સીધા કાર્યકારી પ્રવાહના સ્ત્રોતો અને નેટવર્ક

કાર્યકારી સર્કિટને પાવર કરવા માટે સબસ્ટેશનોમાં સીધો પ્રવાહ સામાન્ય રીતે એસિડ બેટરી (સ્થિર અને પોર્ટેબલ) અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં આલ્કલાઇન બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે. સ્થિર બેટરીઓમાં વ્યક્તિગત બેટરીનો સમાવેશ થાય છે, જે સામાન્ય રીતે શ્રેણીમાં જોડાયેલ હોય છે.

બેટરીને ગૌણ રાસાયણિક વર્તમાન સ્ત્રોત કહેવામાં આવે છે જેનું કામ વિદ્યુત ઉર્જા (ચાર્જ) એકઠા કરવાનું છે અને આ ઉર્જા વપરાશકર્તાને (ડિસ્ચાર્જ) પરત કરવાનું છે.

એસિડ બેટરીના મુખ્ય ભાગો (ફિગ. 1) લીડ પોઝિટિવ 2 અને નેગેટિવ 1 પ્લેટ્સ છે, જે લીડ સ્ટ્રીપ્સ 5, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, વિભાજક 3 અને એક જહાજને જોડે છે. મોટી સંખ્યામાં ધારવાળી લીડ પ્લેટોનો ઉપયોગ હકારાત્મક તરીકે થાય છે, જે પ્લેટોની કાર્યકારી સપાટીને નકારાત્મક - બોક્સ-પ્રકારની પ્લેટ તરીકે વધારે છે. હકારાત્મક પ્લેટોની રચના પછી, લીડ ડાયોક્સાઇડ PbO2 રચાય છે, અને નકારાત્મક પ્લેટો પર, સ્પોન્જ લીડ Pb રચાય છે.

ચોખા. 1. એક્યુમ્યુલેટર લાકડાના પાત્રમાં SK-24 ટાઇપ કરે છે: 1 — નકારાત્મક પ્લેટ, 2 — હકારાત્મક પ્લેટ, 3 — વિભાજક, 4 — જાળવી રાખવાનો કાચ, 5 — કનેક્ટિંગ સ્ટ્રીપ, 6 — શાખાની ટોચ

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઉચ્ચ શુદ્ધતા સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને નિસ્યંદિત પાણી ધરાવે છે.25 ° સે પર સ્થિર ચાર્જ કરેલ બેટરીના ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ઘનતા 1.21 g/cm3 છે.

બેટરીની સકારાત્મક અને નકારાત્મક પ્લેટો વચ્ચે, ઇન્સ્યુલેટીંગ પાર્ટીશનો ઇન્સ્ટોલ કરેલા છે - વિભાજક જે સંભવિત વિકૃતિ અને તેમાંથી સક્રિય સમૂહ બહાર પડતા કિસ્સામાં પ્લેટોને બંધ થવાથી અટકાવે છે.

બેટરી ક્ષમતા, EMF, ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ કરંટ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. બેટરીની નજીવી ક્ષમતા (એમ્પીયર-કલાકોમાં) તેની ક્ષમતા 10-કલાકના ડિસ્ચાર્જ અને સામાન્ય તાપમાન (25 ° સે) અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ઘનતા (1.21 g/cm3) છે.

સબસ્ટેશનોમાં, મુખ્યત્વે 220 V બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે, જે C, SK, SN બેટરીમાંથી એસેમ્બલ થાય છે.

C (સ્થિર) બેટરીઓ 3 થી 10 કલાક કે તેથી વધુ સમયના ડિસ્ચાર્જ માટે બનાવવામાં આવી છે. સીકે બેટરી (ટૂંકા ગાળાના ડિસ્ચાર્જ મોડ્સ માટે સ્થિર) 1-2 કલાક માટે ડિસ્ચાર્જ કરવાની મંજૂરી આપે છે, તેથી, સીકે ​​બેટરીમાં, ઉચ્ચ પ્રવાહ માટે રચાયેલ પ્લેટો વચ્ચે પ્રબલિત કનેક્ટિંગ સ્ટ્રીપ્સનો ઉપયોગ થાય છે.

