Системы оперативного тока на электрических подстанциях

Назначение системы оперативного тока на электрических подстанциях

Совокупность источников питания, кабельных линий, шин питания переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного тока данной электроустановки. Оперативный ток на подстанциях служит для питания вторичных устройств, к которым относятся оперативные цепи защиты, автоматики и телемеханики, аппаратура дистанционного управления, аварийная и предупредительная сигнализация. При нарушениях нормальной работы подстанции оперативный ток используется также для аварийного освещения и электроснабжения электродвигателей (особо ответственных механизмов).

Проектирование установок оперативного тока

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

Требования, предъявляемые к системам оперативного тока

К системам оперативного тока предъявляют требования высокой надежности при коротких замыканиях и других ненормальных режимов в цепях главного тока.

Классификация систем оперативного тока на электрических подстанциях

Применяются следующие системы оперативного тока на подстанциях:

В системах оперативного тока различают:

Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220 кВ со сборными шинами этих напряжений, на подстанциях 35-220 кВ без сборных шин на этих напряжениях с масляными выключателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств не подтверждена заводом-изготовителем.

Переменный оперативный ток применяется на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели 6(10)-35 кВ оснащены пружинными приводами.

Выпрямленный оперативный ток должен применяться: на подстанциях 35/6(10) кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35-220/6(10) кВ и 110-220/35/6(10) кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда выключатели оснащены электромагнитными приводами; на подстанциях 110 кВ с малым числом масляных выключателей на стороне 110 кВ.

Смешанная система постоянного и выпрямленного оперативного тока применяется для уменьшения емкости аккумуляторной батареи за счет применения силовых выпрямительных устройств для питания цепей электромагнитов включения масляных выключателей. Целесообразность применения этой системы должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.

Смешанная система переменного и выпрямленного оперативного тока применяется: для подстанций с переменным оперативным током при установке на вводах питания выключателей с электромагнитным приводом, дл я питания электромагнитов включения которых устанавливаются силовые выпрямительные устройства. Для подстанций 35-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, когда не обеспечивается надежная работа защит от блоков питания при трехфазных коротких замыканий на стороне среднего или высшего напряжения.

В этом случае защита трансформаторов выполняется на переменном токе с использованием предварительно заряженных конденсаторов, а остальных элементов подстанции – на выпрямленном оперативном токе.

Система постоянного оперативного тока

В качестве источников постоянного оперативного тока используются аккумуляторные батареи типа СК или СН.

Потребители постоянного тока

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

1) Постоянно включенная нагрузка – аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батареи зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Так как постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных подстанций 110-500 кВ значение постоянно включенной на грузки 25 А.

2) Временная нагрузка – появляющаяся при исчезновении переменного тока во время аварийного режима – токи нагрузки аварийного освещения и электродвигателей постоянного тока. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (расчетная длительность 0,5 часа).

3) Кратковременная нагрузка (длительностью не более 5 с) создается токами включения и отключения приводов выключателей и автоматов, пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.

При переменном оперативном токе наиболее простым способом питания электромагнитов отключения выключателей является непосредственное включение их во вторичные цепи трансформаторов тока (схемы с реле прямого действия или с дешунтированием электромагнитов отключения при срабатывании защиты). При этом предельные значения токов и напряжений в токовых цепях защиты не должны превышать допустимых значений, а токовые электромагниты отключения (реле типов РТМ, РТВ или ТЭО) должны обеспечивать необходиму ю чувствительность защиты в соответствии с требованиями ПУЭ. Если эти реле не обеспечивают необходимой чувствительности защиты, питание цепей отключения производится от предварительно заряженных конденсаторов.

На подстанциях с переменным оперативным током питание цепей авто-матики, управления и сигнализации производится от шин собственных нужд через стабилизаторы напряжения.

Источниками переменного оперативного тока являются трансформаторы собственных нужд и измерительные трансформаторы тока и напряжения, осуществляющие питание вторичных устройств непосредственно или через промежуточные звенья – блоки питания, конденсаторные устройства. Переменный оперативный ток распределяется централизованно и, следовательно, при его использовании не требуется сложной и дорогой распределительной сети. Однако зависимость питания вторичного оборудования от наличия напряжения в основной сети, недостаточная мощность самих источников (измерительные трансформаторы тока и напряжения) ограничивает область применения оперативного переменного тока.

