Doğrudan çalışma akımı kaynakları ve ağları
Çalışma devrelerine güç sağlamak için trafo merkezlerinde doğru akım genellikle asit piller (sabit ve taşınabilir) ve bazı durumlarda alkalin piller kullanılır. Sabit piller, genellikle seri olarak bağlanan ayrı pillerden oluşur.
Batarya, görevi elektrik enerjisini biriktirmek (şarj) ve bu enerjiyi kullanıcıya geri vermek (deşarj) olan ikincil kimyasal akım kaynağı olarak adlandırılır.
Asitli bataryanın ana parçaları (Şekil 1) kurşun pozitif 2 ve negatif 1 plakaları, bağlantı kurşun şeritleri 5, elektrolit, ayırıcılar 3 ve bir haznedir. Kenar sayısı çok olan kurşun levhalar negatif - kutu tipi levhalar olarak levhaların çalışma yüzeyini arttıran pozitif olarak kullanılır. Pozitif plakaların oluşumundan sonra kurşun dioksit PbO2, negatif plakalarda sünger kurşun Pb oluşur.
Pirinç. 1. Ahşap bir kapta SK -24 tipi akümülatörler: 1 - negatif plaka, 2 - pozitif plaka, 3 - ayırıcı, 4 - tutma camı, 5 - bağlantı şeridi, 6 - dalın ucu
Elektrolit, yüksek saflıkta sülfürik asit ve damıtılmış sudan oluşur.25 °C'de sabit şarjlı bir pilin elektrolitinin yoğunluğu 1,21 g/cm3'tür.
Akünün pozitif ve negatif plakaları arasına, olası bozulma ve aktif kütlenin bunlardan düşmesi durumunda plakaların kapanmasını önleyen ayırıcılar olan yalıtım bölmeleri yerleştirilmiştir.
Pil, kapasite, EMF, şarj ve deşarj akımları ile karakterize edilir. Pilin nominal kapasitesi (amper-saat cinsinden), 10 saatlik deşarj ve normal sıcaklıktaki (25 ° C) ve elektrolit yoğunluğundaki (1,21 g / cm3) kapasitesidir.
Trafo merkezlerinde ağırlıklı olarak C, SK, SN pillerden oluşan 220 V piller kullanılmaktadır.
C (sabit) piller, 3 ila 10 saat veya daha fazla deşarj olacak şekilde tasarlanmıştır. CK aküler (kısa süreli deşarj modları için sabit) 1-2 saat deşarj sağlar, bu nedenle CK akülerde yüksek akım için tasarlanmış plakalar arasında güçlendirilmiş bağlantı şeritleri kullanılır.
C ve CK akü kapları açıktır, C -16, CK -16 ve daha küçük odalar için - cam ve büyük odalar için - ahşap, içi kurşun (veya seramik) ile kaplanmıştır. CH tipi akümülatörler, sızdırmaz kapalı kaplara yerleştirilmeleri ile karakterize edilir. Bu piller nispeten küçük ağırlık ve boyutlara sahiptir, diğer elektrikli ekipmanlarla aynı odaya kurulabilirler.
Pil numarası (harf tanımından sonra) kapasitesini karakterize eder. Amper-saat kapasitesi, akü sayısının 1 numaralı tek bir akünün birim kapasitesi ile çarpımına eşittir. C-1 ve SK-1 tipi akülerde bu kapasite 36 Ah, C- tipi akülerde ise 36 Ah'dir. 10 ve SK - 10 — 360 Ah.
Küçük trafo merkezlerinde, önemli ani yüklerin ve çalışma akımı şebekesinde keskin dalgalanmaların olmadığı durumlarda (anahtarlar açıldığında vb.), 24 ve 48 V voltajlı küçük kapasiteli portatif marş aküleri kullanılır. bu tür trafo merkezlerinde, pil genellikle normal bir deşarj modunda uzun süre çalışır ve belirli bir süre sonra - nominal kapasitesini (akü voltajının kontrol ölçümleriyle belirlenir) kaybettikten sonra - yedek bir pille değiştirilir. Bazen, elektrolit olarak 1.19-1.21 g / cm3 yoğunluğa sahip sulu bir kostik potasyum çözeltisinin kullanıldığı alkalin piller kullanılır.
Alkalin pillerin pozitif plakalarında, aktif madde nikel oksit hidrattır ve negatif plakalarda - demir (nikel-kadmiyum piller) veya sadece demir (nikel-demir piller) karışımı ile kadmiyum. Trafo merkezlerinde, çoğunlukla NZh ve TNZh tipi elementlerin demir-nikel pilleri kullanılır.
Kurşun ve alkali pillerin avantajları ve dezavantajları vardır: kurşun asit piller, alkalin pillere göre daha yüksek deşarj voltajlarına (1,8-2 ve 1,1-1,3 V), daha yüksek kapasiteye ve enerji verimliliğine sahiptir. Bu nedenle, aynı voltajdaki bir pili oluştururken, kurşun-asit piller neredeyse yarısı kadarını gerektirir. Alkalin pillerin özellikleri, kompaktlık, yoğunluk, mekanik dayanıklılık, düşük kendi kendine deşarj ve düşük sıcaklıklarda çalışabilme yeteneğidir.
Şarj edilebilir piller, bir AC voltajı arızası durumunda çalışan devrelere bağımsız (otonom) güç kaynağı sağladıklarından, ikincil cihazlar için en güvenilir güç kaynağıdır.
Acil durum modunda, piller tüm DC tüketicilerinin yükünü üstlenerek röle koruması ve otomasyonun yanı sıra açılıp kapanma özelliği sağlar. anahtarlar... Acil durum modunun sınırlama süresinin tüm elektrik alıcıları ve doğru akımla çalışan devreler için 0,5 saate ve iletişim ve telemekanik için 1-2 saate eşit olduğu varsayılır., 0 saat).
Şarj edilebilir pillerin kullanımı, yüksek maliyetleri ve çalıştırma karmaşıklıkları nedeniyle sınırlıdır. Bu nedenle, en büyük trafo merkezlerine kurulurlar. 500 kV ve üzeri trafo merkezlerinde iki veya daha fazla akü kurulur.
Şu anda, pilleri şarj etmek için pil şarj cihazları adı verilen statik doğrultucular kullanılmaktadır. Eski trafo merkezlerinde, önemli sayıda motor jeneratörü hala çalışıyor.
Çalışma sırasında aküde depolanan elektrik enerjisi sürekli olarak tüketilir. Doldurmak için motor jeneratörleri ve statik doğrultucular olarak da kullanılabilen şarj edilebilir cihazlar kullanılır. Şarj cihazlarının gücü genellikle şarj cihazlarının gücünün %20-25'i kadardır. Bazı durumlarda, aynı cihaz bir şarj etme ve şarj etme cihazının işlevlerini yerine getirebilir.
Motor jeneratörleri, bir asenkron motor ve paralel uyarımlı bir DC jeneratöründen oluşur. Her iki makine de aynı çerçeve üzerine monte edilmiştir ve milleri elastik bir kaplin ile birbirine bağlanmıştır. Aküyü şarj ederken, şarj cihazının jeneratör voltajı değişmelidir, bu nedenle DC jeneratörü, bir şönt reosta ile uyartımı değiştirilerek geniş bir voltaj regülasyonu ile seçilir.Silikon doğrultucular, statik şarj ve şarj cihazları olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Motor-jeneratörden farklı olarak, statik doğrultucular daha ucuzdur, hareketli parçası yoktur, bakımı daha uygundur, uzun bir hizmet ömrüne ve büyük bir aşırı yük kapasitesine sahiptir ve bu nedenle en yaygın olanlarıdır.
Doğru akımın dağıtımı, şarj ve şarj-şarj cihazlarının akümülatöre bağlantısı, üzerinde anahtarlama ekipmanı ve enstrümanlarının bulunduğu doğru akım devre kartları (DCB) aracılığıyla gerçekleştirilir. Görevli personelin hareketlerinde kolaylık olması için DCS'ye DC DC anımsatıcı devreler uygulanmıştır.
Bataryalar, DC güç kaynakları, şarj ve şarj cihazları, DC elektrik alıcıları birbirine kablo hatları ve bazı durumlarda baralar ile bağlıdır ve birlikte DC şebekesi için bir elektrik devresi oluştururlar.
Şarj edilebilir pillerin üç ana çalışma modu vardır: jet şarjı, şarj-deşarj ve şarj-dinlenme-deşarj.
Trafo merkezlerinde aküler genellikle damlama şarj modunda çalıştırılır... Bu durumda, voltaj dengeleme cihazı (±% 2 hassasiyetle) ile donatılmış şarj cihazı, şebekenin sürekli açık elektrik alıcılarını çalışma akımı için her zaman besler (sinyal lambaları, röle bobinleri, kontaktörler) ve ayrıca kendi kendine boşalmasını telafi ederek aküyü yeniden şarj eder.
Sonuç olarak, pil her zaman tam şarjlıdır. Kısa süreli yük şokları ağırlıklı olarak akü tarafından emilir.
İncirde. Şekil 2, 500 kV'luk bir trafo merkezindeki pil kurulumunun bir diyagramını göstermektedir.Trafo merkezinde iki adet akümülatör ve biri yedek olmak üzere üç adet şarj ve şarj cihazı bulunmaktadır. Akümülatör pilleri, şarj ve şarj cihazları olarak kullanılan SK tipi kurşun-asit pillerden monte edilir. yarı iletken redresörler VAZP-380 / 260-40 / 80... DC kartı, PSN-1200-71 serisinin komple DC panellerinden monte edilir.
Pirinç. 2. Ek elemanlar olmadan pil kurulumunun şematik diyagramı: AB1, AB2 — akümülatörler, VU1, VU2, VUZ — doğrultucu cihazlar, UMC — yanıp sönen ışık cihazı, UKN — voltaj seviyesi kontrol cihazı, UKI — kontrol cihazı yalıtımı, SH — kontrol bus, SH — sinyal busları, (+) — yanıp sönen buslar, I, II, III, IV — bölüm numaraları, SH — anahtarları açmak için elektromıknatısların güç baraları
Kalkan lastikleri iki ana (I ve II) ve iki yardımcı (III ve IV) bölüme ayrılmıştır. Elektrik alıcıları bölüm I veya II tarafından çalıştırılır, yardımcı bölümler güç kaynaklarının karşılıklı olarak kısa devre edilmesi için kullanılır: şarj ve yeniden şarj için akümülatörler ve redresörler.
Elektrik alıcıları ve güç kaynakları, A3700 ve AK-63 serisi otomatik anahtarlar kullanılarak bağlanır. Bu anahtarlar, anahtarlama cihazlarının işlevlerini yerine getirir ve DCB bağlantılarını kısa devrelerden korur. Pano, yanıp sönen ışık UMC, yalıtım kontrolü UCI ve voltaj seviyesi UCN için cihazlarla donatılmıştır.
Yağ şalterlerinin güçlü elektromıknatıslarını açmak için artan voltajın gerekli olduğu kurulumlarda, ek elemanlar kurulur. Ekstra hücreli piller 108 yerine 120, 128, 140 hücreden oluşur.Bu gibi durumlarda devre biraz değişir.
Ek hücrelerin plakalarının sülfatlanmasını önlemek için, negatif kutup ile 108. hücrenin dalları arasına ayarlanabilir bir direnç bağlanır ve bunun yardımıyla ana hücrelerin deşarj akımına eşit bir deşarj akımı oluşturulur. Bu, ana ve ek hücreler için aynı çalışma koşullarını garanti eder ve sülfatlaşmayı önleyen ve pillerin hizmet ömrünü artıran derin şarj ve deşarj olasılığını ortadan kaldırır. Yavaş şarj modunda, pil her zaman şarjlı durumdadır ve kullanıcılara doğru akım sağlamaya hazırdır.
Normal modda, her açık pil hücresinin voltajı ± %2'lik bir toleransla 2,2 V olmalıdır. İkincil cihazlara güç sağlamak için farklı voltajlarda doğru akımın gerekli olduğu durumlarda, taşınabilir piller ve ara pil hücrelerinden kollar kullanılır.
Örneğin, çoğu için röle koruma cihazları 24, 48 veya 60 V telemekanik cihazlar için ve yağ şalterlerinin güçlü elektromanyetik tahriklerine güç sağlamak için 220 V'luk bir voltaj gereklidir - aküden aküye giden kablodaki voltaj düşüşünü telafi etmek için 250 V'a kadar veya daha fazla bir voltaj anahtarların yüksek ani akımlarda kurulduğu şalt sistemi.
Bazı kurulumlarda, akümülatörler şarj-deşarj modunda çalışır. Bu durumda, akü terminallerindeki voltaj sabit kalmaz, ancak nispeten geniş bir aralıkta değişir (kurşun asitli aküler için, deşarj sırasında voltaj 2'den 1,8-1,75 V'a ve şarj olurken 2, 1'den değişir) 2,6 -2, 7 B'ye kadar).
Şarj-deşarj yöntemiyle çalışan akü devrelerinde DC kartının DC baralarının tüm modlarında sabit bir akü voltaj seviyesini korumak için, baralara bağlı akü sayısını değiştirmeye yarayan bir eleman anahtarı sağlanmıştır. kurulum veya şarj cihazına.
Akü tesisatlarının şarj-dinlenme-deşarj modunda çalışması, trafo merkezlerinde bu mod kullanılmadığından burada dikkate alınmamıştır.
24, 36 veya 48 V voltajlı piller genellikle seri olarak bağlanmış birkaç taşınabilir pilden oluşur. Çoğu durumda, biri yedek olmak üzere iki set bu tür pil takılır.