Kilder og netværk af jævnstrøm

I understationer til strømforsyning af arbejdskredsløb jævnstrøm normalt bruges syrebatterier (stationære og bærbare) og i nogle tilfælde alkaliske batterier. Stationære batterier består af individuelle batterier, normalt forbundet i serie.

Et batteri kaldes en sekundær kemisk strømkilde, hvis opgave er at akkumulere elektrisk energi (opladning) og returnere denne energi til brugeren (afladning).

Hoveddelene af syrebatteriet (fig. 1) er bly positive 2 og negative 1 plader, forbindende blystrimler 5, elektrolyt, separatorer 3 og en beholder. Blyplader med et stort antal kanter bruges som positive, hvilket øger pladernes arbejdsflade, som negative - kasse-type plader. Efter dannelsen af ​​de positive plader dannes blydioxid PbO2, og på de negative plader dannes blysvamp Pb.

Ris. 1. Akkumulatorer type SK -24 i en træbeholder: 1 — negativ plade, 2 — positiv plade, 3 — separator, 4 — holdeglas, 5 — forbindelsesliste, 6 — grenspids

Elektrolytten består af svovlsyre med høj renhed og destilleret vand.Tætheden af ​​elektrolytten i et stationært ladet batteri ved 25 ° C er 1,21 g / cm3.

Mellem batteriets positive og negative plader er der installeret isolerende skillevægge - separatorer, der forhindrer pladerne i at lukke i tilfælde af mulig forvrængning, og den aktive masse falder ud af dem.

Batteriet er kendetegnet ved kapacitet, EMF, lade- og afladningsstrømme. Batteriets nominelle kapacitet (i ampere-timer) er dets kapacitet ved en 10-timers afladning og normal temperatur (25 ° C) og densitet (1,21 g / cm3) af elektrolytten.

I transformerstationer anvendes hovedsageligt 220 V batterier, samlet af C, SK, SN batterier.

C (stationære) batterier er designet til afladninger på 3 til 10 timer eller mere. CK-batterier (stationære til kortvarige afladningstilstande) tillader afladning i 1-2 timer, derfor bruges der i CK-batterier forstærkede forbindelsesstrimler mellem pladerne, designet til høj strøm.

C og CK batteribeholdere er åbne, for rum C -16, CK -16 og mindre - glas, og for store rum - træ, foret med bly (eller keramik) indeni. CH-type akkumulatorer er kendetegnet ved, at de er placeret i lukkede lukkede beholdere. Disse batterier har relativt lille vægt og dimensioner, de kan installeres i et rum med andet elektrisk udstyr.

Batterinummeret (efter bogstavbetegnelsen) karakteriserer dets kapacitet. Amperetimekapaciteten er lig med antallet af batterier ganget med enhedskapaciteten af ​​et individuelt batteri med tallet 1. For batterier af type C-1 og SK-1 er denne kapacitet 36 Ah, og for typer C- 10 og SK - 10 — 360 Ah.

I små understationer, i fravær af betydelige indløbsbelastninger og skarpe udsving i netværket af driftsstrøm (når kontakterne tændes osv.), Bruges bærbare startbatterier med lille kapacitet med en spænding på 24 og 48 V. I sådanne understationer, batteriet det normalt fungerer i lang tid i en normal afladningstilstand og efter en vis tid - efter at have mistet sin nominelle kapacitet (som bestemmes af kontrolmålinger af batterispændingen) - erstattes det af en reserve. Alkaliske batterier bruges nogle gange, hvor en vandig opløsning af kaustisk kalium med en densitet på 1,19-1,21 g / cm3 tjener som elektrolyt.

I de positive plader af alkaliske batterier er det aktive stof nikkeloxidhydrat, og i de negative plader - cadmium med en blanding af jern (nikkel-cadmium-batterier) eller kun jern (nikkel-jern-batterier). På transformerstationer bruges oftest jern-nikkel-batterier af elementer af NZh- og TNZh-typerne.

