थेट कार्यरत करंटचे स्त्रोत आणि नेटवर्क

कार्यरत सर्किट्सला उर्जा देण्यासाठी सबस्टेशनमध्ये थेट वर्तमान सामान्यतः ऍसिड बॅटरी (स्थिर आणि पोर्टेबल) आणि काही बाबतीत अल्कधर्मी बॅटरी वापरल्या जातात. स्थिर बॅटरीमध्ये वैयक्तिक बॅटरी असतात, सहसा मालिका जोडलेल्या असतात.

बॅटरीला दुय्यम रासायनिक वर्तमान स्त्रोत म्हणतात ज्याचे कार्य विद्युत ऊर्जा (चार्ज) जमा करणे आणि ही ऊर्जा वापरकर्त्याला परत करणे (डिस्चार्ज) आहे.

ऍसिड बॅटरीचे मुख्य भाग (Fig. 1) लीड पॉझिटिव्ह 2 आणि नकारात्मक 1 प्लेट्स, कनेक्टिंग लीड स्ट्रिप्स 5, इलेक्ट्रोलाइट, विभाजक 3 आणि एक जहाज आहेत. मोठ्या संख्येने कडा असलेल्या लीड प्लेट्सचा वापर सकारात्मक म्हणून केला जातो, ज्यामुळे प्लेट्सची कार्यरत पृष्ठभाग वाढते, नकारात्मक - बॉक्स-प्रकार प्लेट्स. सकारात्मक प्लेट्सच्या निर्मितीनंतर, लीड डायऑक्साइड PbO2 तयार होतो आणि नकारात्मक प्लेट्सवर, स्पंज लीड Pb तयार होतो.

तांदूळ. 1. एकुम्युलेटर लाकडी डब्यात SK-24 टाइप करतात: 1 — निगेटिव्ह प्लेट, 2 — पॉझिटिव्ह प्लेट, 3 — सेपरेटर, 4 — रिटेनिंग ग्लास, 5 — कनेक्टिंग स्ट्रिप, 6 — शाखेचे टोक

इलेक्ट्रोलाइटमध्ये उच्च शुद्धता सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि डिस्टिल्ड वॉटर असते.25 ° C वर स्थिर चार्ज केलेल्या बॅटरीच्या इलेक्ट्रोलाइटची घनता 1.21 g/cm3 आहे.

बॅटरीच्या सकारात्मक आणि नकारात्मक प्लेट्स दरम्यान, इन्सुलेटिंग विभाजने स्थापित केली जातात - विभाजक जे संभाव्य विकृती आणि सक्रिय वस्तुमान बाहेर पडण्याच्या बाबतीत प्लेट्स बंद होण्यापासून प्रतिबंधित करतात.

बॅटरीची क्षमता, ईएमएफ, चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रवाह द्वारे दर्शविले जाते. बॅटरीची नाममात्र क्षमता (अँपिअर-तासांमध्ये) 10-तास डिस्चार्ज आणि सामान्य तापमान (25 ° से) आणि इलेक्ट्रोलाइटची घनता (1.21 g/cm3) तिची क्षमता आहे.

सबस्टेशन्समध्ये, मुख्यतः 220 व्ही बॅटरी वापरल्या जातात, ज्या C, SK, SN बॅटरीपासून एकत्र केल्या जातात.

C (स्थिर) बॅटरी 3 ते 10 तास किंवा त्याहून अधिक काळ डिस्चार्ज करण्यासाठी डिझाइन केल्या आहेत. सीके बॅटरी (अल्प-मुदतीच्या डिस्चार्ज मोडसाठी स्थिर) 1-2 तासांसाठी डिस्चार्ज करण्यास परवानगी देतात, म्हणून, सीके बॅटरीमध्ये, उच्च प्रवाहासाठी डिझाइन केलेल्या प्लेट्स दरम्यान प्रबलित कनेक्टिंग पट्ट्या वापरल्या जातात.

सी आणि सीके बॅटरीची भांडी खुली आहेत, सी -16, सीके -16 आणि लहान खोल्यांसाठी - काचेच्या आणि मोठ्या खोल्यांसाठी - लाकडी, आतमध्ये शिसे (किंवा सिरेमिक) लावलेल्या आहेत. सीएच-प्रकारचे संचयक या वस्तुस्थितीद्वारे दर्शविले जातात की ते सीलबंद बंद कंटेनरमध्ये ठेवतात. या बॅटरीमध्ये तुलनेने लहान वजन आणि परिमाण आहेत, ते इतर विद्युत उपकरणांसह एका खोलीत स्थापित केले जाऊ शकतात.

बॅटरी क्रमांक (अक्षर पदनामानंतर) त्याची क्षमता दर्शवते. अँपिअर-तास क्षमता 1 क्रमांकाच्या वैयक्तिक बॅटरीच्या युनिट क्षमतेने गुणाकार केलेल्या बॅटरीच्या संख्येइतकी असते. C-1 आणि SK-1 प्रकारच्या बॅटरीसाठी, ही क्षमता 36 Ah आहे आणि C- प्रकारांसाठी. 10 आणि SK - 10 — 360 Ah.

लहान सबस्टेशन्समध्ये, ऑपरेटिंग करंटच्या नेटवर्कमध्ये लक्षणीय इनरश लोड आणि तीव्र चढ-उतार नसताना (जेव्हा स्विचेस चालू असतात, इ.), 24 आणि 48 V च्या व्होल्टेजसह लहान क्षमतेच्या पोर्टेबल स्टार्टर बॅटरी वापरल्या जातात. अशी सबस्टेशन्स, बॅटरी सामान्यतः सामान्य डिस्चार्ज मोडमध्ये बराच काळ काम करते आणि ठराविक वेळेनंतर — तिची नाममात्र क्षमता गमावल्यानंतर (जे बॅटरी व्होल्टेजच्या नियंत्रण मोजमापाद्वारे निर्धारित केली जाते) — ती स्पेअरने बदलली जाते. कधीकधी अल्कधर्मी बॅटरी वापरल्या जातात, ज्यामध्ये 1.19-1.21 g/cm3 घनतेसह कॉस्टिक पोटॅशियमचे जलीय द्रावण इलेक्ट्रोलाइट म्हणून काम करते.

अल्कधर्मी बॅटरीच्या सकारात्मक प्लेट्समध्ये, सक्रिय पदार्थ निकेल ऑक्साईड हायड्रेट असतो आणि नकारात्मक प्लेट्समध्ये - लोह (निकेल-कॅडमियम बॅटरी) किंवा फक्त लोह (निकेल-लोह बॅटरी) च्या मिश्रणासह कॅडमियम. सबस्टेशनवर, NZh आणि TNZh प्रकारच्या घटकांच्या लोह-निकेल बॅटरी बहुतेकदा वापरल्या जातात.

लीड आणि क्षारीय बॅटरीचे फायदे आणि तोटे आहेत: लीड-ऍसिड बॅटरीमध्ये अल्कधर्मी बॅटरीपेक्षा जास्त डिस्चार्ज व्होल्टेज (1.8-2 आणि 1.1-1.3 V) असतात, जास्त क्षमता आणि ऊर्जा कार्यक्षमता असते. म्हणून, समान व्होल्टेजची बॅटरी बनवताना, लीड-अ‍ॅसिड बॅटरींना जवळजवळ अर्ध्यापेक्षा जास्त आवश्यक असते. क्षारीय बॅटरीची वैशिष्ट्ये म्हणजे कॉम्पॅक्टनेस, घनता, यांत्रिक शक्ती, कमी स्वयं-डिस्चार्ज आणि कमी तापमानात काम करण्याची क्षमता.

दुय्यम उपकरणांसाठी रिचार्ज करण्यायोग्य बॅटरी सर्वात विश्वासार्ह उर्जा स्त्रोत आहेत, कारण ते AC व्होल्टेज बिघाड झाल्यास ऑपरेटिंग सर्किट्सला स्वतंत्र (स्वायत्त) वीज पुरवठा करतात.

