ИСТОЧНИКИ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА

Как было показано ранее, защиты с реле косвенного действия могут быть выполнены только при наличии оперативного тока, который необходим для питания отключающего устройства выключателя и вспомогательных реле защиты. Оперативный ток также требуется и для питания цепей дистанционного управления выключателями, а также в схемах автоматики, телемеханики и сигнализации. Исходя из сказанного следует, что источник оперативного тока должен быть постоянно готов к действию, а его напряжение и мощность должны иметь достаточную величину как для действия вспомогательных реле защиты и автоматики, так и для надежного отключения (включения) соответствующих выключателей, независимо от состояния системы электроснабжения (режим кз или какой либо ненормальный режим). Для питания оперативных цепей применяют источники постоянного и переменного тока.

В качестве источника постоянного тока используют установки, состоящие из аккумуляторных батарей и зарядного агрегата, с напряжениями: 24, 48, 110, 220 В. такие установки обеспечивают надежное питание независимо от состояния основной сети, в тоже время они дороже других источников оперативного тока, и требуется специальное помещение и квалифицированный уход, а также возникает необходимость в создании централизованной дорогостоящей, протяженной сети постоянного тока. Поэтому наибольшее распространение получил переменный оперативный ток.

Для питания оперативных цепей переменным током используют ток или напряжение сети. В соответствии с этим, в качестве источников переменного тока служат: трансформаторы тока, напряжения, трансформаторы собственных нужд.

Трансформаторы тока являются весьма надежным источником питания оперативных цепей для защит от кз, так как при кз на зажимах трансформатора тока увеличивается ток поэтому в момент срабатывания защиты мощность трансформатора тока возрастает, что и обеспечивает надежное питание оперативных цепей. Однако трансформаторы тока не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, которые не сопровождаются увеличением тока на защищаемом элементе. Поэтому их нельзя использовать для питания защит от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью; защит от витковых замыканий электрических машин; защит ненормальных режимов, которые сопровождаются повышением или понижением напряжения и частоты. На практике находит применение следующая схема питания от трансформаторов тока (схема с дефунтированием катушки отключения выключателя) рис.1.2. Трансформатор тока, в данном случае, используется для питания токовых цепей защиты, так и для питания катушки отключения. Катушки отключения YАТ подключается к цепи трансформатора тока (ТА), при срабатывании защиты, причем реле тока (типа РТ- 85) имеет переходные контакты (для исключения разрыва цепи ТА), т.е. вначале YАТ подключается к ТА (замыкается нижний контакт) и затем YАТ дешунтируется (размыкается верхний контакт).

Трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд не пригодны для питания оперативных цепей защиты от кз, так как при кз напряжение сети резко снижается, а в некоторых случаях становится равным нулю. Поэтому такие источники питания используются при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся глубокими понижениями напряжения сети (например, для питания таких защит как: защита от перегрузки, от замыканий на землю, от повышения напряжения и т.д.).

Помимо использования мощности трансформаторов тока и напряжения, можно использовать энергию в предварительно заряженном конденсаторе, заряд которого осуществляется в нормальном режиме от сети. При исчезновении напряжения на подстанции, запасенная конденсатором энергия сохраняется, и он может питать оперативную цепь в момент действия защиты независимо от повреждения или ненормального режима в сети. Поэтому такие устройства также используются для питания защит и автоматов, которые должны работать при исчезновении напряжения на подстанции.

Для повышения мощности и создания универсального источника, пригодного для питания защит как от кз так и от повреждений и ненормальных режимов не связанных с увеличением тока, были разработаны специальные комбинированные блоки питания. Постоянное напряжение на выходе такого блока определяется напряжением и током сети. При кз необходимое значение выходного напряжения обеспечивается за счет трансформатора тока, а при повреждениях – за счет трансформатора напряжения.