В настоящее время в схемах релейной защиты и автоматики применяется как постоянный, так и переменный оперативный ток. Однако на подстанциях с упрощенными схемами, которые очень часто не имеют обслуживающего персонала, применяется только переменный оперативный ток, что позволило отказаться от установки дорогостоящих аккумуляторных батарей, требующих создания специальных помещений и тщательного, регулярного ухода.
В качестве источников переменного оперативного тока могут использоваться трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд. Однако все эти аппараты не могут создать независимое питание устройств автоматики и релейной защиты. А это очень важно, так как необходимость в работе релейной защиты и автоматики возникает большей частью тогда, когда происходит повреждение в силовом трансформаторе или в непосредственной близости от него. При этом, как правило, напряжение исчезает вообще или значительно снижается. Естественно, что при этом релейная защита и автоматика нормально работать на могут.
Поэтому было предложено использовать для работы схем защиты и автоматики конденсаторные устройства. Источником оперативного тока здесь являются предварительно заряженные конденсаторы.
Надо отметить, что такой источник оперативного тока в известной мере можно считать независимым, поскольку его работа не зависит от степени снижения напряжения при повреждениях на подстанции или в питающей сети. Особенно важно то, что конденсаторные устройства создают нормальные условия для работы схем автоматики на подстанциях с короткозамыкателями и отделителями во время бестоковой паузы или при полном исчезновении напряжения.
Конденсаторные устройства имеют и определенные недостатки, основным из которых является необходимость систематического контроля за состоянием выпрямителей и конденсаторов. Кроме того, поскольку разряд конденсатора очень быстротечен, предъявляются дополнительные требования к состоянию реле и других аппаратов, питающихся от конденсаторных устройств. Указанная аппаратура должна работать свободно, без заеданий, затираний и толчков, а смазка не должна быть слишком густой, так как иначе, особенно при наружной установке аппаратов, могут быть отказы в работе защиты и автоматики.
Наиболее распространенным является конденсаторное устройство, состоящее из зарядного устройства УЗ-400 и батареи конденсаторов (У — устройство, 3 — зарядное, 400 — напряжение на выходе, в).
Схема зарядного устройства УЗ-400 приведена на рис. 10.
Зарядный трансформатор Т является повысительным трансформатором малой мощности. Его первичная обмотка состоит из двух секций. При подключении трансформатора к сети 220 в секции соединяются последовательно, а при подключении к сети 110 в — параллельно. Вторичная обмотка трансформатора имеет несколько ответвлений для возможности регулирования
Рис. 10. Схема зарядного устройства УЗ-400.
величины вторичного напряжения. Номинальное напряжение на выходе УЗ-400 составляет 400 в.
Параллельно первичной обмотке подключается реле минимального напряжения PH типа ЭН-529/160, которое срабатывает при снижении или исчезновении питающего напряжения и предохраняет рабочие конденсаторы Ср от разряда на поляризованное реле и сопротивление 2 R.
Меднозакисный выпрямитель В типа ВК-20 состоит из трех столбиков по 24 шайбы в каждом. На выходе выпрямителя В за сопротивлением 1R подключено поляризованное реле РП типа РП-7, служащее для контроля исправности УЗ-400 и рабочих конденсаторов. При коротких замыканиях и пробоях выпрямителей и конденсаторов это реле работает на сигнал. Последовательно с реле РП включено сопротивление 2R, которое предназначено для снижения рабочего напряжения поляризованного реле, так как такие реле не изготовляются на напряжение 400 в. Для устранения вибраций реле РП, которые могут возникнуть в связи с наличием в выпрямленном токе переменной составляющей, параллельно ему включен конденсатор С.
Сопротивление 1# предназначено для ограничения токов повреждения при пробоях выпрямителя и конденсаторов
Рабочие конденсаторы Ср размещены вне кожуха зарядного устройства. Их подбирают в зависимости от типа и характеристики тех аппаратов, которые будут к ним подключены. Рабочие конденсаторы устанавливают около питаемого ими объекта.
Рис. 11. Схема зарядного устройства УЗ-400А.
В последнее время вместо зарядного устройства типа УЗ-400 выпускаются модернизированные устройства типа УЗ-400А. Схема этого устройства приведена на рис. 11.
При сохранении прежних параметров и габаритов эти устройства имеют следующие изменения по сравнению с УЗ-400:
- Вместо меднозакисных выпрямителей применены кремниевые диоды типа Д-226Б с номинальным обратным напряжением 400 в. Для повышения надежности установки последовательно включаются три диода. Параллельно каждому диоду включены сопротивления Ry (270 ком\ 0,5 вт), которые предназначены для выравнивания обратных напряжений на диодах.
- Вместо реле ЭН-529/160 применено реле минимального напряжения РН-54/160. При переходе на напряжение 220 в включается добавочное сопротивление Rн (снятием накладки Н\).
- Трансформатор Т имеет шесть ответвлений для регулирования напряжения вместо трех.
- Предусмотрена установка добавочного сопротивления Rд и дополнительного конденсатора Сд непосредственно в кожухе зарядного устройства Эти элементы могут вводиться в схему или выводиться из нее в зависимости от места установки и характера подключаемого к зарядному устройству объекта.