Bly- og alkalibatterier har deres fordele og ulemper: Bly-syrebatterier har højere afladningsspændinger (1,8-2 og 1,1-1,3 V) end alkaliske batterier, større kapacitet og energieffektivitet. Når man laver et batteri med samme spænding, kræver bly-syre-batterier derfor næsten halvt så meget. Alkaliske batteriers egenskaber er kompakthed, tæthed, mekanisk styrke, lav selvafladning og evnen til at arbejde ved lave temperaturer.

Genopladelige batterier er den mest pålidelige strømkilde til sekundære enheder, da de giver uafhængig (autonom) strømforsyning til driftskredsløb i tilfælde af vekselspændingsfejl.

I nødtilstand overtager batterierne belastningen af ​​alle DC-forbrugere, hvilket giver relæbeskyttelse og automatisering samt mulighed for at tænde og slukke skifter... Den begrænsende varighed af nødtilstanden antages lig med 0,5 h for alle elektriske modtagere og arbejdskredsløb med jævnstrøm, og for kommunikation og telemekanik 1-2 timer., 0 h).

Brugen af ​​genopladelige batterier er begrænset på grund af deres høje omkostninger og kompleksitet i driften. Derfor er de installeret i de største transformerstationer. I transformerstationer på 500 kV og derover er der installeret to eller flere batterier.

I øjeblikket bruges statiske ensrettere kaldet batteriopladere til at oplade batterier. I de gamle transformerstationer er et betydeligt antal motorgeneratorer stadig i drift.

Under drift forbruges den elektriske energi, der er lagret i batteriet, kontinuerligt. For at genopbygge det, bruges genopladelige enheder, som også kan bruges som motorgeneratorer og statiske ensrettere. Opladernes effekt er normalt 20-25 % af opladernes effekt. I nogle tilfælde kan den samme enhed udføre funktionerne som en opladnings- og genopladningsenhed.

Motorgeneratorer består af en induktionsmotor og en jævnstrømsgenerator med parallel excitation. Begge maskiner er monteret på samme ramme, og deres aksler er forbundet med en elastisk kobling. Ved opladning af batteriet skal opladerens generatorspænding ændres, derfor vælges DC-generatoren med en bred spændingsregulering ved at ændre dens excitation med en shunt-reostat.Silicium ensrettere er meget udbredt som statisk opladning og genopladningsenheder.

I modsætning til motorgeneratoren er statiske ensrettere billigere, har ingen bevægelige dele, er mere bekvemme at vedligeholde, har en lang levetid og stor overbelastningskapacitet og er derfor de mest almindelige.

Fordelingen af ​​jævnstrøm, tilslutningen af ​​opladnings- og genopladningsenhederne til akkumulatorbatteriet udføres gennem jævnstrømskortene (DCB), hvorpå omskiftningsudstyret og instrumenterne er placeret. For at lette handlingerne for personalet på vagt er DC DC mnemoniske kredsløb påført DCS.

Batterier, DC strømforsyninger, opladnings- og opladningsenheder, DC elektriske modtagere er forbundet med hinanden via kabelledninger og i nogle tilfælde af samleskinner.Tilsammen danner de et elektrisk kredsløb for DC netværket.

Der er tre hovedfunktioner for genopladelige batterier: jet-opladning, opladning-afladning og opladning-hvile-afladning.

I transformerstationer drives batterier normalt i vedligeholdelsesopladningstilstand... I dette tilfælde forsyner genopladeren udstyret med en spændingsstabiliseringsanordning (med en nøjagtighed på ± 2%) altid netværkets konstant tændte elektriske modtagere til driftsstrøm (signallamper, relæspoler, kontaktorer), og genoplader også batteriet og kompenserer for dets selvafladning.

Som et resultat er batteriet fuldt opladet til enhver tid. Kortvarige belastningsstød absorberes hovedsageligt af batteriet.

