Что такое оперативные цепи
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:
Оперативное напряжение
Практически на всех распределительных подстанциях или распределительных устройствах есть цепи оперативного напряжения. Основная задача которых – это питание релейной защиты на случай срабатывания токовых реле, ведь достаточно сильно распространена практика, когда релейная защита выполнена на реле РТ-40 или РТ-80 с отключающим соленоидом на напряжение.
Отличительной особенностью данных схем является то, что она работоспособна практически во всех случаях и если правильно организовать АВР оперативные цепи окажутся всегда готовы к работе. Ведь зачастую оперативные цепи питаются или от трансформатора собственных нужд, который подключен до подхода шин к вводному высоковольтному выключателю или же от трансформатора напряжения, но при этом с автоматическим вводом напряжения от другой секции при двухтрансформаторной понизительной подстанции.
Применение оперативного переменного напряжения взятого с трансформаторов напряжения или трансформатора собственных нужд имеет ограничение по работоспособности вызванное тем, что при близких коротких замыканиях возникает огромное падение напряжение в энергосистеме. Следовательно, трансформатор напряжения или трансформатор собственных нужд не имеет возможности выдать достаточный уровень напряжения необходимое для срабатывания соленоида отключения. В свою очередь это приводит к тому, что нарушается селективность релейной защиты, что и приводит к аварийному отключению на питающих линиях в сетях 110 кВ за понижающим трансформатором.
Организовать оперативные цепи на постоянном напряжении гораздо целесообразнее, так как постоянное напряжение менее чувствительное к просадкам в электросети при близких коротких замыканиях. Да и в случае организации оперативного постоянного напряжения достаточно часто устанавливаются мощные конденсаторные установки, которые имеют возможность запасать достаточно большой заряд достаточный для срабатывания соленоида отключения. Таким образом, в оперативных цепях постоянно дежурит номинальное напряжение, и даже близкие короткие замыкания не приводят к отказу релейной защиты.
Оперативное напряжение также имеет определённую положительную черту, которая также неоценима в электричестве – это возможность организации оперативных переключений при помощи цепей управления. Что в свою очередь позволяет производить дистанционные оперативные или аварийные переключения, которые так необходимы в распределённых сетях или в сетях, где класс энергоснабжения единица.
Оперативное напряжение также целесообразно использовать на распределительных устройствах в тех случаях, когда через отходящие линии электричество по мощности протекает неравномерно. Что иногда приводит к работе установленных на высоковольтных ячейках трансформаторов тока в режиме перегруза или в режиме недогруза. Так как в настоящее время электричество достаточно дорогой продукт, то энергоснабжающие организации, зачатую делают предписания на установку трансформаторов тока с меньшим номиналом, что ведёт к перегрузу трансформаторов тока при аварийных схемах питания потребителей. Ну, если таким способом есть возможность организовать правильный учёт электричества при минимальных нагрузках на линии, то организовать релейную защиту на встроенных реле практически невозможно. Основная проблема это встроенное реле типа РТВ, которое имеет относительно большое сопротивление токовой катушки. Следовательно, при срабатывании защиты по токовой отсечке нет возможности установки кратности защиты свыше 4-х от уставки максимальной токовой защиты, так как трансформатор тока входит в насыщение и просто нереально ему выдать необходимой мощности для срабатывания реле токового максимального (РТМ).
Именно для таких случаев просто необходимо организовывать работу релейной защиты на оперативном напряжении или на реле тока типа РТ-80 с подачей тока на соленоид отключения, но при этом РТ-80 необходимо подключать с дешунтированием токовой катушки самого реле. Данные мероприятия позволяют организовать защиту, и при этом трансформаторы тока будут нормально выдавать и 13 крат по току, как им и положено.
Оперативный ток на подстанции: назначение, разновидности, схемы
Оперативный ток питает вторичные устройства оборудования, такие как: цепи релейной защиты, устройства автоматики и телемеханики, цепи управления выключателями, аппаратуру дистанционного управления и др.
Источники оперативного тока должны обеспечивать высокую надежность работы, и гарантировать питание устройств во время аварийных режимов. Источники оперативного тока должны обладать стабильным напряжением и мощностью, чтобы их было достаточно для своевременной работы релейной защиты, автоматики и других подстанционных устройств.
Оперативный ток может быть переменным или постоянным.
Постоянный оперативный ток имеет стандартные величины номинального напряжения: 24 В, 48 В, 110 В и 220 В. Аккумуляторные батареи, напряжение которых 110 В или 220 В, являются основными источниками питания оборудования постоянным током. Чтобы повысить надежность источника питания, сеть разделяют на несколько секций — изолированных между собой участков через секционный выключатель с автоматическим вводом резерва. То есть при пропадании напряжения на одной из секции, питание на неё будет подано автоматически с рабочей секции.
Независимо от общего состояния основной сети, аккумуляторные батареи (при постоянном оперативном токе) постоянно обеспечивают ее током, поэтому они, среди источников питания, являются самыми надежными.
Наряду с основным положительным свойством аккумуляторов — надежностью, существуют несколько недостатков этого источника питания. Это: большая стоимость аккумуляторных батарей, сложность сети постоянного тока, и необходимость в их зарядных агрегатах.
Система оперативного постоянного тока – СОПТ
Для преобразования, аккумулирования и распределения оперативной постоянной электроэнергии на приборы вторичной коммутации, используются системы оперативного постоянного тока – СОПТ.
Из чего состоит СОПТ?
Для начала стоит немного сказать о терминологии. Данную аббревиатуру можно расшифровать, как совокупность преобразовательных, накопительных и распределительных устройств электроэнергии, необходимых для снабжения постоянным оперативным током всех подсоединенных к нему устройств вторичной коммутации. Электроснабжение осуществляется:
Таким образом, с учетом запроса, который поступает от эксплуатирующей стороны, все комплектующие, входящие в состав СОПТ, могут иметь разное исполнение и параметры. Тем не менее, в большинстве случаев в состав системы оперативного постоянного тока входят следующие элементы:
Принцип работы
ЗУ – формирует выпрямляющее напряжение, заряжает аккумуляторные батареи и питает потребители, справляясь со следующими типами нагрузок:
АКБ – от них ток поступает на подстанцию в тех случаях, когда по тем или иным причинам (в первую очередь, из-за аварии) там отсутствует ток. Время работы приборов от АКБ зависит от количества и емкости подключенных батарей.
ШУОТ и АУОТ – шкафы распределения оперативного тока выявляют поврежденные элементы и отключают их при помощи селективных автоматических выключателей. При этом важно использовать выключатели только одного изготовителя.
Виды СОПТ по структуре
Система может иметь 2 вида структур:
Одной из наиболее популярных конфигураций СОПТ на сегодняшний день является– аппарат управления оперативным током. В него входят 3 шкафа:
С точки зрения конструкции, ШУОТ и АУОТ – это комплектное низковольтное устройство шкафного типа. Шкафы могут обладать высокой степенью защиты (для обеспечения безопасности установленной внутри аппаратуры). На фасаде устанавливаются измерительные приборы и светосигнальная арматура для мониторинга состояния коммутационных аппаратов и аварийных сигналов. Внутри шкафы поделены на отсеки:
Защиту от короткого замыкания и перегрузки в щитах обеспечивают коммутационные аппараты. Они создают 3-х уровневую защитную систему:
Для чего требуется система оперативного постоянного тока?
Потребители, которым необходимы СОПТ – оперативные цепи защиты, управления, автоматики и телемеханики, сигнализации (аварийная, предупредительная). Это цепи электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, устройств управления, автоматики, сигнализации, защиты и измерения, телемеханики и прочего
Все это – вторичные цепи электростанций и подстанций, или, как их называют, цепи собственных нужд. Характерный пример использования СОПТ – электроснабжение оборудования из-за сбоя работы подстанции, аварийное освещение.
Соответственно, система используется в данных цепях для следующих целей:
Принцип действия
СОПТ в автоматическом режиме подсоединяют источник резервного питания (аккумуляторную батарею) и, таким образом, обеспечивают электропитанием предприятия, офисы и учреждения, где по условиям работы электроснабжение должно быть круглосуточным. Используются в одно- и трехфазных сетях переменного тока с нейтралью глухозаземленного типа.
Виды тока и систем (устройств)
Оперативный ток бывает разный. Соответственно, разными бывают и системы его доставки на приборы.
Основные преимущества применения СОПТ на объектах
В этих и других преимуществах СОПТ вы сможете убедиться самостоятельно, приобретя системы оперативного постоянного тока производства компании РУСЭЛТ. Мы предлагаем вам многообразие конструктивных решений и гарантируем надежность и высокую функциональность работы оборудования.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Оперативные цепи
Оперативные цепи между шкафами тиристорного агрегата и шкафом управления соединяют двумя штыревыми разъемами через проемы в дне шкафов. [2]
Оперативные цепи при этом должны включаться на междуфазное напряжение, для того чтобы отключающая катушка привода ПРА-17 выключателя нагрузки могла работать при разных режимах замыкания на землю. [3]
Оперативные цепи работают на постоянном или переменном токе. В ряде случаев используется выпрямленный ток. [4]
Оперативные цепи всех выключателей разделены и питаются от отдельных предохранителей. [6]
Оперативные цепи подключены к шинам выпрямленного тока. [8]
Оперативные цепи работают на постоянном или переменном токе. В ряде случаев используется выпрямленный ток. [9]
Оперативные цепи и их источники питания должны быть весьма надежны, так как нарушение их работы может приводить к серьезным авариям в электроустановках. [10]
Оперативные цепи работают на постоянном и переменном токе. В ряде случаев используют выпрямленный ток. [11]
Оперативные цепи соединяют между собой исполнительный орган ИО ( контакт) одного и воспринимающий орган ВО ( обмотка) другого реле, отключающую катушку привода выключателя и сигнал. Эти цепи питаются от источника оперативного тока. [13]
Оперативные цепи работают на постоянном или переменном токе. В ряде случаев используется выпрямленный ток. [14]
Оперативные цепи образуются между исполнительным органом ( контактом) одного и воспринимающим органом ( обмоткой) другого реле или между реле и отключающей катушкой привода выключателя и сигналом. Питание оперативных цепей осуществляется источником оперативного тока. [15]