Zasilacze pomocnicze do zasilania przekaźnikowych urządzeń zabezpieczających

W przypadku wszystkich przekaźnikowych urządzeń zabezpieczających, oprócz przekaźnika bezpośredniego działania, wymagane jest pomocnicze źródło prądu. Źródła prądu roboczego dzielą się na:

• Zasilacze prądu stałego.

• Zasilacze AC.

Pomocnicze zasilacze prądu stałego

Baterie akumulatorów stanowią niezależne źródło prądu roboczego.

Zalety zasilaczy prądu stałego:

• Do wszystkich obwodów podłączonych urządzeń dostarczane jest zasilanie o wymaganym poziomie napięcia i prądu, niezależnie od stanu sieci głównej.

• Prostota i niezawodność obwodów zabezpieczających przekaźniki.

Niedogodności:

• Wysoki koszt (ekonomicznie uzasadniony przy stosowaniu źródeł prądu stałego w stacjach 110 kV i wyższych z kilkoma liniami napowietrznymi);

• Potrzeba ogrzewanego i wentylowanego pomieszczenia;

• Konieczność użycia ładowarki;

• Trudność w pracy.

W celu zwiększenia niezawodności sieć zasilania potrzeb własnych jest dzielona tak, aby wyłączenie jednej lub kilku sekcji nie prowadziło do uszkodzenia najbardziej krytycznych odbiorców prądu roboczego, do których należą zabezpieczenia przekaźnikowe, automatyka i urządzenia sterujące.

Ryż. 1. Schemat podłączenia źródła prądu stałego (baterii akumulatorów) w rozdzielnicy

Bateria akumulatorów pracuje na szynach prądu stałego, z których linie zasilają sekcje prądu pomocniczego dla poszczególnych grup użytkowników. ХУ — szyny zasilające zabezpieczenia przekaźników, urządzenia automatyki i sterowania (zwykle dla każdej sekcji szyny oddzielna szyna), ШС — szyny sygnałowe i ШВ — szyny zasilające elektromagnesy do załączania wyłączników. Bateria jest również źródłem oświetlenia awaryjnego dla podstacji.

Akumulator jest zwykle wykonany z akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które mają wystarczająco dużą trwałość, wydajność i wytrzymują krótkotrwałe przeciążenia, na przykład podczas zasilania elektromagnesów do włączania potężnych przełączników (prąd elektromagnesu może osiągnąć kilkaset amperów).

Pomieszczenie akumulatorów musi być ogrzewane i wentylowane w celu usunięcia oparów kwasu siarkowego. Aby zapewnić długowieczność akumulatora, należy przestrzegać optymalnego trybu ładowania, ładowania i rozładowywania. Do tego celu służą automatyczne regulowane prostowniki (ładowarki).

Zabezpieczenie sieci prądu stałego realizowane jest za pomocą bezpieczników i wyłączników zapewniających selektywność i czułość. Najczęstszym rodzajem usterki jest zwarcie jednego z biegunów do masy.

Nie prowadzi to do zniszczenia, ale wystąpienie drugiego zwarcia może doprowadzić do fałszywego zadziałania urządzenia zabezpieczającego lub zamknięcia elektromagnesów. Dlatego stosuje się monitorowanie izolacji, na przykład poprzez zainstalowanie dwóch woltomierzy. W przypadku braku zwarcia napięcie między magistralą a masą jest takie samo, w przeciwnym razie odczyty woltomierza są różne.

Źródła prądu przemiennego

Źródła przemiennego prądu roboczego - wykorzystują energię zabezpieczanego obiektu Przy wykonywaniu przemiennego zasilania pomocniczego źródłami są przekładniki prądowe i przekładniki napięciowe.

Zalety źródeł prądu przemiennego:

• Niższa cena.

• Brak rozgałęzionej działającej sieci prądowej.

Niedogodności:

• Wahania napięcia wyjściowego są większe niż przy źródłach prądu stałego, zwłaszcza przy prądzie zwarciowym... W przypadku przekaźników elektromechanicznych nie jest to konieczne, ale w przypadku przekaźników analogowych i mikroelektronicznych może prowadzić do nieprawidłowego działania.

• Gwałtowny spadek napięcia pomocniczego, gdy przełącznik jest włączony w pobliżu zwarcia.

Istnieją różne opcje implementacji urządzeń zabezpieczających przekaźnika prądu roboczego AC. Najprostsze schematy wykorzystujące prąd instalacji.

1) Schemat z utylizacją elektromagnesu odcinającego.

YAT — cewka wyzwalająca wyłącznik. W trybie normalnym cewka zamykająca jest zmostkowana przez styk przekaźnika prądowego PT. Po wyzwoleniu zwarcia RT styk otwiera się, a wtórny przekładnik prądowy zasila YAT, powodując otwarcie wyłącznika.

Obwód stosuje się do zabezpieczenia nadprądowego, jeżeli włączenie elektromagnesów wyzwalających nie prowadzi do niedopuszczalnych błędów w przekładnikach prądowych, a maksymalny prąd zwarciowy nie przekracza granicy prądu, jaką mogą przełączać styki przekaźnika.

2) Prostowane obwody prądu roboczego.

Zaleca się stosowanie schematów opartych na skorygowanym prądzie roboczym na połączeniach wyposażonych w przełączniki z napędem elektromagnetycznym lub pneumatycznym, których elektromagnesy mają duże zużycie energii, a także w obecności skomplikowanych urządzeń zabezpieczających.

W trybie normalnym wyprostowane napięcie wyjściowe zapewnia bnapięcie loc (BPN), aw zwarciu — albo blok zasilania prądem (BPT), albo oba bloki razem.

3) Obwody wykorzystujące baterie kondensatorów.

W trybie normalnym styk przekaźnika PT jest otwarty, a kondensator C jest ładowany przez diodę napięciem z VT. Gdy dochodzi do zwarcia, przekaźnik prądowy PT jest aktywowany, jego styk zamyka się, a wstępnie naładowany kondensator C zaczyna rozładowywać się do wyłącznika YAT, powodując otwarcie wyłącznika.

Ten schemat jest używany, jeśli moc dostarczana do przekładnika prądowego jest niewystarczająca do wykorzystania dwóch poprzednich schematów.