Шкаф оперативного постоянного тока «ШОТ-П»

Назначение шкафа оперативного постоянного тока «ШОТ-П»
ШОТ предназначен для питания напряжением постоянного тока цепей устройств релейной защиты и автоматики на электрических станциях, трансформаторных подстанциях и распределительных пунктах. Питание цепей постоянного тока осуществляется от выпрямительных (зарядных) устройств и встроенной аккумуляторной батареи. Питание самого шкафа оперативного тока осуществляется от двух независимых источников (секций собственных нужд).

Технические характеристики

Табл. 1
Параметр	ШОТ П-3000- 380/220В-15А-3U-(D)	ШОТ П-6000- 380/220В-30А-3U-(D)	ШОТ П-9000- 380/220В-45А-3U-(D)	ШОТ П-12000- 380/220В-60А-(D)	ШОТ П-15000- 380/220В-75А-(D)	ШОТ П-18000- 380/220В-90А-(D)
Номинальное выходное	220В
напряжение постоянного тока, В
Номинальный (максимальный)	15	30	45	60	75	90
выходной ток, А
Диапазон регулирования	от 188 ÷ 241В до 212 ÷ 258В (задается переключателем)
выходного напряжения, В
Номинальный выходной ток ИПС, А (NБПС х IБПС)	15 (1х15)	30 (2х15)	45 (3х15)	60 (4х15)	75 (5х15)	90 (6х15)
Пульсации выходного напряжения	200
от пика до пика, не более, мВ
Диапазон входного напряжения и	380В ± 15% , 50(60) ± 2 Гц (3х380/220В – 3-фазная сеть с нейтралью)
частоты сети переменного тока
Максимальный потребляемый фазный ток, не более, А	8	16	24	32	40	48
Максимальная потребляемая	4500	9000	13500	18000	22500	27000
мощность, не более, Вт
Коэффициент мощности, не менее	0,96
Коэффициент полезного действия при Iнагр = (0,5÷1,0)Iном, не менее	0,9
Уставка защиты от перегрузки БПС-3000-380/220В-15А-14	15,1 ± 1%
(ток ограничения), А
Диапазон рабочей	+5 ÷ +40
температуры, ºС
Диапазон  температуры	-30 ÷ +50
хранения, ºС
Относительная влажность,	95
не более, %
Эл. Сопр. Изоляции вх. И вых. Цепей  относительно корпуса	в нормальных климатических условиях, не менее, МОм              20
	при влажности 95% и  температуре +30˚С, не менее, МОм            1

Табл.2

Параметр	ШОТ П-5000- 380/220В-20А-3U-(D)	ШОТ П-10000- 380/220В-40А-3U-(D)	ШОТ П-15000- 380/220В-60А-3U-(D)	ШОТ П-20000- 380/220В-80А-(D)	ЩОТ П-25000- 380/220В-100А-(D)	ШОТ П- 30000- 380/220В-120А-(D)
Номинальное выходное	220В
напряжение постоянного тока, В
Номинальный (максимальный)	20	40	60	80	100	120
выходной ток, А
Диапазон регулирования	187 ÷ 242 для 17 АКБ
выходного напряжения, В	198 ÷ 255 для 18 АКБ
Номинальный выходной ток ИПС, А (NБПС х IБПС)	20 (1х20)	40 (2х20)	60 (3х20)	80 (4х20)	100 (5х20)	120 (6х20)
Пульсации выходного напряжения	200
от пика до пика, не более, мВ
Диапазон входного напряжения и	380В ± 15% , 50(60) ± 2 Гц (3х380/220В – 3-фазная сеть с нейтралью)
частоты сети переменного тока
Максимальный потребляемый фазный ток, не более, А	10,5	21	31,5	42	52,5	63
Максимальная потребляемая	5900	11800	17700	23600	29500	35400
мощность, не более, Вт
Коэффициент мощности, не менее	0,96
Коэффициент полезного действия при Iнагр = (0,5÷1,0)Iном, не менее	0,9
Уставка защиты от перегрузки БПС-3000-380/220В-15А-14	20,1 ± 1%
(ток ограничения), А
Диапазон рабочей	+5 ÷ +40
температуры, ºС
Диапазон  температуры	-30 ÷ +50
хранения, ºС
Относительная влажность,	95
не более, %
Эл. Сопр. Изоляции вх. И вых. Цепей  относительно корпуса	в нормальных климатических условиях, не менее, МОм              20
	при влажности 95% и  температуре +30˚С, не менее, МОм            1

Конструкция
ШОТ представляет собой напольный шкаф одностороннего обслуживания, установленный на цоколе. 
Общий вид ШОТ представлен рисунке 1.


