Nguồn và mạng của dòng điện làm việc trực tiếp

Trong các trạm biến áp để cấp nguồn cho mạch làm việc dòng điện một chiều thường là pin axit (cố định và di động) và trong một số trường hợp, pin kiềm được sử dụng. Pin cố định bao gồm các pin riêng lẻ, thường được mắc nối tiếp.

Pin được gọi là nguồn dòng điện hóa học thứ cấp có nhiệm vụ tích lũy năng lượng điện (tích điện) và trả lại năng lượng này cho người sử dụng (phóng điện).

Các bộ phận chính của ắc quy axit (Hình 1) là các tấm chì dương 2 và âm 1, kết nối các dải chì 5, chất điện phân, dải phân cách 3 và bình chứa. Các tấm chì có số lượng lớn các cạnh được sử dụng làm tấm dương, làm tăng bề mặt làm việc của tấm, dưới dạng tấm âm - loại hộp. Sau khi hình thành các bản cực dương, chì dioxit PbO2 được hình thành và trên các bản cực âm, chì xốp Pb được hình thành.

Cơm. 1. Loại ắc quy SK -24 đựng trong thùng gỗ: 1 — tấm âm, 2 — tấm dương, 3 — dải phân cách, 4 — kính chắn, 5 — dải nối, 6 — đầu nhánh

Chất điện phân bao gồm axit sunfuric có độ tinh khiết cao và nước cất.Mật độ của chất điện phân của pin tích điện đứng yên ở 25 ° C là 1,21 g / cm3.

Giữa các tấm cực dương và âm của pin, các vách ngăn cách điện được lắp đặt - các tấm ngăn ngăn các tấm đóng lại trong trường hợp có thể bị biến dạng và khối lượng hoạt động rơi ra khỏi chúng.

Pin được đặc trưng bởi dung lượng, EMF, dòng sạc và xả. Dung lượng danh định của pin (tính bằng ampe giờ) là dung lượng của nó ở mức xả 10 giờ và nhiệt độ bình thường (25 ° C) và mật độ (1,21 g / cm3) của chất điện phân.

Trong các trạm biến áp chủ yếu sử dụng ắc quy 220 V được ghép từ các ắc quy C, SK, SN.

Pin C (cố định) được thiết kế để xả từ 3 đến 10 giờ trở lên. Pin CK (cố định cho các chế độ xả ngắn hạn) cho phép xả trong 1-2 giờ, do đó, trong pin CK, các dải kết nối được gia cố được sử dụng giữa các tấm, được thiết kế cho dòng điện cao.

Bình ắc quy C và CK mở, đối với phòng C -16, CK -16 và nhỏ hơn - bằng thủy tinh, còn đối với phòng lớn - bằng gỗ, lót chì (hoặc gốm) bên trong. Ắc quy loại CH có đặc điểm là chúng được đặt trong bình chứa kín. Những loại pin này có trọng lượng và kích thước tương đối nhỏ, chúng có thể được lắp đặt trong một phòng cùng với các thiết bị điện khác.

Số pin (sau ký hiệu chữ cái) đặc trưng cho dung lượng của nó. Dung lượng ampe giờ bằng số lượng pin nhân với dung lượng đơn vị của từng pin có số 1. Đối với pin loại C-1 và SK-1, dung lượng này là 36 Ah và đối với loại C- 10 và SK - 10 — 360 À.

Trong các trạm biến áp nhỏ, trong trường hợp không có tải khởi động đáng kể và dao động mạnh trong mạng lưới dòng điện hoạt động (khi bật công tắc, v.v.), pin khởi động di động có dung lượng nhỏ với điện áp 24 và 48 V được sử dụng. những trạm biến áp như vậy, ắc quy thường hoạt động trong một thời gian dài ở chế độ phóng điện bình thường và sau một thời gian nhất định - sau khi mất dung lượng danh định (được xác định bằng các phép đo kiểm soát điện áp của ắc quy) - nó được thay thế bằng một cục dự phòng. Pin kiềm đôi khi được sử dụng, trong đó dung dịch kali ăn da với mật độ 1,19-1,21 g / cm3 đóng vai trò là chất điện phân.

Trong các bản cực dương của pin kiềm, chất hoạt tính là niken oxit hydrat và trong các bản cực âm - cadmium với hỗn hợp sắt (pin niken-cadmium) hoặc chỉ sắt (pin niken-sắt). Tại các trạm biến áp, pin sắt-niken của các nguyên tố thuộc loại NZh và TNZh thường được sử dụng nhất.

Pin chì và pin kiềm có những ưu điểm và nhược điểm riêng: pin chì-axit có điện áp xả cao hơn (1,8-2 và 1,1-1,3 V) so với pin kiềm, dung lượng và hiệu suất năng lượng cao hơn. Do đó, khi tạo ra một loại pin có cùng điện áp, pin chì-axit cần gần một nửa. Đặc điểm của pin kiềm là nhỏ gọn, mật độ, độ bền cơ học, khả năng tự phóng điện thấp và khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp.

Pin có thể sạc lại là nguồn năng lượng đáng tin cậy nhất cho các thiết bị thứ cấp, vì chúng cung cấp nguồn điện độc lập (tự trị) cho các mạch vận hành trong trường hợp mất điện áp AC.

Ở chế độ khẩn cấp, pin đảm nhận tải của tất cả người tiêu dùng DC, cung cấp khả năng tự động hóa và bảo vệ rơle, cũng như khả năng bật và tắt công tắc... Thời lượng giới hạn của chế độ khẩn cấp được giả định là 0,5 h đối với tất cả các máy thu điện và mạch làm việc có dòng điện một chiều, và đối với liên lạc và cơ điện từ xa là 1-2 giờ., 0 h).

Việc sử dụng pin sạc bị hạn chế do chi phí cao và hoạt động phức tạp. Do đó, chúng được lắp đặt trong các trạm biến áp lớn nhất. Trong các trạm biến áp từ 500 kV trở lên, hai hoặc nhiều pin được lắp đặt.

Hiện nay, bộ chỉnh lưu tĩnh được gọi là bộ sạc pin được sử dụng để sạc pin. Trong các trạm biến áp cũ, một số lượng đáng kể các máy phát động cơ vẫn đang hoạt động.

Trong quá trình hoạt động, năng lượng điện được lưu trữ trong pin liên tục được tiêu thụ. Để bổ sung nó, các thiết bị có thể sạc lại được sử dụng, cũng có thể được sử dụng làm máy phát động cơ và bộ chỉnh lưu tĩnh. Công suất của các bộ sạc thường bằng 20-25% công suất của các bộ sạc. Trong một số trường hợp, cùng một thiết bị có thể thực hiện các chức năng của thiết bị sạc và sạc lại.

Máy phát điện động cơ bao gồm một động cơ cảm ứng và một máy phát điện một chiều kích thích song song. Cả hai máy được gắn trên cùng một khung và trục của chúng được nối với nhau bằng khớp nối đàn hồi. Khi sạc pin, điện áp máy phát của bộ sạc phải thay đổi, do đó, máy phát điện một chiều được chọn với dải điều chỉnh điện áp rộng bằng cách thay đổi kích thích của nó bằng bộ biến trở shunt.Bộ chỉnh lưu silicon được sử dụng rộng rãi làm thiết bị sạc và sạc tĩnh.

Không giống như động cơ-máy phát điện, bộ chỉnh lưu tĩnh rẻ hơn, không có bộ phận chuyển động, bảo trì thuận tiện hơn, tuổi thọ cao và khả năng chịu quá tải lớn nên phổ biến nhất.

Việc phân phối dòng điện một chiều, kết nối các thiết bị sạc và sạc lại với ắc quy được thực hiện thông qua các bảng mạch dòng điện một chiều (DCB), trên đó đặt các thiết bị và dụng cụ chuyển mạch. Để thuận tiện cho các hành động của nhân viên đang làm nhiệm vụ, các mạch ghi nhớ DC DC được áp dụng cho DCS.

Pin, nguồn điện DC, thiết bị sạc và nạp lại, bộ thu điện DC được kết nối với nhau bằng đường dây cáp và trong một số trường hợp bằng thanh cái, chúng cùng nhau tạo thành một mạch điện cho mạng DC.

Có ba chế độ hoạt động chính của pin sạc: sạc phản lực, sạc-xả và sạc-nghỉ-xả.

Trong các trạm biến áp, ắc quy thường được vận hành ở chế độ sạc nhỏ giọt... Trong trường hợp này, bộ sạc được trang bị thiết bị ổn định điện áp (với độ chính xác ± 2%) luôn cung cấp dòng điện hoạt động cho các máy thu điện được bật liên tục của mạng. (đèn tín hiệu, cuộn dây rơle, công tắc tơ), đồng thời sạc lại ắc quy, bù cho hiện tượng tự phóng điện.

Kết quả là pin luôn được sạc đầy. Các cú sốc tải ngắn hạn chủ yếu được hấp thụ bởi pin.

