直流動作電流のソースとネットワーク
変電所内で動作中の回路に電力を供給する 直流 通常は酸性電池 (据え置き型および携帯型) が使用されますが、アルカリ電池が使用される場合もあります。定置型電池は個々の電池で構成され、通常は直列に接続されています。
バッテリーは二次化学電流源と呼ばれ、その役割は電気エネルギーを蓄積し (充電)、このエネルギーをユーザーに返す (放電) ことです。
酸電池 (図 1) の主要部品は、鉛の正極板 2 と負極板 1 で、リード ストリップ 5、電解液、セパレータ 3、および容器を接続しています。多数のエッジを備えた鉛プレートがポジティブとして使用され、プレートの作業面が増加します。また、ネガティブ - ボックスタイプのプレートとして使用されます。正極板形成後は二酸化鉛 PbO2 が形成され、負極板上にはスポンジ鉛 Pb が形成されます。
米。 1. 木製容器に入ったアキュムレータタイプ SK-24: 1 — 負極プレート、2 — 正極プレート、3 — セパレータ、4 — 保持ガラス、5 — 接続ストリップ、6 — 分岐の先端
電解液は高純度硫酸と蒸留水で構成されています。25℃での定置充電バッテリーの電解液の密度は1.21 g / cm3です。
バッテリーの正極板と負極板の間には、絶縁隔壁が取り付けられています。これは、ひずみが発生した場合に極板が閉じて活性物質がそこから落ちるのを防ぐセパレーターです。
バッテリーは、容量、EMF、充放電電流によって特徴付けられます。バッテリーの公称容量 (アンペア時) は、常温 (25 °C) および電解液の密度 (1.21 g / cm3) で 10 時間放電したときの容量です。
変電所では主にC、SK、SN電池を組み合わせた220Vの電池が使用されます。
C (据え置き型) バッテリーは、3 ～ 10 時間以上の放電を想定して設計されています。 CK バッテリー (短期放電モード用の固定) では 1 ～ 2 時間の放電が可能であるため、CK バッテリーではプレート間に強化された接続ストリップが使用され、高電流向けに設計されています。
C および CK の電池容器は開いており、C -16、CK -16 以下の部屋の場合はガラス製で、大きな部屋の場合は木製で、内部が鉛 (またはセラミック) で裏打ちされています。 CH型アキュムレータは密閉密閉容器内に設置されるのが特徴です。これらのバッテリーは重量も寸法も比較的小さいため、他の電気機器と一緒に 1 つの部屋に設置できます。
バッテリー番号 (文字指定の後) は、その容量を特徴づけます。アンペアアワー容量は、バッテリーの数に数字 1 の付いた個々のバッテリーの単位容量を掛けたものに等しくなります。タイプ C-1 および SK-1 のバッテリーの場合、この容量は 36 Ah であり、タイプ C- の場合は 36 Ah です。 10およびSK-10 — 360Ah。
小規模な変電所では、重大な突入負荷や動作電流ネットワークの急激な変動がない場合（スイッチがオンになったときなど）、電圧が 24 および 48 V の小容量のポータブルスタータバッテリが使用されます。このような変電所では、バッテリーは通常、通常の放電モードで長時間動作し、一定時間が経過すると、公称容量（バッテリー電圧の制御測定によって決定されます）を失った後、予備のバッテリーと交換されます。アルカリ電池が使用されることもあります。この電池では、密度 1.19 ～ 1.21 g / cm3 の苛性カリウム水溶液が電解質として機能します。
アルカリ電池の正極では活性物質は酸化ニッケル水和物であり、負極ではカドミウムと鉄を混合したもの（ニッケルカドミウム電池）または鉄のみ（ニッケル鉄電池）です。変電所では、NZh および TNZh タイプの鉄ニッケル電池が最もよく使用されます。
鉛蓄電池とアルカリ電池には長所と短所があります。鉛蓄電池はアルカリ電池よりも放電電圧 (1.8 ～ 2 V および 1.1 ～ 1.3 V) が高く、容量とエネルギー効率が優れています。したがって、同じ電圧のバッテリーを構成する場合、鉛蓄電池の必要量はほぼ半分になります。アルカリ電池の特徴は、コンパクトさ、密度、機械的強度、低い自己放電、低温での動作能力です。
充電式バッテリは、AC 電圧障害が発生した場合に動作回路に独立した (自律的な) 電源を供給するため、二次デバイスにとって最も信頼性の高い電源です。
緊急モードでは、バッテリーがすべての DC 消費者の負荷を引き継ぎ、リレーの保護と自動化、およびオン/オフの機能を提供します。 スイッチ... 緊急モードの制限時間は、すべての電気受信機および直流の動作回路については 0.5 時間、通信およびテレメカニクスについては 1 ～ 2 時間、0 時間と想定されます。
充電式バッテリーはコストが高く、操作が複雑であるため、使用は制限されています。したがって、それらは最大規模の変電所に設置されます。 500 kV 以上の変電所には 2 つ以上のバッテリーが設置されます。
現在、バッテリーの充電にはバッテリー充電器と呼ばれる静電整流器が使用されています。古い変電所では、かなりの数のエンジン発電機がまだ稼働しています。
動作中、バッテリーに蓄えられた電気エネルギーは継続的に消費されます。それを補充するには、モータージェネレーターや静電気整流器としても使用できる充電式デバイスが使用されます。充電器の電力は通常、充電器の電力の 20 ～ 25% です。場合によっては、同じデバイスが充電および再充電デバイスの機能を実行できることがあります。
