijos naudojamos abipusiam maitinimo šaltinių trumpinimui: akumuliacinės baterijos ir lygintuvai įkrovimui ir įkrovimui.
Elektros imtuvai ir maitinimo šaltiniai prijungiami naudojant automatinius A3700 ir AK-63 serijų jungiklius. Šie jungikliai atlieka perjungimo įrenginių funkcijas ir apsaugo DCB jungtis nuo trumpųjų jungimų. Plokštėje yra įtaisai mirksinčios šviesos UMC, izoliacijos valdymo UCI ir įtampos lygio UCN įtaisams.
Įrenginiuose, kuriuose reikalinga padidinta įtampa norint įjungti galingus alyvos jungiklių elektromagnetus, įrengiami papildomi elementai. Baterijos su papildomais elementais susideda iš 120, 128, 140, o ne 108.Tokiais atvejais grandinė šiek tiek pasikeičia.
Siekiant išvengti papildomų elementų plokščių sulfatavimo, tarp neigiamo poliaus ir 108-ojo elemento šakų prijungiamas reguliuojamas rezistorius, kurio pagalba sukuriama iškrovos srovė, lygi pagrindinių elementų iškrovimo srovei. Tai garantuoja vienodas pagrindinių ir papildomų elementų veikimo sąlygas ir pašalina gilaus įkrovimo ir iškrovimo galimybę, o tai apsaugo nuo sulfatavimosi ir padidina akumuliatorių tarnavimo laiką. Įkrovimo režimu akumuliatorius visada yra įkrautas ir paruoštas vartotojams tiekti nuolatinę srovę.
Įprastu režimu kiekvieno įjungto akumuliatoriaus elemento įtampa turi būti 2,2 V su ± 2% nuokrypa. Tais atvejais, kai antriniams įrenginiams maitinti reikalinga skirtingos įtampos nuolatinė srovė, naudojami nešiojami akumuliatoriai ir šakos iš tarpinių baterijų elementų.
Pavyzdžiui, daugumai relinės apsaugos įtaisai reikalinga 220 V įtampa, telemechaniniams įrenginiams 24, 48 arba 60 V ir galingoms alyvos jungiklių elektromagnetinėms pavaroms maitinti - iki 250 V ir didesnė įtampa, kad būtų kompensuotas įtampos kritimas laide iš akumuliatoriaus į skirstomieji įrenginiai, kuriuose jungikliai įrengiami esant didelėms įjungimo srovėms.
Kai kuriuose įrenginiuose akumuliatoriai veikia įkrovimo-iškrovimo režimu. Tokiu atveju įtampa akumuliatoriaus gnybtuose nelieka pastovi, o kinta gana plačiame diapazone (švino-rūgšties akumuliatoriams iškrovimo metu įtampa pakinta nuo 2 iki 1,8-1,75 V, o kraunant nuo 2, 1 iki 2,6 -2, 7 B).
Norint išlaikyti stabilų akumuliatoriaus įtampos lygį visuose nuolatinės srovės plokštės nuolatinės srovės magistralių režimuose akumuliatoriaus grandinėse, veikiančiose įkrovimo-iškrovimo metodu, yra numatytas elementų jungiklis, skirtas pakeisti akumuliatorių, prijungtų prie magistralių, skaičių. montavimas arba įkroviklis.
Čia neatsižvelgiama į akumuliatoriaus įrenginių veikimą įkrovimo-pailsėjimo-iškrovimo režimu, nes pastotėse šis režimas nenaudojamas.
Akumuliatoriai, kurių įtampa yra 24, 36 arba 48 V, paprastai susideda iš kelių nešiojamų baterijų, sujungtų nuosekliai. Dažniausiai montuojami du tokių baterijų komplektai, iš kurių vienas yra atsarginis.