Trong bộ lễ phục. Hình 2 cho thấy sơ đồ lắp đặt pin tại trạm biến áp 500 kV.Trạm biến áp có hai ắc quy dự trữ và ba thiết bị nạp và sạc, trong đó có một thiết bị dự phòng. Ắc quy Ắc quy được ghép từ ắc quy axit-chì loại SK dùng làm thiết bị nạp và nạp điện Bộ chỉnh lưu bán dẫn VAZP-380/260-40/80... Bo mạch DC được lắp ráp từ các tấm DC hoàn chỉnh của dòng PSN-1200-71.

Cơm. 2. Sơ đồ lắp đặt pin không có các bộ phận bổ sung: AB1, AB2 — pin lưu trữ, VU1, VU2, VUZ — thiết bị chỉnh lưu, UMC — thiết bị đèn nhấp nháy, UKN — thiết bị điều khiển mức điện áp, UKI — thiết bị cách điện điều khiển, SH — điều khiển xe buýt, SH - xe buýt tín hiệu, (+) - xe buýt nhấp nháy, I, II, III, IV - số phần, SH - xe buýt điện của nam châm điện để bật công tắc

Lốp lá chắn được chia thành hai phần chính (I và II) và hai phần phụ (III và IV). Máy thu điện được cung cấp bởi phần I hoặc II, các phần phụ trợ được sử dụng để rút ngắn nguồn điện lẫn nhau: pin lưu trữ và bộ chỉnh lưu để sạc và sạc lại.

Bộ thu điện và nguồn điện được kết nối bằng công tắc tự động của dòng A3700 và AK-63. Các công tắc này thực hiện các chức năng của thiết bị chuyển mạch và bảo vệ các kết nối DCB khỏi đoản mạch. Bo mạch được trang bị các thiết bị đèn nhấp nháy UMC, điều khiển cách điện UCI và UCN cấp điện áp.

Trong các cài đặt cần tăng điện áp để bật nam châm điện mạnh mẽ của công tắc dầu, các phần tử bổ sung được cài đặt. Pin có thêm ô bao gồm 120, 128, 140 ô thay vì 108.Trong những trường hợp như vậy, mạch thay đổi phần nào.

Để ngăn chặn quá trình sunfat hóa các tấm của các ô bổ sung, một điện trở có thể điều chỉnh được kết nối giữa cực âm và các nhánh của ô thứ 108, với sự trợ giúp của dòng điện phóng bằng với dòng xả của các ô chính được tạo ra. Điều này đảm bảo các điều kiện hoạt động giống nhau cho các ô chính và ô bổ sung, đồng thời loại trừ khả năng sạc và xả sâu, giúp ngăn ngừa quá trình sunfat hóa và tăng tuổi thọ của pin. Ở chế độ sạc nhỏ giọt, pin luôn ở trạng thái được sạc và sẵn sàng cung cấp dòng điện một chiều cho người dùng.

Ở chế độ bình thường, điện áp của mỗi ô pin được bật phải là 2,2 V với sai số ± 2%. Trong trường hợp cần có dòng điện trực tiếp có điện áp khác nhau để cấp nguồn cho thiết bị thứ cấp, pin di động và các nhánh từ các ô pin trung gian được sử dụng.

Ví dụ, đối với hầu hết thiết bị bảo vệ rơ le cần có điện áp 220 V, đối với các thiết bị cơ điện 24, 48 hoặc 60 V và để cấp nguồn cho các ổ điện từ mạnh mẽ của công tắc dầu - điện áp lên đến 250 V trở lên để bù cho sự sụt giảm điện áp trong cáp từ pin đến pin. thiết bị đóng cắt, nơi các công tắc được lắp đặt ở dòng điện khởi động cao.

Trong một số cài đặt, pin lưu trữ hoạt động ở chế độ phóng điện. Trong trường hợp này, điện áp ở các cực của ắc quy không cố định mà thay đổi trong phạm vi tương đối rộng (đối với ắc quy chì-axit, khi phóng điện, điện áp thay đổi từ 2 đến 1,8-1,75 V và khi sạc từ 2, 1 đến 2,6 -2, 7 B).

Để duy trì mức điện áp ổn định của pin ở tất cả các chế độ của các thanh cái DC của bảng DC trong các mạch pin hoạt động theo phương pháp phóng điện, một công tắc phần tử được cung cấp, dùng để thay đổi số lượng pin được kết nối với các thanh cái của cài đặt hoặc bộ sạc.

Hoạt động của việc lắp đặt pin ở chế độ sạc-nghỉ-xả không được xem xét ở đây, vì chế độ này không được sử dụng trong các trạm biến áp.

Pin có điện áp 24, 36 hoặc 48 V thường bao gồm một số pin di động được mắc nối tiếp. Trong hầu hết các trường hợp, hai bộ pin như vậy được lắp đặt, một trong số đó là pin dự phòng.