C અને CK બેટરીના જહાજો ખુલ્લા છે, રૂમ C -16, CK-16 અને તેનાથી નાના - કાચ માટે, અને મોટા રૂમ માટે - લાકડાના, અંદર સીસા (અથવા સિરામિક) સાથે પાકા છે. સીએચ-પ્રકારના સંચયકો એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે તેઓ સીલબંધ બંધ કન્ટેનરમાં મૂકવામાં આવે છે. આ બેટરીઓ પ્રમાણમાં નાના વજન અને પરિમાણો ધરાવે છે, તેઓ અન્ય ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનો સાથે એક રૂમમાં સ્થાપિત કરી શકાય છે.

બેટરી નંબર (અક્ષર હોદ્દો પછી) તેની ક્ષમતા દર્શાવે છે. એમ્પીયર-કલાક ક્ષમતા નંબર નંબર 1 સાથે વ્યક્તિગત બેટરીની એકમ ક્ષમતા દ્વારા ગુણાકાર કરેલ બેટરીની સંખ્યા જેટલી છે. C-1 અને SK-1 પ્રકારની બેટરી માટે, આ ક્ષમતા 36 Ah છે અને C- પ્રકારો માટે. 10 અને SK - 10 — 360 આહ.

નાના સબસ્ટેશનમાં, ઓપરેટિંગ કરંટના નેટવર્કમાં નોંધપાત્ર ઇનરશ લોડ અને તીવ્ર વધઘટની ગેરહાજરીમાં (જ્યારે સ્વીચો ચાલુ હોય, વગેરે), 24 અને 48 V ના વોલ્ટેજ સાથે નાની ક્ષમતાની પોર્ટેબલ સ્ટાર્ટર બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે. આવા સબસ્ટેશન, બેટરી તે સામાન્ય રીતે સામાન્ય ડિસ્ચાર્જ મોડમાં લાંબા સમય સુધી કામ કરે છે અને ચોક્કસ સમય પછી — તેની નજીવી ક્ષમતા ગુમાવ્યા પછી (જે બેટરી વોલ્ટેજના નિયંત્રણ માપન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે) — તેને ફાજલ દ્વારા બદલવામાં આવે છે. કેટલીકવાર આલ્કલાઇન બેટરીનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં 1.19-1.21 g/cm3 ની ઘનતા સાથે કોસ્ટિક પોટેશિયમનું જલીય દ્રાવણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ તરીકે કામ કરે છે.

આલ્કલાઇન બેટરીની સકારાત્મક પ્લેટોમાં, સક્રિય પદાર્થ નિકલ ઓક્સાઇડ હાઇડ્રેટ છે, અને નકારાત્મક પ્લેટોમાં - આયર્ન (નિકલ-કેડમિયમ બેટરી) અથવા ફક્ત આયર્ન (નિકલ-આયર્ન બેટરી) ના મિશ્રણ સાથે કેડમિયમ. સબસ્ટેશન પર, NZh અને TNZh પ્રકારના તત્વોની આયર્ન-નિકલ બેટરીનો ઉપયોગ મોટેભાગે થાય છે.

લીડ અને આલ્કલાઇન બેટરીમાં તેમના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે: લીડ-એસિડ બેટરીમાં આલ્કલાઇન બેટરી કરતા વધુ ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ (1.8-2 અને 1.1-1.3 V) હોય છે, વધુ ક્ષમતા અને ઊર્જા કાર્યક્ષમતા હોય છે. તેથી, સમાન વોલ્ટેજની બેટરી બનાવતી વખતે, લીડ-એસિડ બેટરીને લગભગ અડધા જેટલી જરૂર પડે છે. આલ્કલાઇન બેટરીની લાક્ષણિકતાઓ કોમ્પેક્ટનેસ, ઘનતા, યાંત્રિક શક્તિ, ઓછી સ્વ-ડિસ્ચાર્જ અને નીચા તાપમાને કામ કરવાની ક્ષમતા છે.

રિચાર્જેબલ બેટરી એ ગૌણ ઉપકરણો માટે સૌથી વિશ્વસનીય પાવર સ્ત્રોત છે, કારણ કે તેઓ AC વોલ્ટેજની નિષ્ફળતાના કિસ્સામાં ઓપરેટિંગ સર્કિટને સ્વતંત્ર (સ્વાયત્ત) પાવર સપ્લાય પ્રદાન કરે છે.

