4.2 Распределение постоянного оперативного тока

Постоянный оперативный ток на электрических станциях распределяется между отдельными присоединениями централизованно. Рядом с аккумуляторным помещением устанавливается щит постоянного тока, состоящий из нескольких панелей, по одной для каждой батареи, каждого разрядного и подзарядного агрегата. На панелях размещают приборы и аппараты контроля и управления источниками постоянного тока, а также сборные шинки, к которым присоединены эти источники и кабели, питающие отдельные участки сети оперативного тока.

Для повышения надёжности сложной разветвлённой распределительной сети оперативного тока её делят на несколько независимых сетей, имеющих самостоятельную защиту плавкими предохранителями или автоматами. Деление сети проводится по функциональным признакам: объединяются по цепям питания приборы и аппараты, имеющие одинаковое предназначение (аппараты управления, защиты, автоматики, сигнализации, катушки включения выключателей, двигатели постоянного тока и др.).

Другие меры повышения надёжности питания вторичного оборудования: секционирование шинок оперативного тока на щитах управления, двустороннее питание каждого отдельного участка оперативной цепи, дублирование питающих кабелей, выделение питания катушек включения на отдельную батарею и секционирование питающей их сети в пределах каждого отдельного участка.

В закрытых распределительных устройствах питание включающих электромагнитов осуществляется от шинок из изолированных проводов, проложенных по стенкам коридора управления вдоль ячеек. Число секций этих шинок равно числу секций сборных шин высокого напряжения. Каждая секция шинок оперативного тока питается по отдельному кабелю и, кроме того, может получить резервное питание с соседней секцией через секционный рубильник.

В открытых распределительных устройствах используют кольцевую схему питания шкафов управления выключателей. Панели центрального щита разделены на отдельные участки, число которых равно числу распределительных устройств. Каждый из участков питается при этом по отдельному кабелю, при повреждении которого он может получить питание от соседнего включением секционного рубильника.

Большое значение для надёжности работы оперативной сети постоянного тока имеет своевременное обнаружение дефектов изоляции и локализация повреждённых участков. Во многих случаях аппараты и приборы, служащие для контроля изоляции оперативной сети, устанавливаются на отдельных панелях.

4.3 Переменный оперативный ток

Источники постоянного оперативного тока обладают высокой надёжностью, однако крупным их недостатком является большая стоимость как самих аккумуляторных батарей, так и сети оперативного тока, которая при централизованном распределении неизбежно получается очень сложной и сильно разветвлённой.

Аккумуляторные батареи требуют отдельного, специально оборудованного помещения, изолированного от других служебных и производственных помещений и снабжённого надёжной и эффективной приточно-вытяжной вентиляцией. Эксплуатация аккумуляторных батарей достаточно сложна: необходима высокая квалификация обслуживающего персонала. Всё это делает нецелесообразным применение постоянного оперативного тока на небольших электроустановках напряжением 110 кВ и ниже, где возможно применение переменного оперативного тока.

Источниками переменного оперативного тока являются трансформаторы собственных нужд и измерительные трансформаторы тока и напряжения, осуществляющие питание вторичных устройств непосредственно или через промежуточные звенья – конденсаторные устройства, блоки питания или специальные выпрямительные агрегаты.

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, необходимость в специальных аппаратах и приборах с мощной контактной системой, а также недостаточная во многих случаях мощность самих источников (трансформаторов тока и напряжения) ограничивают область использования переменного оперативного тока относительно малыми установками небольшого напряжения (не выше 110 кВ).

Другим недостатком переменного оперативного тока является отсутствие универсальности источников, каждый из которых имеет свою область применения.

Оперативный переменный ток с успехом используется на упрощённых подстанциях всех напряжений, не имеющих выключателей на стороне высшего напряжения.

Трансформаторы тока служат надёжным источником для питания защит от коротких замыканий (ток и мощность при КЗ возрастают), однако в случаях, когда повреждения в сети или в оборудовании сопровождаются увеличением тока, трансформаторы тока не могут обеспечить действие соответствующих защит (от замыкания в землю сети с изолированной нейтралью, от витковых замыканий, от повышения и понижения напряжения, от понижения частоты).

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд могут служить источниками оперативного тока для защит от повреждений и ненормальных режимов, не сопровождающихся глубокими понижениями напряжения, например от перегрузки, замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, повышения напряжения.

Так как напряжение в сети при КЗ заметно снижается , иногда до нуля, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд не могут использоваться для питания оперативных цепей защит от КЗ.

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд можно также применять для питания вторичного оборудования и цепей, когда не требуется высокой стабильности напряжения и допустимы перерывы в питании (двигатели обдувки радиаторов трансформаторов, управление зарядными агрегатами и т. п.).

На предприятии Мозырская ТЭЦ-24 для получения и распределения постоянного (переменного) оперативного тока используются щит постоянного тока – 1 (ЩПТ-1), а также щит постоянного тока – 2 (ЩПТ-2), который является дублирующим.