Для питания оперативных цепей в качестве источников постоянного тока наибольшее распространение получили аккумуляторные батареи. Аккумуляторные батареи (рис. 63, а) собирают, последовательно соединяя свинцовые аккумуляторы СК с поверхностными положительными и коробчатыми о три ца тел ьны ми пластинами, помещенными в стеклянные или пластмассовые сосуды, заполненные раствором серной кислоты. Тип и количество аккумуляторов для батареи выбирают соответственно в зависимости от мощности потребителей постоянного тока и напряжения сети оперативного. При этом учитывают, что напряжение каждого аккумулятора в процессе работы может изменяться от 2,2 В в начале разряда до 1,75 В в конце его (в конце заряда при отключенной нагрузке напряжение на каждом аккумуляторе может достигать 2,75 В).
Аккумуляторную батарею 2 устанавливают на стеллажах 1 в специальном помещении, оборудованном вентиляционной системой с вентиляционной камерой 4 и вытяжными коробами 5, камерой б выводов батареи и тамбуром 3 при входе.
На электростанциях и подстанциях кроме аппаратов управления, сигнализации, защиты и автоматики от аккумуляторных батарей питаются аварийное освещение, электродвигатели постоянного тока, собственных нужд и другие приемники.
Нагрузки приемников подразделяют на постоянные, временные и кратковременные. К постоянным относятся нагрузки аппаратов управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики, имеющие место при всех режимах работы электроустановки (нормальном, переходном и установившемся аварийном). К временным относятся нагрузки аварийного освещения и некоторых электродвигателей, включаемых при переходных и установившихся аварийных режимах. К кратковременным относятся нагрузки при включении и отключении приводов коммутационных аппаратов, аппаратов управления, сигнализации, релейной защиты и автоматики, работающих при переходных и установившихся аварийных режимах, и пусковые токи электродвигателей собственных нужд при переходных режимах.
Аккумуляторная батарея может работать в режимах заряда, постоянного подзаряда и разряда.
При режиме заряда максимальный зарядный ток в амперах может быть до 9 N> а после начала газообразования электролита — до 3,5 N (где N — число, указывающее, во сколько раз емкость данного аккумулятора больше емкости аккумулятора СК-1). В конце заряда предусмотрено увеличение напряжения до 2,75В на каждом аккумуляторе (элементе) батареи. Максимальная продолжительность заряда батареи определяется требованием обеспечения ее заряда до 90% емкости в течение 6 —8 ч.
При режиме постоянного подзаряда во избежание потери заряда аккумуляторная батарея должна поддерживаться в состоянии полной заряженности непрерывной компенсацией саморазряда. Для этого при температуре / электролита от 0 до 25 °С напряжение в вольтах на каждом элементе батареи необходимо поддерживать равным 2,15 + 0,05 /, а длительный ток подзаряда в амперах должен быть не менее 0,03 N. При работе батареи в режиме постоянного подзаряда постоянная нагрузка покрывается зарядным устройством, которое выбирают с учетом этого условия.
При режиме разряда наименьшее допустимое напряжение в конце получасового разряда на каждом элементе батареи составляет 1,75 В, а максимальный ток в амперах — 21N и 25 N соответственно при температуре электролита 10 и 25°С.
При подсчете емкостей и токов (зарядных и разрядных) исходят из соответствующих данных для аккумулятора СК-1, который при получасовом, часовом и 10-часовом режимах имеет емкости и ток соответственно 12,5 А • ч и 25 А, 18,5 А • ч и 18,5 А, 36 Ач и 3,6 А.
Для заряда аккумуляторных батарей применяют зарядные устройства в виде мотор-генераторов или выпрямителей с достаточно широким диапазоном регулирования напряжения. В настоящее время большое распространение получили выпрямитедь-ные зарядные устройства на кремниевых вентилях. Типичным для электростанций и подстанций является зарядно-подзарядный агрегат ВАЗП-380/260-40/80 с тиристорами (кремниевыми управляемыми вентилями), предназначенный для питания от сети собственных нужд напряжением 380/220 В и обеспечивающий на выходе выпрямленный ток 80 А и напряжение до 260 В.
Для зарядных мотор генераторов используют генераторы типа П номинальным напряжением 230 В, которое можно регулировать от 220 до 330 В, и мощностью от 5 до 100 кВт.
Возможны две схемы соединения аккумуляторной батареи с зарядным устройством, выбираемые в зависимости от принятого режима работы.
При режиме заряд — разряд зарядное устройство работает только во время заряда батареи, а в остальное время отключено. Для поддержания неизменного напряжения на шинах питания потребителей постоянного тока в схеме предусмотрен двойной элементный коммутатор с переключателями S1 и 52, с помощью которого можно переключателем 5/ подключать необходимое число элементов и в то же время обеспечивать требуемый зарядный ток и отключать переключателем 52 от зарядного устройства заряженные элементы.
Чтобы не допустить разряда батареи при переходе генератора в режим двигателя (это может произойти при отключении двигателя переменного тока, приводящего в движение генератор G), в зарядной цепи устанавливают кремниевый вентиль VD или применяют защиту с реле направления тока, действующую на отключение генератора.
При режиме постоянного подзаряда аккумуляторная батарея все время подключена к зарядному устройству, непрерывно подзаряжающему ее током, который определяется интенсивностью саморазряда батареи. Зарядное устройство принимает на себя постоянную нагрузку, а кратковременные нагрузки, сопровождаемые большими толчками токов, например при включении выключателей с электромагнитными приводами, воспринимаются аккумуляторной батареей, имеющей по сравнению с зарядным устройством значительно меньшее внутреннее сопротивление.