ઈમરજન્સી મોડમાં, બેટરીઓ તમામ ડીસી ગ્રાહકોનો ભાર લઈ લે છે, રિલે પ્રોટેક્શન અને ઓટોમેશન તેમજ ચાલુ અને બંધ કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. સ્વિચ... ઇમરજન્સી મોડની મર્યાદિત અવધિ તમામ ઇલેક્ટ્રિક રીસીવરો અને ડાયરેક્ટ કરંટ સાથે કામ કરતા સર્કિટ માટે 0.5 કલાકની બરાબર માનવામાં આવે છે, અને કોમ્યુનિકેશન અને ટેલિમિકેનિક્સ માટે 1-2 કલાક., 0 કલાક).

રિચાર્જેબલ બેટરીનો ઉપયોગ તેમની ઊંચી કિંમત અને ઓપરેશનની જટિલતાને કારણે મર્યાદિત છે. તેથી, તેઓ સૌથી મોટા સબસ્ટેશનમાં સ્થાપિત થાય છે. 500 kV અને તેથી વધુના સબસ્ટેશનોમાં, બે કે તેથી વધુ બેટરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરેલી છે.

હાલમાં, બેટરી ચાર્જર તરીકે ઓળખાતા સ્ટેટિક રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ બેટરી ચાર્જ કરવા માટે થાય છે. જૂના સબસ્ટેશનોમાં, નોંધપાત્ર સંખ્યામાં એન્જિન જનરેટર હજુ પણ કાર્યરત છે.

ઓપરેશન દરમિયાન, બેટરીમાં સંગ્રહિત વિદ્યુત ઊર્જાનો સતત વપરાશ થાય છે. તેને ફરીથી ભરવા માટે, રિચાર્જ કરી શકાય તેવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ મોટર જનરેટર અને સ્ટેટિક રેક્ટિફાયર તરીકે પણ થઈ શકે છે. ચાર્જર્સની શક્તિ સામાન્ય રીતે ચાર્જરની શક્તિના 20-25% જેટલી હોય છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સમાન ઉપકરણ ચાર્જિંગ અને રિચાર્જિંગ ઉપકરણના કાર્યો કરી શકે છે.

મોટર જનરેટરમાં ઇન્ડક્શન મોટર અને સમાંતર ઉત્તેજના સાથે ડીસી જનરેટરનો સમાવેશ થાય છે. બંને મશીનો એક જ ફ્રેમ પર માઉન્ટ થયેલ છે, અને તેમના શાફ્ટ એક સ્થિતિસ્થાપક જોડાણ દ્વારા જોડાયેલા છે. બેટરી ચાર્જ કરતી વખતે, ચાર્જરનું જનરેટર વોલ્ટેજ બદલવું આવશ્યક છે, તેથી ડીસી જનરેટરને શન્ટ રિઓસ્ટેટ સાથે તેના ઉત્તેજનાને બદલીને વિશાળ શ્રેણીના વોલ્ટેજ નિયમન સાથે પસંદ કરવામાં આવે છે.સિલિકોન રેક્ટિફાયરનો વ્યાપકપણે સ્ટેટિક ચાર્જિંગ અને રિચાર્જિંગ ડિવાઇસ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.

મોટર-જનરેટરથી વિપરીત, સ્ટેટિક રેક્ટિફાયર સસ્તા હોય છે, તેમાં કોઈ ફરતા ભાગો નથી, જાળવવા માટે વધુ અનુકૂળ હોય છે, લાંબી સેવા જીવન અને મોટી ઓવરલોડ ક્ષમતા હોય છે, અને તેથી તે સૌથી સામાન્ય છે.

ડાયરેક્ટ કરંટનું વિતરણ, સ્ટોરેજ બેટરી સાથે ચાર્જિંગ અને રિચાર્જ-ચાર્જ ઉપકરણોનું જોડાણ ડાયરેક્ટ કરંટ સર્કિટ બોર્ડ્સ (DCB) દ્વારા કરવામાં આવે છે, જેના પર સ્વિચિંગ સાધનો અને સાધનો સ્થિત છે. ફરજ પરના કર્મચારીઓની ક્રિયાઓની સુવિધા માટે, ડીસી ડીસી નેમોનિક સર્કિટ ડીસીએસ પર લાગુ કરવામાં આવે છે.

બેટરીઓ, ડીસી પાવર સપ્લાય, ચાર્જિંગ અને રિચાર્જિંગ ઉપકરણો, ડીસી ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરો એકબીજા સાથે કેબલ લાઇન દ્વારા અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં બસબાર દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. તેઓ સાથે મળીને ડીસી નેટવર્ક માટે ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ બનાવે છે.

