Sumber dan jaringan arus kerja langsung
Di gardu induk untuk menyalakan sirkuit kerja arus searah biasanya baterai asam (stasioner dan portabel) dan dalam beberapa kasus digunakan baterai alkaline. Baterai stasioner terdiri dari baterai individual, biasanya dihubungkan secara seri.
Baterai disebut sebagai sumber arus kimiawi sekunder yang tugasnya mengakumulasi energi listrik (charge) dan mengembalikan energi tersebut kepada pengguna (discharge).
Bagian utama dari baterai asam (Gbr. 1) adalah pelat timah positif 2 dan negatif 1, yang menghubungkan strip timah 5, elektrolit, pemisah 3 dan bejana. Pelat timah dengan sejumlah besar tepi digunakan sebagai pelat positif, yang meningkatkan permukaan kerja pelat, sebagai pelat tipe kotak negatif. Setelah pembentukan pelat positif, timbal dioksida PbO2 terbentuk, dan pada pelat negatif terbentuk spons timbal Pb.
Beras. 1. Akumulator tipe SK -24 dalam wadah kayu: 1 — pelat negatif, 2 — pelat positif, 3 — pemisah, 4 — kaca penahan, 5 — strip penghubung, 6 — ujung cabang
Elektrolit terdiri dari asam sulfat kemurnian tinggi dan air suling.Kepadatan elektrolit baterai bermuatan stasioner pada suhu 25 ° C adalah 1,21 g / cm3.
Di antara pelat positif dan negatif baterai, partisi isolasi dipasang - pemisah yang mencegah pelat menutup jika terjadi kemungkinan distorsi dan massa aktif terlepas darinya.
Baterai dicirikan oleh kapasitas, EMF, arus pengisian dan pengosongan. Kapasitas nominal baterai (dalam ampere-jam) adalah kapasitasnya pada pengosongan 10 jam dan suhu normal (25 ° C) dan kepadatan (1,21 g / cm3) elektrolit.
Di gardu induk, sebagian besar baterai 220 V digunakan, dirakit dari baterai C, SK, SN.
Baterai C (stasioner) dirancang untuk pengosongan selama 3 hingga 10 jam atau lebih. Baterai CK (stasioner untuk mode pengosongan jangka pendek) memungkinkan pengosongan selama 1-2 jam, oleh karena itu, dalam baterai CK, strip penghubung yang diperkuat digunakan di antara pelat, yang dirancang untuk arus tinggi.
Kapal baterai C dan CK terbuka, untuk ruangan C -16, CK -16 dan lebih kecil - kaca, dan untuk ruangan besar - kayu, dilapisi dengan timah (atau keramik) di dalamnya. Akumulator tipe CH dicirikan oleh fakta bahwa mereka ditempatkan dalam wadah tertutup tertutup. Baterai ini memiliki bobot dan dimensi yang relatif kecil, dapat dipasang dalam satu ruangan dengan peralatan listrik lainnya.
Nomor baterai (setelah penunjukan huruf) mencirikan kapasitasnya. Kapasitas ampere-jam sama dengan jumlah baterai dikalikan dengan kapasitas unit baterai individu dengan angka angka 1. Untuk baterai tipe C-1 dan SK-1 kapasitasnya adalah 36 Ah, dan untuk tipe C- 10 dan SK - 10 — 360 Ah.
Di gardu induk kecil, dengan tidak adanya beban lonjakan yang signifikan dan fluktuasi tajam dalam jaringan arus operasi (saat sakelar dihidupkan, dll.), Baterai starter portabel berkapasitas kecil dengan tegangan 24 dan 48 V digunakan. gardu seperti itu, baterai biasanya bekerja untuk waktu yang lama dalam mode pengosongan normal dan setelah waktu tertentu - setelah kehilangan kapasitas nominalnya (yang ditentukan oleh pengukuran kontrol voltase baterai) - diganti dengan yang cadangan. Baterai alkaline kadang-kadang digunakan, di mana larutan kalium kaustik berair dengan kepadatan 1,19-1,21 g / cm3 berfungsi sebagai elektrolit.
Di pelat positif baterai alkaline, zat aktifnya adalah nikel oksida hidrat, dan di pelat negatif - kadmium dengan campuran besi (baterai nikel-kadmium) atau hanya besi (baterai nikel-besi). Di gardu induk, baterai besi-nikel dari elemen tipe NZh dan TNZh paling sering digunakan.