Трансформаторы тока служат надежными источниками для питания за-щит от коротких замыканий; трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут служить источниками для защит от повреждений и ненормальных режимов, не сопровождающихся глубокими понижениями напряжения, когда не требуется высокой стабильности напряжения и допустимы перерывы в питании.

Стабилизаторы напряжения предназначены для:

1) поддержания необходимого напряжения оперативных цепей при работе АЧР, когда возможно о дновременное снижение частоты и напряжения;

2) разделения оперативных цепей и остальных цепей собственных нужд подстанции (освещение, вентиляция, сварка и т.д.), что существенно повышает надежность оперативных цепей.

Система выпрямленного оперативного тока

Для выпрямления переменного тока используются:

Блоки питания стабилизированные типа БПНС-2 совместно с токовыми типа БПТ-1002 – для питания цепей защиты, автоматики, управления.

Блоки питания нестабилизированные типа БПН-1002 – для питания цепей сигнализации и блокировки, что уменьшает разветвленность цепей оперативного тока и обеспечивает возможность выдачи всей мощности стабилизированных блоков для срабатывания защиты и отключения выключателей.

Блоки БПН-1002 вместо БПНС-2 – для питания цепей защиты, автоматики, управления, когда возможность их использования подтверждена расчетом и не требуется стабилизация оперативного напряжения (например, при отсутствии АЧР).

Силовые выпрямительные устройства ТЧ на УКП и УКПК с индуктивным накопителем – для питания включающих электромагнитов приводов масляных выключателей. Индуктивный накопитель обеспечивает включение выключателя на короткое замыкание при зависимом питании цепей включения.

Блоки питания нестабилизированные БПЗ-401 применяются для заряда конденсаторов, которые используются для отключения отделителей, включения короткозамыкателей, отключения выключателей 10(6) кВ защитой минимального напряжения, а также отключения выключателей 35-110 кВ при недостаточной мощности блока питания.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Содержание материала

Оперативный ток используется для:
управления коммутационными аппаратами (выключателями, разъединителями, отделителями, коротко замыкателями, различными автоматическими, пусковыми и другими устройствами) ;
питания оперативных цепей релейной защиты и автоматики, определяющих с помощью промежуточных аппаратов (реле времени, промежуточных и др.) логическую последовательность операции при срабатывании пусковых органов защиты и автоматики (реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, катушки которых получают питание от трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, повторяющих изменения тока и напряжения того присоединения, к которому они относятся), в результате которой производится воздействие на исполнительные органы коммутационных аппаратов (например, электромагниты включения и отключения);
осуществления всех видов и способов сигнализации (сигнализация положения коммутационных аппаратов, предупреждающая сигнализация отклонений от нормальных режимов работы или технического состояния оборудования по температуре обмоток, масла, воздуха, воды, состоянию изоляции и другим параметрам, сигнализация действия устройств защиты и автоматики).
Управление аппаратом означает подачу команды на изменение его положения, т. е. на его включение или отключение. Команды на операции управления или регулирования подаются оперативным персоналом (вручную) или автоматическими устройствами. Соответственно различают управление ручное и автоматическое. На электростанциях и подстанциях обычно используют обе формы управления.
В первую очередь автоматизируют те процессы, где вслед за изменением состояния или режима оборудования должна быстро (в течение секунд или долей секунды) последовать соответствующая операция управления или регулирования. Это — автоматическое регулирование частоты и возбуждения генераторов, АПВ линий, автоматический ввод резервного питания в системе СН, автоматическое пожаротушение трансформаторов и кабельных помещений и т.д.
Ручное управление может осуществляться в непосредственной близости от управляемого аппарата — местное управление — или на расстоянии с помощью электрического командного сигнала — дистанционное управление и телеуправление. При дистанционном управлении командный сигнал формируется при воздействии вручную на орган управления — подаче команды ключом управления с поста управления и передается по индивидуальным проводам связи между постом управления и объектом на исполнительный орган — привод управляемого аппарата. Эту систему применяют для управления объектами, расположенными на сравнительно небольших расстояниях (десятки и сотни метров) от поста управления, например в пределах электростанции или подстанции.
Телеуправление отличается от дистанционного управления тем, что число линий (или каналов) связи между постом управления и объектом управления меньше числа передаваемых команд управления. Телеуправление электрическим оборудованием применяется при значительном удалении (более 1 км) пункта управления от управляемого объекта.
Телеуправление рекомендуется для оперативного обслуживания выключателей и отделителей подстанций и гидроэлектростанций без постоянного дежурного персонала; пуска, останова и перевода в режим синхронного компенсатора гидроагрегатов. В этих случаях управление средствами телемеханики производится с диспетчерского пункта энергетической системы или района, где расположен объект. С ростом уровней напряжения электропередач, а следовательно, и площадей, занимаемых ОРУ высокого напряжения, щит управления подстанции или станции оказывается достаточно удаленным от выключателей, расположенных на ОРУ. В этом случае телеуправление целесообразно применять и на территории электрического объекта для сокращения линий связи между пунктом управления и управляемым объектом.
Для передачи сигналов устройств телемеханики могут использоваться каналы связи, линии высокого напряжения или линии связи.
Телеуправление — наиболее ответственная операция в телемеханике, практически не допускающая ложных команд. При использовании телеуправления выполняются следующие требования:

Рис. 2.12. Цепи воздействия устройства телеуправления на исполнительные органы схемы управления:
KMI, YATI— исполнительные органы схемы управления выключателя: промежуточный контактор электромагнита включения и электромагнит отключения; KCTI — реле команд «Включить» и «Отключить», принимающие команды местного и телеуправления; SA1 — ключ местного управления; У, РИВ, РИО— контакты приемных реле устройства телемеханики (замкнуты при передаче с пункта управления соответствующей команды)

При исполнении команды «Включить» замыкание цепей на исполнительный орган управляемого аппарата производится соединенными последовательно контактом реле выбора объекта У и контактом исполнительного реле команды «Включить» РИВ; при исполнении команды «Отключить» — соединенными последовательно контактом реле выбора объекта и контактом исполнительного реле команды «Отключить» РИО (рис. 2.12).
Сигнализация положения должна выполняться для коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление. Сигнализация осуществляется с помощью сигнальных ламп, установленных над ключом управления. Лампа, сигнализирующая включенное положение, имеет красный фильтр и устанавливается справа; отключенное положение сигнализирует лампа с зеленым фильтром, которая устанавливается слева. Построение цепей сигнализации положения выключателей и разъединителей определяется схемами управления этих аппаратов и рассматривается в следующей главе.
Сигнализация аварийного отключения коммутационных аппаратов при срабатывании релейной или технологической защиты элемента, а также при действии устройств автоматики (кроме тех, которые переключают коммутационные аппараты по заранее определенному режиму) обеспечивается действием центрального (для всех коммутационных аппаратов) звукового сигнала и индивидуального индикатора, в качестве которого используется мигание лампы сигнализации положения (световая сигнализация) либо указательное реле с ручным возвратом.
Предупреждающая сигнализация извещает персонал о необходимости принятия мер по ликвидации возникших отклонений от нормального режима или о появившихся неисправностях (повышение температуры нагрева обмоток генератора, трансформатора, синхронного компенсатора, снижение уровня масла в трансформаторе и давления сжатого воздуха в воздушных выключателях и т.д.). Предупреждающая сигнализация обеспечивается действием центрального (для всего объекта) звукового и индивидуальных световых сигналов либо индивидуальных указательных реле.
Звуковые сигналы аварийной и предупреждающей сигнализации, как правило, выполняются раздельно и различаются по характеру звучания сигнала.
Сигнализация действия устройств защиты и автоматики производится при помощи флажка указательного реле соответствующей защиты или устройства автоматики. При этом срабатывает звуковой и световой сигнал аварийного отключения.
При неисправностях в устройствах защиты и автоматики, а также действиях устройств защиты и автоматики, не сопровождающихся отключением коммутационных аппаратов, должна приводиться в действие с помощью индивидуальных указательных реле предупреждающая звуковая сигнализация. Для напоминания дежурному персоналу о необходимости ручного возврата указательного реле выполняются групповые световые сигналы вызова к панелям, где установлены указательные реле. Для облегчения отыскания сработавшего указательного реле на каждой панели или в релейном шкафу необходимо предусматривать лампу сигнализации «Указатель не поднят», общую для всех указательных реле панели или релейного шкафа.
Вызывная сигнализация передает сигналы вызова пои аварийном отключении оборудования или при появлении неисправности оборудования на оперативный пункт управления (центральный щит управления — ЦЩУ, главный щит управления — ГЩУ, блочный щит управления — БЩУ), дежурному на дому, на диспетчерский пункт.
Получив сигнал, обслуживающий персонал обязан прибыть на место для выявления и устранения неисправностей.
Поиск аварийно отключившегося выключателя или выявление причины возникновения предупреждающего сигнала производится по индивидуальным индикаторам — лампам сигнализации положения или указательным реле.
Вызывная сигнализация применяется на подстанциях и небольших ГЭС, где нет постоянного дежурного персонала, а их обслуживание осуществляется дежурными на дому или оперативно-выездными бригадами (ОВБ), а также в установках СН, КРУ, КРУН и других РУ и электроустановках (синхронных компенсаторах, насосных, компрессорных и т. д.), которые периодически контролируются сменным персоналом данного энергообъекта.
В зависимости от расстояния, на котором находится дежурный от объекта, сигнал вызова передается либо по индивидуальным проводам связи, либо средствами телемеханики — при удаленности от объекта на 1 км и более.
