Схемы устройств РЗ изображают на чертежах в виде принципиальных, структурных, функциональных и монтажных.
Принципиальная схема дает представление о принципах действия комплекта РЗ, не отражая его монтажного исполнения. На схеме показываются все реле и элементы, входящие в комплект, со всеми связывающими их электрическими цепями. Контакты реле показываются на схемах в положении, соответствующем отсутствию тока в обмотках реле. Реле разных типов обозначаются латинскими буквами по международному стандарту, принятому в единой системе конструкторской документации (ЕСКД).
Принципиальные схемы РЗ обычно изображаются в виде двух-трех схем: отдельно ИЧ и ЛЧ, УЧ цепи и сигнализация. Микросхемы показываются в принятом для них условном изображении без внутренних соединений.
Структурные схемы изображают основные части (блоки), из которых состоит рассматриваемое устройство, определяют взаимосвязь частей с указанием последовательности их действия. Блоки изображаются прямоугольниками с обозначением, поясняющим их назначение. Входящие в состав частей органы реле и элементы не показываются.
Функциональные схемы детальнее, чем на структурных схемах, показывают, из каких функциональных органов и элементов состоит устройство РЗ или его отдельная структурная часть.
Монтажные схемы предназначаются для выполнения монтажа устройства из элементов, входящих в его состав, или показывают, как такой монтаж уже осуществлен заводом-изготовителем.
Источники оперативного тока.
Назначение и основные требования. Источники оперативного тока осуществляют питание цепей дистанционного управления выключателями, устройств РЗ, автоматики и других средств управления.
Питание оперативных цепей управления, цепей РЗ и других устройств, от которых зависит отключение поврежденных элементов энергосистемы и ликвидация ненормальных режимов, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должен отвечать источник оперативного тока, состоит в том, чтобы во время любых повреждений и ненормальных режимов напряжение источника оперативного тока и его мощность всегда имели достаточное значение как для безотказного действия устройств РЗ, автоматики, телемеханики и сигнализации, так и для надежного отключения и включения соответствующих выключателей.
Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.
Постоянный оперативный ток. В качестве источника постоянного тока служат аккумуляторные батареи с номинальным напряжением 220-110 В; на небольших подстанциях иногда применяются батареи 48 В. От аккумуляторных батарей осуществляется централизованное питание всех устройств РЗ, автоматики, цепей управления и сигнализации.
Аккумуляторная батарея подключается к сборным шинам, от которых получают питание все потребители постоянного тока. Аккумуляторные батареи обычно работают в режиме постоянного подзаряда, что позволяет обеспечить их непрерывную готовность к действию в полностью заряженном состоянии.
Аккумуляторные батареи являются самым надежным источником питания устройств РЗ, так как они готовы к действию в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети переменного тока. В то же время, у аккумуляторных батарей имеются и недостатки. Вследствие высокой надежности они устанавливаются на всех ЭС и на ПС с напряжением 110 кВ и выше. Они значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются подзарядные установки, специальные помещения, для их обслуживания необходим квалифицированный персонал и др.
В связи с этим на ПС в распределительных сетях 6, 10, 35, а иногда и 110 кВ получили применение источники переменного оперативного тока.
Переменный оперативный ток. Для питания оперативных цепей переменным током используется ток или напряжение первичной сети. В качестве источника переменного оперативного тока служат трансформаторы тока (ТТ), трансформаторы напряжения (ТН) и трансформаторы собственных нужд (ТСН).
Трансформаторы тока являются надежным источником питания оперативных цепей РЗ от КЗ. Вторичный ток ТТ при КЗ резко возрастает, соответственно увеличиваются вторичные напряжение и мощность ТТ, что и обеспечивает надежное питание оперативных цепей при КЗ. Однако при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся увеличением тока на защищаемом присоединении, ток и мощность ТТ оказываются недостаточными для действия логических элементов РЗ и срабатывания выключателей. По тем же причинам ТТ нельзя использовать для дистанционного управления выключателями в нормальном режиме, а также при отсутствии напряжения (и тока) на защищаемом объекте.
Трансформаторы напряжения и собственных нужд, подключенные к сети, питающей защищаемый объект, непригодны для питания оперативных цепей РЗ от КЗ, так как при КЗ напряжение в этой сети резко снижается. При повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся понижениями напряжения в сети, ТН и ТСН могут использоваться для питания РЗ от перегрузки и от замыканий на землю.
По сравнению с аккумуляторной батареей источники переменного оперативного тока имеют меньшую стоимость, требуют менее сложного обслуживания и не нуждаются в специальном помещении.
Недостатком источников оперативного переменного тока является ограниченная мощность, как правило, недостаточная для отключения выключателей в сетях напряжением выше 35 кВ с применяемыми в отечественной практике электромагнитными и пневматическими приводами.
Источники переменного оперативного тока получили широкое распространение для питания токовых РЗ в сетях 6-35 и отчасти 110 кВ.
Особые требования к источникам оперативного тока предъявляются РЗ, выполняемыми на полупроводниковых элементах.