I fig. 2 viser et diagram over batteriinstallationen ved en 500 kV transformerstation.Transformatorstationen har to akkumulatorer og tre opladnings- og opladningsenheder, hvoraf den ene er reserve. Akkumulatorbatterier er samlet af SK-type blysyrebatterier, der bruges som opladnings- og genopladningsenheder halvlederensrettere VAZP-380 / 260-40 / 80... DC-kortet er samlet af komplette DC-paneler i PSN-1200-71-serien.

Ris. 2. Skematisk diagram af batteriinstallationen uden yderligere elementer: AB1, AB2 — batterier, VU1, VU2, VUZ — ensretteranordninger, UMC — blinklysanordning, UKN — spændingsniveaureguleringsanordning, UKI — styreenhedsisolering, SH — kontrol bus, SH — signalbusser, (+) — blinkende busser, I, II, III, IV — sektionsnumre, SH — strømbusser af elektromagneter til at tænde afbrydere

Shield-dæk er opdelt i to hovedsektioner (I og II) og to hjælpesektioner (III og IV). Elektriske modtagere er drevet af sektion I eller II, hjælpesektioner bruges til gensidig kortslutning af strømkilder: batterier og ensrettere til opladning og genopladning.

Elektriske modtagere og strømforsyninger tilsluttes ved hjælp af automatiske kontakter i A3700- og AK-63-serien. Disse kontakter udfører funktionerne som koblingsenheder og beskytter DCB-forbindelserne mod kortslutninger. Tavlen er udstyret med enheder til blinklys UMC, isoleringsstyring UCI og spændingsniveau UCN.

I installationer, hvor der kræves øget spænding for at tænde kraftige elektromagneter af olieafbrydere, installeres yderligere elementer. Batterier med ekstra celler består af 120, 128, 140 celler i stedet for 108.I sådanne tilfælde ændres kredsløbet noget.

For at forhindre sulfatering af pladerne af yderligere celler er en justerbar modstand forbundet mellem den negative pol og grenene af den 108. celle, ved hjælp af hvilken der skabes en udladningsstrøm svarende til hovedcellernes udladningsstrøm. Dette garanterer de samme driftsbetingelser for hoved- og ekstracellerne og udelukker muligheden for dybde- og afladninger, hvilket forhindrer sulfatering og øger batteriernes levetid. I vedligeholdelsesopladningstilstand er batteriet altid i opladet tilstand og klar til at forsyne brugere med jævnstrøm.

I normal tilstand skal spændingen for hver tændt battericelle være 2,2 V med en tolerance på ± 2%. I tilfælde, hvor der kræves jævnstrøm med forskellige spændinger for at drive de sekundære enheder, anvendes bærbare batterier og grene fra de mellemliggende battericeller.

For eksempel for de fleste relæbeskyttelsesanordninger en spænding på 220 V er påkrævet, for telemekaniske enheder 24, 48 eller 60 V og til at drive kraftfulde elektromagnetiske drev af olieafbrydere - en spænding på op til 250 V og mere for at kompensere for spændingsfaldet i kablet fra batteriet til batteriet koblingsanlæg, hvor afbryderne er installeret ved høje indkoblingsstrømme.

I nogle installationer fungerer batterierne i opladnings-afladningstilstand. I dette tilfælde forbliver spændingen ved batteriterminalerne ikke konstant, men varierer i et relativt bredt område (for blysyrebatterier ændres spændingen under afladning fra 2 til 1,8-1,75 V, og ved opladning fra 2, 1 til 2,6-2, 7B).

For at opretholde et stabilt batterispændingsniveau i alle tilstande af DC-busserne på DC-kortet i batterikredsløbene, der fungerer ved opladnings-afladningsmetoden, er der tilvejebragt en elementomskifter, som tjener til at ændre antallet af batterier, der er tilsluttet til busserne i installation eller til opladeren.

Driften af ​​batteriinstallationer i lade-hvile-afladningstilstanden er ikke taget i betragtning her, da denne tilstand ikke anvendes i understationer.

Batterier med en spænding på 24, 36 eller 48 V består normalt af flere bærbare batterier, der er forbundet i serie. I de fleste tilfælde er to sæt sådanne batterier installeret, hvoraf det ene er reserve.