Hilfsstromversorgungen zur Stromversorgung von Relaisschutzgeräten

Für alle Relaisschutzgeräte ist zusätzlich zum direkt wirkenden Relais eine Hilfsstromquelle erforderlich. Betriebsstromquellen werden unterteilt in:

• Gleichstromversorgungen.

• AC-Netzteile.

Hilfs-Gleichstromversorgungen

Akkumulatoren sind eine unabhängige Betriebsstromquelle.

Vorteile von DC-Netzteilen:

• Die Stromversorgung aller Stromkreise angeschlossener Geräte erfolgt jederzeit mit der erforderlichen Spannung und Stromstärke, unabhängig vom Zustand des Hauptnetzes.

• Einfachheit und Zuverlässigkeit von Relaisschutzschaltungen.

Nachteile:

• Hohe Kosten (wirtschaftlich gerechtfertigt für den Einsatz von Gleichstromquellen in Umspannwerken ab 110 kV mit mehreren Freileitungen);

• Die Notwendigkeit eines beheizten und belüfteten Raumes;

• Die Notwendigkeit, ein Ladegerät zu verwenden;

• Schwierigkeiten bei der Arbeit.

Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, ist das Hilfsstromnetz so aufgeteilt, dass die Abschaltung eines oder mehrerer Abschnitte nicht zu Schäden an den kritischsten Verbrauchern des Betriebsstroms führt, zu denen Relaisschutz-, Automatisierungs- und Steuergeräte gehören.

Reis. 1. Anschlussplan einer Gleichstromquelle (Akkumulator) in einer Schaltanlage

Die Akkumulatorbatterie arbeitet an Gleichstrombussen, von denen die Leitungen die Hilfsstromabschnitte für jede Benutzergruppe versorgen. ХУ – Stromversorgungsbusse für den Relaisschutz, das Automatisierungs- und Steuergerät (normalerweise ein separater Bus für jeden Busabschnitt), ШС – Signalbusse und ШВ – Stromversorgungsbusse für die Elektromagnete zum Einschalten der Schalter. Die Batterie dient auch als Notbeleuchtungsquelle für das Umspannwerk.

Der Akku besteht in der Regel aus Blei-Säure-Batterien, die eine ausreichend hohe Haltbarkeit und Effizienz aufweisen und kurzzeitigen Überlastungen standhalten, beispielsweise bei der Stromversorgung von Elektromagneten zum Einschalten leistungsstarker Schalter (der Elektromagnetstrom kann mehrere hundert Ampere erreichen).

Der Batterieraum muss beheizt und belüftet werden, um Schwefelsäuredämpfe zu entfernen. Um die Langlebigkeit des Akkus zu gewährleisten, muss auf den optimalen Lade-, Lade- und Entlademodus geachtet werden. Hierzu werden automatisch geregelte Gleichrichter (Ladegeräte) eingesetzt.

Der Schutz des Gleichstromnetzes erfolgt durch Sicherungen und Leistungsschalter, die Selektivität und Empfindlichkeit gewährleisten. Die häufigste Fehlerart ist ein Kurzschluss eines Pols gegen Erde.

Dies führt nicht zur Zerstörung, das Auftreten eines zweiten Kurzschlusses kann jedoch zu Fehlfunktionen der Schutzeinrichtung oder zum Schließen von Elektromagneten führen. Daher kommt eine Isolationsüberwachung zum Einsatz, beispielsweise durch den Einbau von zwei Voltmetern. Liegt kein Kurzschluss vor, ist die Bus-Masse-Spannung gleich, andernfalls weichen die Messwerte des Voltmeters ab.

Wechselstromquellen

Wechselstromquellen – nutzen die Energie des Schutzobjektes. Bei der Wechselhilfsstromversorgung sind die Quellen Stromwandler und Spannungswandler.

Vorteile von Wechselstromquellen:

• Niedrigerer Preis.

• Fehlen eines verzweigten funktionierenden Stromnetzes.

Nachteile:

• Die Schwankungen der Ausgangsspannung sind höher als bei Gleichstromquellen, insbesondere beim Kurzschlussstrom... Bei elektromechanischen Relais ist dies nicht unbedingt erforderlich, bei analogen und mikroelektronischen Relais kann es jedoch zu Fehlfunktionen kommen.

• Ein starker Abfall der Hilfsspannung, wenn der Schalter in der Nähe eines Kurzschlusses eingeschaltet wird.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, AC-Betriebsstrom-Relaisschutzgeräte zu implementieren. Die einfachsten Schemata, die den Installationsstrom verwenden.

1) Schema mit Entsorgung des abgeschalteten Elektromagneten.

YAT – ​​Auslösespule des Leistungsschalters. Im Normalmodus wird die Schließspule durch den PT-Stromrelaiskontakt überbrückt. Bei einem Kurzschluss wird RT ausgelöst, der Kontakt öffnet sich und der sekundäre Stromwandler erregt YAT, wodurch der Leistungsschalter geöffnet wird.

Die Schaltung dient dem Überstromschutz, wenn der Einsatz von auslösenden Elektromagneten nicht zu unzulässigen Fehlern in Stromwandlern führt und der maximale Kurzschlussstrom die Stromgrenze, die die Relaiskontakte schalten können, nicht überschreitet.

2) Gleichgerichtete Betriebsstromkreise.

Es wird empfohlen, an Anschlüssen, die mit Schaltern mit elektromagnetischen oder pneumatischen Antrieben ausgestattet sind, deren Elektromagnete einen hohen Energieverbrauch haben, sowie bei Vorhandensein komplexer Schutzvorrichtungen Schemata zu verwenden, die auf einem korrigierten Betriebsstrom basieren.

Im Normalmodus liefert die gleichgerichtete Ausgangsspannung eine Gleichspannung (BPN) und im Kurzschluss entweder einen Stromversorgungsblock (BPT) oder beide Blöcke zusammen.

3) Schaltungen mit Kondensatorbänken.

Im Normalmodus ist der Kontakt des PT-Relais offen und der Kondensator C wird über die Diode durch die Spannung von VT geladen. Bei einem Kurzschluss wird das Stromrelais PT aktiviert, sein Kontakt schließt und der vorgeladene Kondensator C beginnt sich zum Leistungsschalter YAT zu entladen, wodurch dieser öffnet.

Dieses Schema wird verwendet, wenn die dem Stromwandler zugeführte Leistung nicht ausreicht, um die beiden vorherigen Schemata zu verwenden.