Рисунок 1 - Общий вид ШОТ

Устройство и работа

    ШОТ состоит из следующих функциональных блоков:

• блока силовой части;
• блока контроля и управления;
• блока аккумуляторных батарей (АКБ).

Структурная схема ШОТ представлена на рисунке 2. Электрическая принципиальная схема ШОТ представлена в комплекте технической документации.

Рисунок 2 - Структурная схема ШОТ

Питание ШОТ осуществляется от двух независимых вводов сети переменного тока. При наличии сетевого напряжения, зарядное устройство (ЗУ) обеспечивает заряд АКБ и питание потребителей. При пропадании сетевого напряжения на обоих вводах, питание потребителей осуществляется от АКБ. При отключении основного ввода, питание шкафа осуществляется от резервного ввода. При восстановлении основного ввода, резервный ввод отключается.

Устройство и работа силовой части

Силовая часть состоит из зарядного устройства, автоматических выключателей и контакторов, для защиты и коммутации силовых цепей.

• Зарядное устройство (ЗУ) обеспечивает питание оперативным током потребителей и заряд АКБ. Конструктивно, ЗУ представляет собой полку, в которой размещены силовые выпрямительные модули. 
• Полка имеет клеммы для подключения цепей переменного и постоянного тока, а также разъем для подключения к контроллеру.
•  Силовые выпрямительные модули преобразуют переменное напряжение питающей сети в постоянное выходное напряжение, используя высокочастотный метод преобразования энергии.

Каждый выпрямительный модуль функционально состоит из: выпрямителя, блока коррекции мощности, инвертора, второго выпрямителя и фильтра электромагнитных помех. Блок-схема выпрямительного модуля представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 -  Блок-схема силового блока

Модули, установленные на одной полке, работают параллельно. Количество задействованных выпрямительных модулей зависит от нагрузки. При снижении нагрузки часть выпрямительных модулей выводится из работы и переходит в ждущий режим. При возрастании нагрузки, выпрямительные модули из ждущего режима переходят в рабочий.  Выпрямительные модули могут быть заменены без отключения питания или нагрузки («горячая» замена). При наличии свободных гнезд в полке, возможно добавление дополнительных выпрямительных модулей в процессе эксплуатации.

В состав ШОТ входит следующее силовое коммутационное оборудование:

• QF1 - автоматический выключатель защиты основного ввода;
•  QF3 - автоматический выключатель защиты резервного ввода;
•  QF2 - автоматический выключатель защиты аккумуляторной батареи;
• 1QF - аппарат защиты шины оперативного тока;
• 1QF1-1QF12 - автоматические выключатели защиты потребителей;
• KM1, KM2 - контакторы автоматического ввода резерва (АВР).

Устройство и работа системы управления

Система управления ШОТ основана на контроллере. Вспомогательными элементами системы управления являются: промежуточные реле, источники питания и необходимые цепи сигнализации состояний оборудования. 
Контроллер установлен на двери шкафа.

Контроллер обеспечивает:

• управление выпрямительными модулями;
•  измерение тока и напряжения входной и выходной цепи;
•  измерение температуры аккумуляторного отсека;
•  термокомпенсацию напряжения заряда АКБ;
•  отображение информации о состоянии системы постоянного тока;
•  передачу данных в систему диспетчеризации.

На лицевой панели контроллера имеется панель управления, с помощью которой можно управлять и настраивать ШОТ. 
Подробное описание выпрямительной системы приведено в документации завода-изготовителя, которая входит в комплект поставки ШОТ:

• описание выпрямительной системы УКУ 220;
• вариант установки контроллера в стойку/панель 125/220 В постоянного тока;
• описание на программное обеспечение контроллера.

Блок аккумуляторных батарей

В ШОТ установлена аккумуляторная батарея (АКБ), состоящая из 17 герметизированных свинцово-кислотных элементов напряжением 12 В каждый, соединенных последовательно. Элементы батареи не требуют обслуживания, имеют ударопрочный негорючий корпус и предохранительный клапан для сброса избыточного давления. Срок службы аккумуляторной батареи, при соблюдении требований эксплуатации, более или равен 10 лет. Элементы АКБ размещены на полках и соединены перемычками.