Что такое источники оперативного тока

В работе электростанций используется большое количество вспомогательного оборудования. Оно необходимо, чтобы организовать эффективное выполнение основных задач. Ток, используемый для питания такого оборудования, называется оперативным. Источники оперативного тока обеспечивают надёжность и бесперебойность работы всех производственных систем.

Источники оперативного тока на подстанции

Что такое оперативный ток

Основное назначение электростанции — снабжать энергией потребителей. Эффективность ее работы во многом зависит от функционирования систем, обеспечивающих:

  • Управление режимами работы.
  • Регулировку процессов, предназначенных выполнять определенные действия.
  • Срабатывание сигнализации.
  • Релейную защиту.
  • Работу автоматики.

Таким системам необходимо обеспечить бесперебойное питание. Нужно учитывать, что при малейшем сбое может возникнуть авария. Важно, чтобы используемые источники питания полностью обеспечивали работу соответствующих устройств.

В более широком смысле оперативный ток можно рассматривать как тот, который применяется для работы различных устройств, обеспечивающих функции регулировки и управления соответствующей системой.

Шкаф оперативного тока

Разновидности схем питания

Для электропитания используются источники постоянного или переменного тока. Иногда более выгодным является применение выпрямленного напряжения. Различают независимые или зависимые источники. В первом случае они не связаны с системами электростанции. Во втором получают энергию от них. Независимые источники более надёжные, однако зависимые лучше обеспечены энергией.

К независимым относят дизель-генераторы, аккумуляторы и турбореактивные агрегаты. Зависимыми источниками оперативного тока являются трансформаторы. Более надежными считаются трансформаторы тока, поскольку обеспечивают четкую работу релейных защит при возникновении коротких замыканий или перегрузок. В трансформаторах напряжения в таких случаях не срабатывает отключающая катушка. Поэтому их используют только в тех защитных системах, действие которых не связано со значительным понижением электронапряжения на шинах.

Классификация оперативного тока

Особенности источников постоянного тока

Использование постоянного оперативного тока является наиболее простым и надежным. Востребованы номиналы напряжения 24, 48, 110 и 220 Вольт. Применение источников постоянного тока имеет следующие преимущества:

  • Подключенные устройства обеспечиваются питанием независимо от того, в каком состоянии находится сеть — в рабочем или аварийном.
  • Схемы релейной защиты являются простыми и надёжными.

У источников постоянного тока имеются также недостатки:

  • Относительно высокая стоимость таких устройств делает их использование на подстанциях в некоторых случаях экономически нерентабельным.
  • Для размещения источников потребуется наличие отдельного, хорошо отапливаемого и качественно вентилируемого помещения.
  • Необходимость периодической подзарядки для аккумуляторов или заправки топливом для генераторов.

Чтобы увеличить надёжность системы питания, источники разбивают на независимые секции. При использовании данной схемы отказ одной или нескольких из них не повлияет на работоспособность ответственных потребителей оперативного тока. Также применяется их дублирование.

Подключение аккумуляторной батареи

При использовании аккумуляторной батареи её подключают к шине питания, подсоединенной к различным группам потребителей. В их число входят устройства для систем релейной защиты, автоматики, аварийного освещения или управления. Как правило, для питания такого оборудования выбирают батареи, состоящие из кислотно-свинцовых аккумуляторов. Важно, чтобы они обладали высокой надёжностью и долговечностью.

Отдельное помещение для аккумуляторов требуется в связи с тем, что нужно постоянно удалять пары серной кислоты. Долговечность этих устройств обеспечивается за счёт оптимального режима подзарядки и использования электроэнергии. Обеспечить такой режим можно с помощью регулируемых подзарядных установок.

Структура релейной защиты

Плюсы и минусы источников переменного оперативного тока

Обычно такие источники на ПС являются зависимыми. Для этой цели применяются трансформаторы тока и напряжения. При этом используется энергия, которая поступает на защищаемый объект для передачи потребителям.

К плюсам таких источников питания можно отнести:

  • Невысокую стоимость.
  • Подключение осуществляется без использования разветвленной сети.

Схема питания сети оперативного переменного тока

Помимо достоинств существуют и недостатки:

  • Колебания напряжения на выходе оказывают существенное влияние на работу микроэлектронных и аналоговых реле. При этом возрастает риск сбоев. Если применяются электромеханические реле, такое влияние можно не учитывать.
  • Если возникнет поломка или аварийная ситуация, то источники переменного тока не смогут надёжно выполнять свои основные функции.

При использовании переменного тока его иногда преобразовывают в постоянный при помощи выпрямителей. Качество работы источника в таком случае в значительной степени определяется выбором схемы подключения.

Схема с применением предварительно заряженного конденсатора

В качестве альтернативного источника переменного оперативного тока могут использоваться конденсаторные установки. В условиях нормального режима работы электросети конденсатор заряжается от подсоединенного зарядного устройства. Когда первичное напряжение исчезает, конденсатор начинает разряжаться, обеспечивая при этом питанием, подключенные к нему устройства. Недостатком такой схемы считают быструю разрядку конденсатора.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию