Повышение надежности питания релейной защиты и автоматики на подстанциях с постоянным оперативным током
Автор: Кузник Ю. С., инженер  Курскэнерго

Надежное действие релейной защиты и автоматики (РЗА) подстанций с постоянным оперативным током во многом определяется состоянием аккумуляторной батареи (АБ) — единственного источника питания в аварийных ситуациях. Режим постоянного подзаряда АБ обеспечивает в нормальных условиях питание нагрузки с компенсацией тока саморазряда АБ от подзарядного устройства. При неисправности АБ, работающих параллельно с выпрямительным преобразователем подзарядного устройства, уровень напряжения электрической сети постоянного тока не нарушается, поэтому готовность к работе АБ автоматически не контролируется.
Состояние АБ контролируется изменением переменной составляющей напряжения постоянного тока при совместном режиме работы преобразователя тока подзаряда и АБ. В нормальном режиме переменная составляющая напряжения выпрямительного преобразователя сглаживается напряжением исправной АБ и достигает 1—3 % напряжения сети постоянного тока. При отключении АБ переменная составляющая напряжения резко возрастает до 10— 30 % номинального напряжения на шинах постоянного тока.
Для контроля за режимом работы АБ используется дополнительное чувствительное реле контроля с прибором, реагирующее на переменную составляющую постоянного тока. При неисправности АБ степень сглаживания переменной составляющей напряжения уменьшается, рост ее значения вызывает срабатывание реле сигнализации, предупреждающего о необходимости проверки состояния АБ.
При полном отсутствии переменной составляющей напряжения следует проверить исправность выпрямительного преобразователя. Значения переменной составляющей напряжения определяются по прибору, подключенному параллельно реле сигнализации (рис. 1). Для выявления переменной составляющей напряжения приставка имеет дифференцирующий элемент — конденсатор C1 (100 мкФ), чувствительный элемент — нуль-индикатор реле РП (PC 4.522.006) с выпрямителем VS (Д226Б), резистором Rq (10 кОм) и сглаживающим конденсатором С2 (50 мкФ).
Вместе с реле включен микроамперметр РµА (на 100 мкА) с регулировочным шунтом Rш (50 Ом). Прибор проградуирован по значениям переменной составляющей напряжения в разных режимах: без подзаряда — до 3 В; нормальный режим — до 10 В; неисправность АБ — до 40 В.
К сети постоянного тока подключаются шинки управления, от которых питается группа присоединений по цепям управления и РЗА. В связи с этим шинки управления обычно имеют рабочее и резервное питание с возможностью включения любого из них по мере надобности. Такое исполнение схем питания шинок управления не всегда обеспечивает требуемую надежность, так как повреждение одного из питающих кабелей вызывает нарушение питания до оперативного переключения с рабочего на резервный источник питания.

Рисунок 1. Электрическая схема приставки для контроля аккумуляторной батареи

Рисунок 2. Электрическая схема питания шинок управления через разделительные диоды с реле контроля исправности параллельных источников

Для исключения отказов РЗА из-за повреждения питающих кабелей выполняется их параллельное включение через разделительные диоды Д (В-50) в месте подключения к общим шинкам (рис. 2). Разделительные диоды исключают влияние к. з. или процесса отключения источника питания на одном из кабелей на работу другого питающего кабеля и шинок управления. Параллельное включение питающих кабелей через разделительные диоды повышает надежность питания шинок управления.
В случае неисправности одного из параллельно включенных источников питания напряжение на шинках управления сохраняется, но происходит работа сигнализации о возможном обесточивании шинок при повреждении второго источника питания. Для предотвращения отключения напряжения из-за последовательного нарушения обоих параллельно включенных питающих кабелей используется поляризованное реле РП с действием на сигнал в диагональ открытого четырехплечевого моста, выполненного из одинаковых резисторов.
В нормальном режиме работы токи контроля циркулируют по обмотке реле встречно, поэтому реле контроля не работает. При перегорании одного из предохранителей ПР, а также при неисправности резисторов моста балансировка токов в реле контроля нарушается, что вызывает его срабатывание с действием на сигнал. Своевременная сигнализация о неисправности одного из источников питания предотвращает вероятность полного исчезновения напряжения на шинках управления.
Усовершенствование схем питания и средств их контроля с учетом режима работы основных источников оперативных цепей повышает надежность работы подстанций на постоянном оперативном токе.

Источник: Журнал Энергетик 1986, №4 стр. 17 -18