आणीबाणी मोडमध्ये, बॅटरी सर्व डीसी ग्राहकांचा भार घेतात, रिले संरक्षण आणि ऑटोमेशन तसेच चालू आणि बंद करण्याची क्षमता प्रदान करतात. स्विच... आणीबाणी मोडचा मर्यादित कालावधी सर्व इलेक्ट्रिक रिसीव्हर्स आणि डायरेक्ट करंटसह कार्यरत सर्किट्ससाठी 0.5 तासांच्या बरोबरीचा गृहीत धरला जातो आणि संप्रेषण आणि टेलिमेकॅनिक्ससाठी 1-2 तास., 0 तास).

रिचार्ज करण्यायोग्य बॅटरीचा वापर त्यांच्या उच्च खर्चामुळे आणि ऑपरेशनच्या जटिलतेमुळे मर्यादित आहे. म्हणून, ते सर्वात मोठ्या सबस्टेशनमध्ये स्थापित केले जातात. 500 केव्ही आणि त्यावरील सबस्टेशनमध्ये, दोन किंवा अधिक बॅटरी स्थापित केल्या जातात.

सध्या, बॅटरी चार्ज करण्यासाठी बॅटरी चार्जर नावाचे स्टॅटिक रेक्टिफायर्स वापरले जातात. जुन्या सबस्टेशनमध्ये, इंजिन जनरेटरची लक्षणीय संख्या अजूनही कार्यरत आहे.

ऑपरेशन दरम्यान, बॅटरीमध्ये साठवलेली विद्युत ऊर्जा सतत वापरली जाते. ते पुन्हा भरण्यासाठी, रिचार्ज करण्यायोग्य उपकरणे वापरली जातात, जी मोटर जनरेटर आणि स्थिर रेक्टिफायर्स म्हणून देखील वापरली जाऊ शकतात. चार्जर्सची शक्ती सामान्यतः चार्जर्सच्या शक्तीच्या 20-25% असते. काही प्रकरणांमध्ये, समान डिव्हाइस चार्जिंग आणि रिचार्जिंग डिव्हाइसचे कार्य करू शकते.

मोटर जनरेटरमध्ये इंडक्शन मोटर आणि समांतर उत्तेजनासह डीसी जनरेटर असतात. दोन्ही मशीन एकाच फ्रेमवर आरोहित आहेत आणि त्यांचे शाफ्ट लवचिक कपलिंगद्वारे जोडलेले आहेत. बॅटरी चार्ज करताना, चार्जरचे जनरेटर व्होल्टेज बदलणे आवश्यक आहे, म्हणून डीसी जनरेटर शंट रिओस्टॅटसह त्याचे उत्तेजना बदलून विस्तृत व्होल्टेज नियमनसह निवडले जाते.सिलिकॉन रेक्टिफायर्स मोठ्या प्रमाणावर स्टॅटिक चार्जिंग आणि रिचार्जिंग उपकरणे म्हणून वापरले जातात.

मोटर-जनरेटरच्या विपरीत, स्टॅटिक रेक्टिफायर्स स्वस्त असतात, कोणतेही हलणारे भाग नसतात, देखरेखीसाठी अधिक सोयीस्कर असतात, दीर्घ सेवा आयुष्य आणि मोठी ओव्हरलोड क्षमता असते आणि म्हणूनच ते सर्वात सामान्य आहेत.

डायरेक्ट करंटचे वितरण, स्टोरेज बॅटरीशी चार्जिंग आणि रिचार्ज-चार्ज डिव्हाइसेसचे कनेक्शन डायरेक्ट करंट सर्किट बोर्ड (DCB) द्वारे केले जाते, ज्यावर स्विचिंग उपकरणे आणि उपकरणे स्थित आहेत. कर्तव्यावर असलेल्या कर्मचार्‍यांच्या कृतींच्या सोयीसाठी, डीसी डीसी मेमोनिक सर्किट्स डीसीएसवर लागू केले जातात.

बॅटरीज, डीसी पॉवर सप्लाय, चार्जिंग आणि रिचार्जिंग उपकरणे, डीसी इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्स एकमेकांना केबल लाईन्सद्वारे आणि काही प्रकरणांमध्ये बसबारद्वारे जोडलेले असतात. ते एकत्रितपणे डीसी नेटवर्कसाठी इलेक्ट्रिकल सर्किट तयार करतात.