રિચાર્જ કરવા યોગ્ય બેટરીના સંચાલનના ત્રણ મુખ્ય મોડ છે: જેટ ચાર્જિંગ, ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ અને ચાર્જ-રેસ્ટ-ડિસ્ચાર્જ.

સબસ્ટેશનમાં, બેટરીઓ સામાન્ય રીતે ટ્રિકલ ચાર્જિંગ મોડમાં ચલાવવામાં આવે છે... આ કિસ્સામાં, વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝેશન ડિવાઇસ (± 2% ની ચોકસાઈ સાથે) સાથે સજ્જ રિચાર્જર હંમેશા ઓપરેટિંગ કરંટ માટે નેટવર્કના સતત સ્વિચ-ઓન ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરોને સપ્લાય કરે છે. (સિગ્નલ લેમ્પ, રિલે કોઇલ, કોન્ટેક્ટર્સ), અને બેટરીને રિચાર્જ પણ કરે છે, તેના સ્વ-ડિસ્ચાર્જ માટે વળતર આપે છે.

પરિણામે, બેટરી દરેક સમયે સંપૂર્ણ ચાર્જ થાય છે. ટૂંકા ગાળાના લોડના આંચકા મુખ્યત્વે બેટરી દ્વારા શોષાય છે.

અંજીરમાં. 2 એ 500 kV સબસ્ટેશન પર બેટરી ઇન્સ્ટોલેશનનો ડાયાગ્રામ બતાવે છે.સબસ્ટેશનમાં બે સ્ટોરેજ બેટરી અને ત્રણ રિચાર્જિંગ અને ચાર્જિંગ ઉપકરણો છે, જેમાંથી એક ફાજલ છે. ચાર્જિંગ અને રિચાર્જિંગ ડિવાઇસીસ સેમિકન્ડક્ટર રેક્ટિફાયર VAZP-380 / 260-40 / 80 તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી SK-પ્રકારની લીડ-એસિડ બેટરીમાંથી એક્યુમ્યુલેટર બેટરી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે... DC બોર્ડને PSN-1200-71 શ્રેણીના સંપૂર્ણ DC પેનલ્સમાંથી એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે.

ચોખા. 2. વધારાના તત્વો વિના બેટરી ઇન્સ્ટોલેશનનો સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ: AB1, AB2 — સ્ટોરેજ બેટરી, VU1, VU2, VUZ — રેક્ટિફાયર ડિવાઇસ, UMC — ફ્લેશિંગ લાઇટ ડિવાઇસ, UKN — વોલ્ટેજ લેવલ કન્ટ્રોલ ડિવાઇસ, UKI — કન્ટ્રોલ ડિવાઇસ ઇન્સ્યુલેશન, SH — નિયંત્રણ બસ, SH — સિગ્નલ બસો, (+) — ફ્લેશિંગ બસો, I, II, III, IV — સેક્શન નંબર્સ, SH — સ્વીચો પર સ્વિચ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટની પાવર બસો

શિલ્ડ ટાયરને બે મુખ્ય (I અને II) અને બે સહાયક (III અને IV) વિભાગોમાં વહેંચવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરો વિભાગ I અથવા II દ્વારા સંચાલિત થાય છે, સહાયક વિભાગોનો ઉપયોગ પાવર સ્ત્રોતોના પરસ્પર શોર્ટિંગ માટે થાય છે: સ્ટોરેજ બેટરી અને ચાર્જિંગ અને રિચાર્જિંગ માટે રેક્ટિફાયર.

A3700 અને AK-63 શ્રેણીના સ્વચાલિત સ્વિચનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરો અને પાવર સપ્લાય જોડાયેલા છે. આ સ્વીચો ઉપકરણોને સ્વિચ કરવાના કાર્યો કરે છે અને DCB જોડાણોને શોર્ટ સર્કિટથી સુરક્ષિત કરે છે. બોર્ડ ફ્લેશિંગ લાઇટ UMC, ઇન્સ્યુલેશન કંટ્રોલ UCI અને વોલ્ટેજ લેવલ UCN માટેના ઉપકરણોથી સજ્જ છે.

ઇન્સ્ટોલેશનમાં જ્યાં તેલ સ્વીચોના શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ચાલુ કરવા માટે વધેલા વોલ્ટેજની જરૂર હોય, ત્યાં વધારાના તત્વો ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. વધારાના કોષોવાળી બેટરીમાં 108ને બદલે 120, 128, 140 કોષો હોય છે.આવા કિસ્સાઓમાં, સર્કિટ કંઈક અંશે બદલાય છે.