モーター ジェネレーターは、誘導モーターと並列励磁の DC 発電機で構成されます。両方の機械は同じフレームに取り付けられており、それらのシャフトは弾性カップリングによって接続されています。バッテリーを充電するときは、充電器の発電機電圧を変更する必要があるため、シャントレオスタットで励磁を変更することにより、広範囲の電圧調整が可能な DC 発電機が選択されます。シリコン整流器は、静電気の充電および再充電デバイスとして広く使用されています。
モータージェネレーターとは異なり、静電整流器は安価で可動部品がなく、メンテナンスが容易で、耐用年数が長く、過負荷容量が大きいため、最も一般的です。
直流電流の配電、充電および再充電装置の蓄電池への接続は、スイッチング装置および計器が配置されている直流回路基板 (DCB) を通じて実行されます。勤務中の職員の行動を容易にするために、DC DC ニーモニック回路が DCS に適用されます。
バッテリー、DC 電源、充電および再充電装置、DC 受電装置は、ケーブル線、場合によってはバスバーによって相互に接続され、DC ネットワークの電気回路を形成します。
充電式バッテリーには、ジェット充電、充電-放電、充電-休止-放電という 3 つの主な動作モードがあります。
変電所では、バッテリーは通常、トリクル充電モードで動作します。この場合、電圧安定化装置 (精度 ± 2%) を備えた充電器が、常にオンになっているネットワークの受電器に動作電流を供給します。 (信号ランプ、リレーコイル、コンタクタ)、またバッテリを再充電して、自己放電を補償します。
その結果、バッテリーは常に完全に充電されます。短期的な負荷衝撃は主にバッテリーによって吸収されます。
図では。図２は、５００ｋＶ変電所におけるバッテリ設置の図を示す。変電所には蓄電池2台と充・充電装置3台があり、うち1台は予備となっている。蓄電池は、充電および再充電デバイスとして使用される SK タイプの鉛蓄電池から組み立てられています。 半導体整流器 VAZP-380 / 260-40 / 80... DC ボードは、PSN-1200-71 シリーズの完全な DC パネルから組み立てられています。
米。 2. 追加要素を除いたバッテリー設置の概略図: AB1、AB2 — 蓄電池、VU1、VU2、VUZ — 整流装置、UMC — 点滅ライト装置、UKN — 電圧レベル制御装置、UKI — 制御装置絶縁、SH — 制御バス、SH — 信号バス、(+) — 点滅バス、I、II、III、IV — セクション番号、SH — スイッチをオンにするための電磁石の電源バス
シールド タイヤは 2 つのメイン セクション (I および II) と 2 つの補助セクション (III および IV) に分かれています。電気受信機はセクション I または II によって電力が供給され、補助セクションは電源の相互短絡に使用されます。充電と再充電のための蓄電池と整流器です。
受電器と電源はA3700およびAK-63シリーズの自動スイッチを使用して接続されます。これらのスイッチはスイッチング デバイスの機能を実行し、DCB 接続を短絡から保護します。ボードには、点滅ライト UMC、絶縁制御 UCI、電圧レベル UCN のデバイスが装備されています。
オイルスイッチの強力な電磁石をオンにするために電圧を上げる必要がある設備では、追加の要素が取り付けられます。余分なセルを備えたバッテリーは、108 セルではなく 120、128、140 セルで構成されます。このような場合、回路は多少変更されます。
追加のセルのプレートの硫酸化を防ぐために、調整可能な抵抗器が負極と108番目のセルの分岐の間に接続され、これを利用してメインセルの放電電流と等しい放電電流が生成されます。これにより、メインセルと追加セルの同じ動作条件が保証され、深い充電と放電の可能性が排除され、硫酸化が防止され、バッテリーの耐用年数が長くなります。トリクル充電モードでは、バッテリーは常に充電状態にあり、ユーザーに直流を供給できる状態になります。
通常モードでは、スイッチが入った各バッテリーセルの電圧は 2.2 V で、許容誤差は ± 2% である必要があります。二次デバイスに電力を供給するために異なる電圧の直流が必要な場合は、ポータブル バッテリーと中間バッテリー セルからの分岐が使用されます。
たとえば、ほとんどの場合、 リレー保護装置 遠隔機械装置の場合は 24、48、または 60 V、オイル スイッチの強力な電磁ドライブに電力を供給するには 220 V の電圧が必要です。バッテリからバッテリまでのケーブルの電圧降下を補償するには、最大 250 V 以上の電圧が必要です。スイッチが高い突入電流で設置される開閉装置。
一部の設置では、蓄電池は充放電モードで動作します。この場合、バッテリー端子の電圧は一定ではなく、比較的広い範囲で変化します（鉛酸バッテリーの場合、放電時には電圧が 2 から 1.8 ～ 1.75 V に変化し、充電時には 2、1 から変化します） 2,6 -2,7 B）まで。
充放電方式で動作する電池回路において、DC 基板の DC バスの全モードにおいて安定した電池電圧レベルを維持するために、各バスに接続される電池の数を切り替えるエレメントスイッチが設けられています。設置または充電器に。
このモードは変電所では使用されないため、充電-休止-放電モードでのバッテリー設備の動作はここでは考慮されません。
電圧が 24、36、または 48 V のバッテリーは、通常、直列に接続された複数のポータブル バッテリーで構成されます。ほとんどの場合、このようなバッテリーは 2 セット取り付けられており、そのうちの 1 つは予備です。