ЦЕПИ ВТОРИЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
К цепям вторичных соединений на ПС относятся все электрические цепи низкого напряжения, по которым осуществляются управление аппаратами высокого напряжения, автоматическое отключение аппаратов высокого напряжения при возникновении ненормальных режимов (авариях), контроль за их состоянием и сигнализация их положения, а также аппараты контроля и управления — амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики, частотомеры и другие измерительные приборы, реле защиты автоматики, управления и сигнализации; ключи управления, переключатели, кнопки, накладки, электрические разъемы, командоаппараты, рубильники, предохранители и автоматы в этих цепях; приборы звуковой сигнализации (звонки и сирены), приборы световой сигнализации (табло, сигнальные лампы, лампы сигнализации положения выключателей), приборы положения аппаратов и оборудования высокого напряжения (включенного и отключенного состояния выключателей и разъединителей, переключателя регулирования напряжения трансформаторов и др.); вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения всех РУ; сборки зажимов всех цепей управления, сигнализации, блокировки, измерений, релейной защиты и т. д.; контрольные кабели, соединяющие в соответствии со схемой все перечисленные приборы и аппараты вторичных соединений.
Схемы вторичных соединений подразделяются на принципиальные схемы (на какое-то конкретное устройство), на которых указан только принцип действия; полные, на которых указаны абсолютно все элементы схемы конкретного присоединения; монтажные, на которых показаны все аппараты, приборы с зажимами, ряды зажимов, проводники и другие элементы данной монтажной единицы.
Все зажимы приборов, аппаратов и все жилы кабелей, соединительных проводников на панелях и в аппаратах имеют соответствующую цифровую или буквенную маркировку.
Цепи вторичных соединений очень сложны и ответственны, поэтому к надежности их работы предъявляются жесткие требования. Неисправности и повреждения в них чреваты тяжелыми аварийными последствиями — отказом в работе релейной защиты и автоматики, ложным отключением, нарушением электроснабжения потребителей, а порой и более тяжелыми последствиями.
По окончании электромонтажных работ все цепи вторичных соединений проверяются высококвалифицированным наладочным персоналом. При этом выявляются и устраняются возможные ошибки, регулируются приборы и аппараты, на реле защиты и автоматики устанавливаются заранее рассчитанные уставки токов, напряжения, времени и т. д. Затем все схемы проходят комплексное опробование, которое имитирует аварийные, ненормальные и нормальные режимы работы опробуемого устройства, релейной защиты, автоматики и т. д., что в дальнейшем должно обеспечить безотказную работу этого устройства и возложенные на него функции. Уставки для устройств релейной защиты и автоматики рассчитываются центральными службами релейной защиты энергосистемы и передаются для исполнения наладочным организациям.
Повреждение изоляции оборудования высокого напряжения приводит к короткому замыканию (соединение токовоздушных частей, находящихся под напряжением, с заземленными частями — однофазное замыкание) или замыканию между различными фазами (междуфазное замыкание), вследствие которого происходят большие разрушения оборудования и перерыв электроснабжения потребителей. Для быстрейшего отключения повреждения предусматривается ряд устройств, автоматически отключающих поврежденное оборудование. Эти устройства называются релейной защитой. Релейной защитой оборудуются все линии высокого напряжения, трансформаторы, синхронные компенсаторы, сборные шины, шунтирующие реакторы. Основной принцип работы устройств релейной защиты — отключение оборудования (участка электрической сети), на котором возникли токи, значительно превышающие допустимые рабочие. При этом чем больше ток, тем быстрее отключается этот участок. По такому принципу выполняются все максимальные токовые защиты, имеющие соответствующие уставки по току и времени и обеспечивающие благодаря этому необходимую избирательность. Максимальные токовые отсечки работают мгновенно, без выдержки времени. Широкое применение находят сложные, но более надежные дифференциальные токовые защиты с различными блокировками, исключающими их ложную работу. Эти защиты работают по принципу сравнения и направления токов. Если повреждение возникло в зоне действия защищаемого участка, токи в органах сравнения суммируются и защита мгновенно отключает поврежденный участок; если повреждение вне зоны, токи вычитаются и через реле протекает разница токов (небаланс токов), но так как эта разница очень мала, защита не работает.
Трансформаторы имеют высокочувствительную газовую защиту, работающую при появлении газа в баке трансформатора от разложения изоляционных материалов (бумага, масло) при возникновении электрической дуги внутри трансформатора.
Отключение токов короткого замыкания на низком напряжении (до 1000 В) и защита этих цепей осуществляются плавкими предохранителями или автоматическими выключателями низкого напряжения.
При появлении неисправности или аварийном отключении оборудования ПС релейной защитой дежурный персонал извещается об этом звуковым (работает сирена) и световым (загорается табло, указывающее, какая защита сработала) сигналами центральной сигнализации. На панелях управления работает сигнализация несоответствия положения ключа управления (выключатель отключился защитой, а ключ управления выключателем находится во включенном положении). Сигнализация помогает быстро разобраться в сложившейся ситуации и принять необходимые меры.
ОПЕРАТИВНЫЙ ТОК.
Питание цепей релейной защиты, управления, сигнализации и других устройств автоматики ПС осуществляется от независимого источника напряжения, чем обеспечивается надежная работа релейной защиты и отключение повреждения при возможных понижениях напряжения на шинах ПС (короткое замыкание на подстанции, когда напряжение может быть равно нулю).
Для питания оперативных цепей и аварийного освещения используют свинцово-кислотные аккумуляторные батареи необходимой емкости. Аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного подзаряда, постоянно находясь в заряженном состоянии. Постоянная нагрузка оперативных цепей в таком режиме питается от подзарядного устройства, работающего параллельно с аккумуляторной батареей. Напряжение от аккумуляторной батареи и подзарядного устройства подается на сборные шины щита постоянного тока, установленного в помещении щита управления. От шин щита постоянного тока питаются все потребители постоянного тока.
На ПС 35 и 110 кВ типа КТПБ применяют переменный оперативный ток и все цепи релейной защиты, автоматики и управления работают на переменном токе. При коротких замыканиях на каком- либо присоединении ток короткого замыкания воздействует на катушку отключения привода выключателя этого присоединения и отключает выключатель.
В последние годы на ПС 110 и 220 кВ находят применение малогабаритные аккумуляторные батареи, питающие в нормальных и аварийных условиях только цепи релейной защиты отключения выключателей. Включение выключателей осуществляется от специальных мощных выпрямительных устройств, которые на напряжении 220 В могут давать ток до 500 А. Такая схема питания оперативных цепей не снижает надежности, если ПС имеет многостороннее питание от разных источников, что гарантирует наличие напряжения на собственных нуждах ПС в любой ситуации.
ПИТАНИЕ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОДСТАНЦИЙ.
Для питания электропотребителей ПС — системы охлаждения основных трансформаторов, освещения, отопления, питания двигателей насосов различного назначения (пожарных, хозяйственных), подзарядных выпрямительных устройств, электроинструмента в период эксплуатации и других на ПС устанавливаются два рабочих трансформатора собственных нужд напряжением 6—10/0,4 кВ, мощность которых выбирается по расчету и бывает в пределах от 100 до 1000 кВ-А.