વધારાના કોષોની પ્લેટોના સલ્ફેશનને રોકવા માટે, એક એડજસ્ટેબલ રેઝિસ્ટર નકારાત્મક ધ્રુવ અને 108 મા કોષની શાખાઓ વચ્ચે જોડાયેલ છે, જેની મદદથી મુખ્ય કોષોના સ્રાવ પ્રવાહની સમાન ડિસ્ચાર્જ પ્રવાહ બનાવવામાં આવે છે. આ મુખ્ય અને વધારાના કોષો માટે સમાન ઓપરેટિંગ શરતોની બાંયધરી આપે છે અને ઊંડા ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જની શક્યતાને બાકાત રાખે છે, જે સલ્ફેશનને અટકાવે છે અને બેટરીની સર્વિસ લાઇફમાં વધારો કરે છે. ટ્રિકલ ચાર્જ મોડમાં, બેટરી હંમેશા ચાર્જ થયેલી સ્થિતિમાં હોય છે અને વપરાશકર્તાઓને ડાયરેક્ટ કરંટ આપવા માટે તૈયાર હોય છે.

સામાન્ય સ્થિતિમાં, દરેક સ્વિચ-ઓન બેટરી સેલનું વોલ્ટેજ ± 2% ની સહિષ્ણુતા સાથે 2.2 V હોવું જોઈએ. ગૌણ ઉપકરણોને પાવર કરવા માટે વિવિધ વોલ્ટેજનો સીધો પ્રવાહ જરૂરી હોય તેવા કિસ્સામાં, મધ્યવર્તી બેટરી કોષોમાંથી પોર્ટેબલ બેટરી અને શાખાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, મોટાભાગના માટે રિલે સંરક્ષણ ઉપકરણો ટેલીમિકેનિકલ ઉપકરણો 24, 48 અથવા 60 V માટે અને ઓઇલ સ્વીચોની શક્તિશાળી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ડ્રાઇવને પાવર કરવા માટે 220 V નો વોલ્ટેજ જરૂરી છે - બેટરીથી કેબલમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપને વળતર આપવા માટે 250 V અને તેથી વધુનો વોલ્ટેજ સ્વીચગિયર, જ્યાં સ્વીચો ઉચ્ચ પ્રવાહના પ્રવાહ પર સ્થાપિત થાય છે.

કેટલાક ઇન્સ્ટોલેશનમાં, સ્ટોરેજ બેટરી ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ મોડમાં કાર્ય કરે છે. આ કિસ્સામાં, બેટરી ટર્મિનલ્સ પરનો વોલ્ટેજ સ્થિર રહેતો નથી, પરંતુ પ્રમાણમાં વિશાળ શ્રેણીમાં બદલાય છે (લીડ-એસિડ બેટરી માટે, ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન, વોલ્ટેજ 2 થી 1.8-1.75 V સુધી બદલાય છે, અને જ્યારે 2, 1 થી ચાર્જ થાય છે. થી 2,6 -2, 7 B).

ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ પદ્ધતિ દ્વારા સંચાલિત બેટરી સર્કિટ્સમાં ડીસી બોર્ડની ડીસી બસોના તમામ મોડમાં સ્થિર બેટરી વોલ્ટેજ સ્તર જાળવવા માટે, એક એલિમેન્ટ સ્વીચ પ્રદાન કરવામાં આવે છે, જે બસો સાથે જોડાયેલ બેટરીઓની સંખ્યાને બદલવા માટે સેવા આપે છે. ઇન્સ્ટોલેશન અથવા ચાર્જર પર.

ચાર્જ-રેસ્ટ-ડિસ્ચાર્જ મોડમાં બેટરી ઇન્સ્ટોલેશનની કામગીરી અહીં ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી, કારણ કે સબસ્ટેશનમાં આ મોડનો ઉપયોગ થતો નથી.

24, 36 અથવા 48 V ના વોલ્ટેજ સાથેની બેટરીમાં સામાન્ય રીતે ઘણી પોર્ટેબલ બેટરીઓ હોય છે જે શ્રેણીમાં જોડાયેલ હોય છે. મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, આવી બેટરીના બે સેટ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જેમાંથી એક ફાજલ છે.