Передача сигналов средствами телемеханики — телесигнализация — обеспечивается значительно меньшим количеством линий связи между контролируемым объектом и постом управления, чем число передаваемых сигналов.
Для электростанций предусматривается телесигнализация положения всех выключателей главной электрической схемы на центральный диспетчерский пункт (ЦДП) энергосистемы. Для подстанций без постоянного дежурного персонала предусматривается телесигнализация положения выключателей и отделителей и аварийно-предупреждающая телесигнализация на диспетчерский пункт. Для подстанций с постоянным дежурным персоналом или с дежурным на дому на ЦДП энергосистемы предусматривается телесигнализация положения выключателей главной электрической схемы, рабочего состояния гидроагрегатов и телеуправляемого оборудования, а также аварийно-предупреждающая сигнализация.
При телесигнализации обычно передается информация типа «Да», «Нет» об одном из двух состояний объекта (включен или отключен, открыто или закрыто и т. д.). Датчиком сигнала положения выключателя является вспомогательный контакт выключателя или реле-повторителя, разомкнутый при отключенном выключателе. Тогда при включенном выключателе (рабочем состоянии объекта) контролируется целость цепи от датчика до устройства телемеханики.
Сигналы телеуправления и телесигнализации могут передаваться по одной линии или одному каналу связи. В системе телемеханики применяется уплотнение канала связи и осуществляется передача сигналов последовательными кодами (поочередно). Аппаратура телемеханики состоит из полукомплекта, устанавливаемого на диспетчерском пункте, и полукомплектов, устанавливаемых на контролируемых пунктах. Один полукомплект на диспетчерском пункте может принимать информацию и передавать команды управления на полукомплекты нескольких контролируемых пунктов.
На диспетчерском пункте устанавливаются диспетчерский щит и пульт управления энергосистемы. На щите наносится схема электрических соединений станций и подстанций энергосистемы, устанавливаются ключи выбора объекта для каждого управляемого аппарата и центральные кнопки, общие для аппаратов одного объекта, для подачи команд «Включить» и «Отключить».
Оперативный ток может быть постоянным, выпрямленным, переменным.
При применении традиционных средств (ключей управления и электромеханических реле) для управления, зашиты, автоматики и сигнализации в настоящее время принимается напряжение 220 В оперативного тока. На крупных электростанциях (с большим количеством электродвигателей механизмов и запорно-регулирующей арматуры собственных нужд, требующих автоматического управления и участвующих в регулировании технологических процессов) и подстанциях сверхвысокого напряжения (750, 1150 кВ переменного тока, 1500 кВ постоявших) тока), где вводится автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), выполняющая функции управления, регулирования и контроля средствами вычислительной техники, используется также напряжение оперативного тока 24 В. При этом напряжение 220 В оперативного тока используется для управления электромагнитными приводами высоковольтных выключателей и разъединителей, а также для схем сигнализации на традиционных средствах, резервирующих в минимальном объеме АСУ ТП.
В цепях оперативного тока должна предусматриваться защита от токов КЗ. Для этого питание оперативным током вторичных цепей каждого присоединения производится через отдельные предохранители или автоматические выключатели с вспомогательными контактами для сигнализации об их отключении. Применение автоматических выключателей более предпочтительно, чем предохранителей.
Питание оперативным током цепей релейной защиты и управления выключателями и автоматами гашения поля (АГП) генераторов выполняется через отдельные от цепей сигнализации автоматические выключатели.
Для ответственных присоединений (линий электропередачи 110 кВ и выше, трансформаторов 330 кВ и выше и крупных генераторов), отдельные автоматические выключатели устанавливаются для основных и резервных защит. При этом цепи управления и резервных защит линий могут подключаться, к одному общему автоматическому выключателю.
Для надежной работы энергообъектов и их защиты необходимо контролировать наличие питания цепей оперативного тока каждого присоединения. Предпочтительнее осуществлять контроль с помощью реле, которые позволяют подать предупреждающий сигнал при исчезновении напряжения оперативного тока. Принципы построения схем управления выключателей и разъединителей, а также аварийной и предупреждающей сигнализации рассмотрены в следующей главе.