रिचार्ज करण्यायोग्य बॅटरीच्या ऑपरेशनच्या तीन मुख्य पद्धती आहेत: जेट चार्जिंग, चार्ज-डिस्चार्ज आणि चार्ज-रेस्ट-डिस्चार्ज.

सबस्टेशन्समध्ये, बॅटरी सामान्यत: ट्रिकल चार्जिंग मोडमध्ये चालवल्या जातात... या प्रकरणात, व्होल्टेज स्थिरीकरण यंत्रासह (± 2% अचूकतेसह) सुसज्ज असलेला रिचार्जर नेहमी ऑपरेटिंग करंटसाठी नेटवर्कचे सतत स्विच केलेले इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्स पुरवतो. (सिग्नल दिवे, रिले कॉइल्स, कॉन्टॅक्टर्स), आणि बॅटरी रिचार्ज देखील करते, त्याच्या सेल्फ-डिस्चार्जची भरपाई करते.

परिणामी, बॅटरी नेहमीच पूर्णपणे चार्ज केली जाते. शॉर्ट-टर्म लोड शॉक प्रामुख्याने बॅटरीद्वारे शोषले जातात.

अंजीर मध्ये. 2 500 kV सबस्टेशनवर बॅटरी इन्स्टॉलेशनचा आकृती दाखवते.सबस्टेशनमध्ये दोन स्टोरेज बॅटरी आणि तीन रिचार्जिंग आणि चार्जिंग उपकरणे आहेत, त्यापैकी एक सुटे आहे. चार्जिंग आणि रिचार्जिंग उपकरणे सेमीकंडक्टर रेक्टिफायर्स VAZP-380 / 260-40 / 80 म्हणून वापरल्या जाणार्‍या SK-प्रकारच्या लीड-अॅसिड बॅटरीपासून संचयक बॅटरी एकत्र केल्या जातात... DC बोर्ड PSN-1200-71 मालिकेच्या संपूर्ण DC पॅनेलमधून एकत्र केले जातात.

तांदूळ. 2. अतिरिक्त घटकांशिवाय बॅटरी इंस्टॉलेशनचे योजनाबद्ध आकृती: AB1, AB2 — स्टोरेज बॅटरी, VU1, VU2, VUZ — रेक्टिफायर डिव्हाइसेस, UMC — फ्लॅशिंग लाइट डिव्हाइस, UKN — व्होल्टेज लेव्हल कंट्रोल डिव्हाइस, UKI — कंट्रोल डिव्हाइस इन्सुलेशन, SH — नियंत्रण बस, एसएच — सिग्नल बस, (+) — चमकणाऱ्या बस, I, II, III, IV — विभाग क्रमांक, SH — स्विच चालू करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या पॉवर बस

शील्ड टायर्स दोन मुख्य (I आणि II) आणि दोन सहायक (III आणि IV) विभागात विभागलेले आहेत. इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्स विभाग I किंवा II द्वारे समर्थित आहेत, सहाय्यक विभाग उर्जा स्त्रोतांच्या परस्पर शॉर्टिंगसाठी वापरले जातात: स्टोरेज बॅटरी आणि रेक्टिफायर्स चार्जिंग आणि रिचार्जिंगसाठी.

A3700 आणि AK-63 मालिकेचे स्वयंचलित स्विच वापरून इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्स आणि वीज पुरवठा जोडलेले आहेत. हे स्विचेस स्विचिंग डिव्हाइसेसचे कार्य करतात आणि शॉर्ट सर्किट्सपासून डीसीबी कनेक्शनचे संरक्षण करतात. बोर्ड फ्लॅशिंग लाइट यूएमसी, इन्सुलेशन कंट्रोल यूसीआय आणि व्होल्टेज लेव्हल यूसीएनसाठी उपकरणांसह सुसज्ज आहे.

