Вопрос 4
Вопрос 13
Вопрос 19
Задание 4
Задание 8
Список использованных источников
Вопрос 4. Источники и схемы постоянного оперативного тока
На ответственных объектах в качестве источника оперативного тока используется аккумуляторная батарея (АБ), которая является наиболее надежным источником оперативного тока. Аккумуляторная батарея относится к независимым источникам оперативного тока, так как напряжение на АБ не зависит от наличия и величины напряжения основной сети подстанции. Мощность АБ должна быть достаточной для питания оперативных цепей и операций включения или отключения любого выключателя на объекте. Учитывая высокую стоимость и необходимость постоянного обслуживания стационарных АБ, они устанавливаются на электростанциях и крупных подстанциях.
После монтажа на месте эксплуатации АБ подвергают специальной обработке (формовке) от зарядного агрегата (рис. 1), в результате которой на положительных пластинах образуется перекись свинца (коричневого цвета), а на отрицательных пластинах – губчатый свинец (светло-серого цвета). Электролитом является раствор серной кислоты повышенной чистоты в дистиллированной воде. Плотность электролита у исправного аккумулятора при 20 °C должна быть 1,20–1,21 г/см3, а в конце разряда – примерно 1,145 г/см3.
Аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного подзаряда от специальных выпрямителей, которые одновременно обеспечивают стабилизацию напряжения на шинах оперативного тока. При этом необходимо контролировать уровень напряжения – 220–240 В и ток АБ. Подзарядный агрегат настраивается таким образом, чтобы он покрывал ток нагрузки щита и обеспечивал необходимый ток для подзарядки батареи.
Величина сопротивления изоляции сети постоянного тока должна контролироваться автоматически. При снижении сопротивления изоляции ниже 20 кОм в сети оперативного тока 220 В срабатывает сигнал «Земля на шинах оперативного тока». При снижении сопротивления изоляции ниже этого уровня возможно ложное срабатывание реле при случайном замыкании на землю у его обмотки и произойдет отключение или включение оборудования. Поэтому при появлении сигнала «Земля» должны быть прекращены все работы, кроме поиска места замыкания на землю.
Вопрос 13. Принципы осуществления АВР при различных схемах питания потребителей
Схемы электрических соединений энергосистем и отдельных электроустановок должны обеспечивать надежность электроснабжения потребителей. Высокую степень надежности обеспечивают схемы питания одновременно от двух и более источников (линий, трансформаторов), поскольку аварийное отключение одного из них не приводит к нарушению питания потребителей.
Несмотря на эти очевидные преимущества многостороннего питания потребителей, большое количество подстанций, имеющих два источника питания, работают по схеме одностороннего питания.
Применение такой менее надежной, но более простой схемы электроснабжения во многих случаях оказывается целесообразным для снижения токов КЗ, уменьшения потерь электроэнергии в питающих трансформаторах, упрощения РЗ, создания необходимого режима по напряжению, перетока мощности и т. п. При развитии электрической сети одностороннее питание часто является единственно возможным решением, так как ранее установленное оборудование и РЗ не позволяют осуществить параллельную работу источников питания.
Используются две основные схемы одностороннего питания потребителей при наличии двух или более источников.
В первой схеме один источник включен и питает потребителей, а второй отключен и находится в резерве. Соответственно этому, первый источник называется рабочим, а второй – резервным (рис. 3, а). Во второй схеме все источники включены, но работают раздельно на потребителей. Деление осуществляется на одном из выключателей (рис. 3, б–г).
Недостаток одностороннего питания заключается в том, что аварийное отключение рабочего источника приводит к прекращению питания потребителей. Этот недостаток может быть устранен быстрым автоматическим включением резервного источника или включением выключателя, на котором осуществлено деление сети. Для выполнения этой операции широко используется автоматический ввод резерва (АВР). При наличии АВР время перерыва питания потребителей в большинстве случаев определяется лишь временем включения выключателей резервного источника и составляет 0,3–0,8 с.
Вопрос 19. Автоматизация регулирования температурного режима электронагревательных устройств
В электронагревательных устройствах в подавляющем большинстве случаев применяется простейший вид регулирования температуры – двухпозиционное регулирование, при котором исполнительный элемент системы регулирования – контактор имеет лишь два крайних положения: «включено» и «выключено». Во включенном состоянии температура печи растет, так как ее мощность всегда выбирается с запасом, и соответствующая ей установившаяся температура значительно превосходит ее рабочую температуру. В выключенном состоянии температура, печи снижается по экспоненциальной кривой. Для идеализированного случая, когда в системе регулятор–печь отсутствует динамическое запаздывание, работа двухпозиционного регулятора показана на рис. 4, на котором в верхней части дана зависимость температуры печи от времени, а в нижней – соответствующее изменение ее мощности. При разогреве печи вначале ее мощность будет постоянной и равной номинальной, поэтому ее температура будет расти до точки 1, когда она достигнет значения t_зад+∆t_1, где |+∆t|+|-∆t_2 | – зона нечувствительности регулятора. В этот момент регулятор сработает, контактор отключит печь и ее мощность упадет до нуля. Вследствие этого температура печи начнет уменьшаться по кривой 1–2 до тех пор, пока не будет достигнута нижняя граница зоны нечувствительности t_зад-∆t_2. В этот момент произойдет новое включение печи, и ее температура вновь начнет увеличиваться.