Источник

Что такое СОПТ?

Оперативный ток предназначен для питания вторичных цепей электростанции или подстанции (цепей электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, устройств управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения, телемеханики и прочего).

Типы систем оперативного тока

Различают следующие системы оперативного тока на подстанциях:

4) смешанная система оперативного тока –используется комбинация вышеперечисленных систем.

Назначение

Постоянный оперативный ток применяется на распределительных пунктах (РП) 6(10) кВ, а также на всех подстанциях 35 кВ и выше на вновь устанавливаемых объектах [1].

Переменный оперативный ток применяется на распределительных пунктах (РП) 6(10) кВ, на существующих ПС 35/6(10) кВ, и ПС 35-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения.

Выпрямленный оперативный ток применяется на существующих ПС 35/6(10) кВ, и ПС 35-220 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения.

Таким образом наиболее перспективной на данный момент является система оперативного постоянного тока, несмотря на то, что ее применение требует установки аккумуляторных батарей (АБ), увеличивающую стоимость сооружения и вызывает необходимость организации сети постоянного тока.

Состав СОПТ

В общем случае система оперативного постоянного тока имеет в своем составе следующие компоненты:

Зарядное устройство (ЗУ).

Щит постоянного тока (ЩПТ) – комплектное низковольтное распределительное устройство шкафного исполнения, предназначенное для подключения источников питания (АБ и ЗУ) и распределения электроэнергии постоянного тока по группам электроприемников.

Система оперативного постоянного тока может иметь централизованную или децентрализованную структуру. В децентрализованной СОПТ применяется два и более гальванически развязанных комплектами источников постоянного тока, обеспечивающих питание отдельных групп электроприемников, в централизованной – один.

Область применения СОПТ

На ПС 35 кВ и выше должна как правило применяться централизованная (общеподстанционная) система оперативного постоянного тока. При расположении РЗА присоединений ПС в отдельных РЩ, приближенных к первичному оборудованию, необходимо рассматривать целесообразность применения децентрализованной системы СОПТ, состоящей из гальванически не связанных АБ, расположенных в ОПУ и зданиях РЩ.

СОПТ с применением шкафов оперативного тока (ШОТ)

Одним из вариантов организации системы оперативного постоянного тока является использование серийно изготавливаемых шкафов оперативного постоянного тока (ШОТ). Преимуществами шкафного исполнения является удобство обслуживания, осмотра и ремонта при эксплуатации, компактность, относительно небольшая стоимость.

В качестве примера на рисунке 1 показан шкаф оперативного тока типа ШОТ-МТ-1 производства НПП «Микропроцессорные технологии» (рис.1) с применяемым оборудованием.

1 – Аккумуляторные батареи

2 – Зарядно-выпрямительные устройства

4 – Лампы индикации

5 – Вентиляционная решетка

6 – Защитные аппараты

О схеме распределения оперативного тока читайте в следующей статье о системах оперативного тока на нашем сайте. Следите за обновлениями на сайте и социальных сетях!

Источник

• ← Что такое цветовая гамма в музыке
• пай с черной смородиной рецепт →