तेल स्विचचे शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स चालू करण्यासाठी वाढीव व्होल्टेज आवश्यक असलेल्या स्थापनेमध्ये अतिरिक्त घटक स्थापित केले जातात. अतिरिक्त सेल असलेल्या बॅटरीमध्ये 108 ऐवजी 120, 128, 140 सेल असतात.अशा परिस्थितीत, सर्किट काहीसे बदलते.

अतिरिक्त पेशींच्या प्लेट्सचे सल्फेशन टाळण्यासाठी, नकारात्मक ध्रुव आणि 108 व्या सेलच्या शाखांमध्ये एक समायोज्य प्रतिरोधक जोडला जातो, ज्याच्या मदतीने मुख्य पेशींच्या डिस्चार्ज करंटच्या समान डिस्चार्ज करंट तयार केला जातो. हे मुख्य आणि अतिरिक्त पेशींसाठी समान ऑपरेटिंग परिस्थितीची हमी देते आणि खोल शुल्क आणि डिस्चार्जची शक्यता वगळते, जे सल्फेशन प्रतिबंधित करते आणि बॅटरीचे सेवा आयुष्य वाढवते. ट्रिकल चार्ज मोडमध्ये, बॅटरी नेहमी चार्ज केलेल्या स्थितीत असते आणि वापरकर्त्यांना थेट करंट पुरवण्यासाठी तयार असते.

सामान्य मोडमध्ये, प्रत्येक स्विच-ऑन बॅटरी सेलचे व्होल्टेज ± 2% च्या सहनशीलतेसह 2.2 V असावे. दुय्यम उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी भिन्न व्होल्टेजचा थेट प्रवाह आवश्यक असल्यास, पोर्टेबल बॅटरी आणि इंटरमीडिएट बॅटरी सेलमधील शाखा वापरल्या जातात.

उदाहरणार्थ, बहुतेकांसाठी रिले संरक्षण साधने 220 V चा व्होल्टेज आवश्यक आहे, टेलिमेकॅनिकल उपकरणांसाठी 24, 48 किंवा 60 V आणि ऑइल स्विचच्या शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक ड्राइव्हला शक्ती देण्यासाठी - बॅटरीपासून केबलमधील व्होल्टेज ड्रॉपची भरपाई करण्यासाठी 250 V पर्यंत आणि अधिक व्होल्टेज स्विचगियर, जिथे स्विचेस जास्त इनरश करंटवर स्थापित केले जातात.

काही प्रतिष्ठापनांमध्ये, स्टोरेज बॅटरी चार्ज-डिस्चार्ज मोडमध्ये कार्य करतात. या प्रकरणात, बॅटरी टर्मिनल्सवरील व्होल्टेज स्थिर राहत नाही, परंतु तुलनेने विस्तृत श्रेणीत बदलते (लीड-ऍसिड बॅटरीसाठी, डिस्चार्ज दरम्यान, व्होल्टेज 2 ते 1.8-1.75 V पर्यंत बदलते आणि 2, 1 वरून चार्ज करताना. ते २,६ -२, ७ ब).

चार्ज-डिस्चार्ज पद्धतीने कार्यरत असलेल्या बॅटरी सर्किट्समध्ये डीसी बोर्डच्या डीसी बसेसच्या सर्व मोडमध्ये स्थिर बॅटरी व्होल्टेज पातळी राखण्यासाठी, एक घटक स्विच प्रदान केला जातो, जो बसेसशी कनेक्ट केलेल्या बॅटरीची संख्या बदलण्यासाठी कार्य करतो. इंस्टॉलेशन किंवा चार्जरवर.

चार्ज-रेस्ट-डिस्चार्ज मोडमध्ये बॅटरी इंस्टॉलेशन्सच्या ऑपरेशनचा येथे विचार केला जात नाही, कारण हा मोड सबस्टेशनमध्ये वापरला जात नाही.

24, 36 किंवा 48 V च्या व्होल्टेजच्या बॅटरीमध्ये सहसा अनेक पोर्टेबल बॅटरी असतात ज्या मालिकेत जोडलेल्या असतात. बर्याच बाबतीत, अशा बॅटरीचे दोन संच स्थापित केले जातात, त्यापैकी एक सुटे आहे.