Таким образом, процесс регулирования температуры печи по двухпозиционному принципу заключается в ее изменении по пилообразной кривой около заданного значения в пределах интервалов +∆t_1, -∆t_2, определяемых зоной нечувствительности регулятора. Средняя мощность печи зависит от соотношения интервалов времени ее включенного состояния ∆τ_1 и выключенного состояния ∆τ_2. По мере прогрева печи и загрузки кривая нагрева печи будет идти круче, а кривая остывания печи – положе, поэтому отношение периодов цикла ∆τ_1 и ∆τ_2 будет уменьшаться, а следовательно, будет падать и средняя мощность P_ср. При двухпозиционном регулировании средняя мощность печи все время приводится в соответствие с мощностью, необходимой для поддержания постоянной температуры.
Задание 4. Схема питания электромагнитов включения электромагнитных приводов выключателей в закрытом распределительном устройстве
При подаче команды на включение – замыкании контакта включения 25, включается транзистор включения 23, ток начинает протекать через катушку 2 электромагнита включения 1, якорь 3 движется на втягивание (вниз на чертеже), вал 5 с рычагами 4 фаз поворачивается по часовой стрелке против пружины отключения 10, но с дополнительной помощью от атмосферного давления на сильфоны ВДК 9, тяги 6 и узел поджатая 7 двигаются вверх до замыкания контактов ВДК, после чего при дальнейшем движении начинают сжиматься пружины поджатая 8, создавая дополнительное нажатие на торцевые контакты ВДК, обеспечивающее их нормальную работу в длительном включенном режиме или необходимую скорость отключения при коротком замыкании.
В конце включения при подходе якоря 3 к торцу корпуса магнитопровода ЭВ выступ 11 выходит из соприкосновения с защелкой 13 и образует с ее торцом 12 небольшой зазор (необходимый запас для установки привода на защелку). Под действием пружины 14 защелка поворачивается по часовой стрелке и торец 12 оказывается над выступом 11, при этом подпружиненный элемент 18 переключает замыкающий контакт 20 и размыкающий контакт 21 конечного переключателя 19. С момента замыкания контакта 25 начинает заряжаться конденсатор 41 через резисторы 39 и 40 времязадающей RC цепочки. После замыкания контакта 20 ускоренно дозаряжается конденсатор 41 через одно сопротивление 39 до напряжения стабилизации стабилитрона 36 и на управляющем электроде тиристора 37 появляется напряжение, открывающее тиристор, при этом шунтируется затвор транзистора 23, который закрывается, обрывая ток катушки включения 2, накопленная электромагнитная энергия которой быстро гасится поглотителем энергии 44. Синхронно со спадом тока в катушке 2 падает магнитный поток в магнитопроводе (шихтованном) электромагнита 1 и сила, действующая на его якорь. Упор 11 упирается в торец 12 защелки 13, фиксируя привод и выключатель во включенном положении. Повторное включение привода после его отключения, например, от расцепителей максимального тока при коротком замыкании возможно только после отключения контакта включения 25, закрытия тиристора и разряда конденсатора 41 на резистор 50, что важно в циклах АПВ.
Задание 8. Схема электрического АПВ однократного действия для линии с воздушным выключателем
Нормальная работа воздушного выключателя обеспечивается при условии, что сжатый воздух в его резервуарах находится под определенным давлением. Эта особенность требует осуществления контроля за давлением сжатого воздуха и блокировки цепей управления при снижении давления до недопустимо низкого значения.
При отключении и включении выключателя расходуется часть воздуха, запасенного в его резервуарах, что сопровождается снижением давления. Особенно большой расход воздуха и соответственно снижение давления наблюдаются при отключении выключателя. Наиболее тяжелые условия работы создаются у выключателя, оборудованного АПВ. В этом случае запас и давление воздуха должны обеспечить нормальную работу выключателя в цикле неуспешного АПВ, т.е. в цикле О – В – О, и наименьшее давление, при котором сохраняется номинальная мощность отключения. Для современных выключателей 110–500 кВ с воздухонаполненным отделителем типов ВВ и ВВН эти давления составляют соответственно 2; 1,9; 1,6 МПа. Выпускается также унифицированная серия воздушных выключателей ВНВ с рабочим давлением 4 МПа (3,9 и 3,6 МПа). Контроль за давлением сжатого воздуха и блокировка цепей управления выключателем производятся с помощью электроконтактных манометров, настроенных на соответствующие уставки.
На рис. 6 приведена схема электрического однократного АПВ для линии 330 кВ. Пуск схемы АПВ осуществляется, как и в схеме, рассмотренной ранее, при замыкании контактов реле положения «Отключено» KQT.1 и реле фиксации KQQ.1 в цепи обмотки реле времени КТ.
1. А. С. Клюев, А. Т. Лебедев, С. А. Клюев, А. Г. Товарнов / Под ред. А. С. Клюева. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие 2-е издание, переработанное и дополненное. – Москва: Энергоатомиздат, 1989.
2. Автоматика электроэнергетических систем / О.П. Алексеев, В.Е. Казанский, В.Л. Козис и др.; Под ред. В.Л. Козиса и Н.И. Овчаренко. М.: Энергоиздат, 1981.
3. Беркович М.А., Комаров А.Н., Семенов В.А. Основы автоматики энергосистем. – 2-е изд. М.: Энергоиздат, 1981.
4. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. – Москва: Энергия, 1976, – 560 с.
5. Овчинников В.В. Автоматическое повторное включение. М.: Энергоатомиздат, 1986.
6. Баркан Я.Д., Орехов Л.А. Автоматизация энергосистем. М.: Высшая школа, 1981.