Baterai timbal dan alkalin memiliki kelebihan dan kekurangan: baterai timbal-asam memiliki voltase pelepasan yang lebih tinggi (1,8-2 dan 1,1-1,3 V) daripada baterai alkalin, kapasitas lebih besar, dan efisiensi energi. Oleh karena itu, saat membuat baterai dengan voltase yang sama, baterai timbal-asam membutuhkan hampir setengahnya. Karakteristik baterai alkaline adalah kekompakan, kerapatan, kekuatan mekanik, self-discharge rendah dan kemampuan bekerja pada suhu rendah.
Baterai yang dapat diisi ulang adalah sumber daya yang paling andal untuk perangkat sekunder, karena menyediakan catu daya independen (otonom) ke sirkuit operasi jika terjadi kegagalan tegangan AC.
Dalam mode darurat, baterai mengambil alih beban semua konsumen DC, memberikan perlindungan relai dan otomatisasi, serta kemampuan untuk hidup dan mati sakelar... Durasi pembatasan mode darurat diasumsikan sama dengan 0,5 jam untuk semua penerima listrik dan sirkuit kerja dengan arus searah, dan untuk komunikasi dan telemekanik 1-2 jam., 0 jam).
Penggunaan baterai isi ulang terbatas karena biayanya yang tinggi dan kerumitan pengoperasiannya. Oleh karena itu, mereka dipasang di gardu induk terbesar. Di gardu 500 kV ke atas, dua atau lebih baterai dipasang.
Saat ini, penyearah statis yang disebut pengisi daya baterai digunakan untuk mengisi daya baterai. Di gardu induk lama, sejumlah besar mesin genset masih beroperasi.
Selama pengoperasian, energi listrik yang disimpan dalam baterai terus dikonsumsi. Untuk mengisinya, digunakan perangkat yang dapat diisi ulang, yang juga dapat digunakan sebagai generator motor dan penyearah statis. Kekuatan pengisi daya biasanya 20-25% dari kekuatan pengisi daya. Dalam beberapa kasus, perangkat yang sama dapat menjalankan fungsi perangkat pengisian dan pengisian ulang.
Motor generator terdiri dari motor induksi dan generator DC dengan eksitasi paralel. Kedua mesin dipasang pada rangka yang sama, dan porosnya dihubungkan dengan kopling elastis. Saat mengisi baterai, tegangan generator pengisi daya harus berubah, oleh karena itu generator DC dipilih dengan pengaturan tegangan rentang lebar dengan mengubah eksitasinya dengan rheostat shunt.Penyearah silikon banyak digunakan sebagai perangkat pengisian dan pengisian daya statis.
Berbeda dengan generator motor, penyearah statis lebih murah, tidak memiliki bagian yang bergerak, lebih mudah dirawat, memiliki masa pakai yang lama dan kapasitas beban berlebih yang besar, dan oleh karena itu paling umum.
Distribusi arus searah, koneksi perangkat pengisi daya dan isi ulang ke baterai penyimpanan dilakukan melalui papan sirkuit arus searah (DCB), tempat peralatan dan instrumen switching berada. Untuk kenyamanan tindakan personel yang bertugas, sirkuit mnemonik DC DC diterapkan ke DCS.
Baterai, catu daya DC, perangkat pengisi daya dan pengisi daya, penerima listrik DC dihubungkan satu sama lain melalui saluran kabel dan dalam beberapa kasus dengan busbar. Bersama-sama mereka membentuk rangkaian listrik untuk jaringan DC.
Ada tiga mode utama pengoperasian baterai yang dapat diisi ulang: pengisian jet, pengisian-pengosongan, dan pengisian-pengosongan.
Di gardu induk, baterai biasanya dioperasikan dalam mode trickle charging... Dalam hal ini, pengisi daya yang dilengkapi dengan perangkat stabilisasi tegangan (dengan akurasi ± 2%) selalu memasok penerima listrik jaringan yang terus menyala untuk arus operasi (lampu sinyal, koil relai, kontaktor), dan juga mengisi ulang baterai, mengkompensasi pengosongan sendiri.
Hasilnya, baterai terisi penuh setiap saat. Guncangan beban jangka pendek terutama diserap oleh baterai.
Dalam gambar. Gambar 2 menunjukkan diagram pemasangan baterai pada gardu induk 500 kV.Gardu memiliki dua baterai penyimpanan dan tiga perangkat pengisian dan pengisian, salah satunya adalah cadangan. Baterai akumulator dirakit dari baterai timbal-asam tipe SK yang digunakan sebagai perangkat pengisi daya dan penyearah semikonduktor VAZP-380 / 260-40 / 80... Papan DC dirakit dari panel DC lengkap dari seri PSN-1200-71.
Beras. 2. Diagram skema pemasangan baterai tanpa elemen tambahan: AB1, AB2 — baterai penyimpanan, VU1, VU2, VUZ — perangkat penyearah, UMC — perangkat lampu berkedip, UKN — perangkat kontrol level tegangan, UKI — isolasi perangkat kontrol, SH — kontrol bus, SH — bus sinyal, (+) — bus berkedip, I, II, III, IV — nomor bagian, SH — bus daya elektromagnet untuk menyalakan sakelar
Ban pelindung dibagi menjadi dua bagian utama (I dan II) dan dua tambahan (III dan IV). Penerima listrik ditenagai oleh bagian I atau II, bagian tambahan digunakan untuk saling korslet sumber daya: baterai penyimpanan dan penyearah untuk pengisian dan pengisian ulang.
Penerima listrik dan catu daya terhubung menggunakan sakelar otomatis seri A3700 dan AK-63. Sakelar ini menjalankan fungsi perangkat pensaklaran dan melindungi koneksi DCB dari korsleting. Papan ini dilengkapi dengan perangkat untuk mem-flash light UMC, kontrol isolasi UCI dan level tegangan UCN.
Dalam instalasi di mana peningkatan voltase diperlukan untuk menyalakan elektromagnet sakelar oli yang kuat, elemen tambahan dipasang. Baterai dengan sel ekstra terdiri dari 120, 128, 140 sel, bukan 108.Dalam kasus seperti itu, sirkuit agak berubah.
Untuk mencegah sulfasi pelat sel tambahan, resistor yang dapat disesuaikan dihubungkan antara kutub negatif dan cabang sel ke-108, dengan bantuan arus pelepasan yang sama dengan arus pelepasan sel utama. Ini menjamin kondisi pengoperasian yang sama untuk sel utama dan sel tambahan dan mengecualikan kemungkinan pengisian dan pengosongan yang dalam, yang mencegah sulfasi dan meningkatkan masa pakai baterai. Dalam mode trickle charge, baterai selalu dalam keadaan terisi daya dan siap menyuplai pengguna dengan arus searah.
Dalam mode normal, tegangan setiap sel baterai yang dihidupkan harus 2,2 V dengan toleransi ± 2%. Dalam kasus di mana arus searah dari voltase berbeda diperlukan untuk memberi daya pada perangkat sekunder, baterai portabel dan cabang dari sel baterai perantara digunakan.
Misalnya, untuk sebagian besar perangkat perlindungan relai diperlukan tegangan 220 V, untuk perangkat telemekanis 24, 48 atau 60 V dan untuk menyalakan penggerak elektromagnetik yang kuat dari sakelar oli - tegangan hingga 250 V dan lebih untuk mengkompensasi penurunan tegangan pada kabel dari baterai ke switchgear, di mana sakelar dipasang pada arus lonjakan tinggi.
Di beberapa instalasi, baterai penyimpanan beroperasi dalam mode charge-discharge. Dalam hal ini, tegangan pada terminal baterai tidak tetap konstan, tetapi bervariasi dalam kisaran yang relatif luas (untuk baterai timbal-asam, selama pengosongan, tegangan berubah dari 2 menjadi 1,8-1,75 V, dan saat mengisi daya dari 2, 1 sampai 2,6 -2, 7 B).
Untuk mempertahankan level voltase baterai yang stabil di semua mode bus DC papan DC di sirkuit baterai yang beroperasi dengan metode charge-discharge, disediakan sakelar elemen, yang berfungsi untuk mengubah jumlah baterai yang terhubung ke bus dari instalasi atau ke pengisi daya.
Pengoperasian instalasi baterai dalam mode charge-rest-discharge tidak dipertimbangkan di sini, karena mode ini tidak digunakan di gardu induk.
Baterai dengan tegangan 24, 36 atau 48 V biasanya terdiri dari beberapa baterai portabel yang dihubungkan secara seri. Dalam kebanyakan kasus, dua set baterai tersebut dipasang, salah satunya cadangan.