Zdroje a siete striedavého a usmerneného prevádzkového prúdu

Na zníženie nákladov na elektrické zariadenia a zjednodušenie ich prevádzky v rozvodniach do 110 kV používajú pracovný striedavý a usmernený prúd. Ako zdroje prevádzkového striedavého prúdu konvenčné alebo špeciálne pomocné transformátory malého výkonu, ako aj meracie transformátory prúdu a napätia.

Riadiace a signalizačné obvody môžu byť napájané z pomocnej siete rozvodne alebo zo špeciálnych nízkovýkonových transformátorov pripojených na prípojnice 6 alebo 10 kV na napájacej strane (vedľa vypínačov).

Zdroje striedavého a usmerneného prúdu na rozdiel od batérií nie sú autonómne, pretože ich prevádzka je možná iba pri prítomnosti napätia v sieti. Na napájacie obvody sú preto kladené špeciálne požiadavky zamerané na zvýšenie spoľahlivosti ich činnosti: pracovné obvody musia byť napájané najmenej dvoma transformátormi, napätie v sekundárnych obvodoch musí byť stabilizované, sekundárne obvody musia byť oddelené od obvodov. n.

Najkritickejšie elektrické prijímače musia byť napájané zariadeniami automatického záložného napájania (ATS) s prevádzkovým prúdom.

Na obr. 1 je znázornený napájací obvod striedavých prevádzkových obvodov dvoch transformátorov TSH1 a TSH2. Najkritickejšie elektrické prijímače sú priradené špeciálnym zbernicám SHOP, ktoré sú napájané automatickým záložným vypínačom (ATS).

Riadiace zbernice SHU a signalizačné SHS sú napájané zo zberníc SHOP cez stabilizátory CT1, CT2, takže kolísanie napätia v obvodoch má menší vplyv na činnosť riadiacich a signalizačných obvodov. Elektromagnety na zapnutie olejových spínačov sú napájané z usmerňovačov VU1 a VU2, ktoré sú pripojené k rôznym sekciám dosky plošných spojov.

Ryža. 1. Napájací obvod pre pracovné obvody striedavého prúdu: TCH1, TСН2 — transformátory p.n., AVR — prepínač automatického prevodu, ST1, ST2 — stabilizátory napätia, VU1, VU2 — usmerňovače, SHU, SHP, SHS — riadiace, výkonové a signálové prípojnice , AO — núdzové osvetlenie, TU — TS — diaľkové ovládanie a diaľková signalizácia, OBCHOD — pneumatiky pre zodpovedných spotrebiteľov

Na strane usmerneného napätia fungujú VU1 a VU2 na spoločných zberniciach.Ak inštalácia používa spínače s pružinovými pohonmi (PP-67 atď.) pracujúcimi na striedavý prúd, obvod sa zodpovedajúcim spôsobom zmení: usmerňovače sú vypnuté, spínacie elektromagnety sú napájané z prípojníc ShU, pretože spínacie elektromagnety takýchto pohonov áno. nevyžadujú vysoký výkon, pretože záber sa vykonáva pomocou vopred navinutých hnacích pružín.

Spolu s univerzálnymi výkonovými transformátormi sa na napájanie sekundárnych obvodov používajú špeciálne transformátory. Na napájanie riadiacich obvodov rozvodní sa používajú napríklad transformátory TM-2/10 s výkonom 2 kVA, menovitým napätím 6 alebo 10 kV na hornej strane a 230 V na spodnej strane.

Meracie transformátory prúdu (CT) a napätia (VT) sa tiež používajú ako zdroje striedavého prúdu a na napájanie striedavým prúdom do usmerňovačov v systémoch s usmerneným prevádzkovým prúdom.

K sekundárnemu vinutiu TT je možné zapojiť niekoľko zariadení a relé do série.

Chyba CT a hodnota ich sekundárneho zaťaženia spolu úzko súvisia. S rastúcim zaťažením sa zvyšuje chyba CT, preto by sekundárne zaťaženie pre CT nemalo prekročiť prípustnú hodnotu, pri ktorej je zabezpečená zodpovedajúca trieda presnosti.

Zvláštnosťou činnosti CT napájajúcich obvody pracovného prúdu cez usmerňovače je, že ich zaťaženie v tomto režime je oveľa väčšie ako pri napájaní iba ochranných a meracích obvodov. Preto jadrá CT pracujú v režime nasýtenia, čo zhoršuje tepelný režim prevádzky.

Kontrola chyby CT pre nelineárne zaťaženie, ako aj pre lineárne, sa vykonáva podľa kriviek limitnej násobnosti sekundárneho prúdu. Rozdiel spočíva v tom, že krivka závislosti sekundárneho prúdu od záťaže musí ležať pod krivkou prípustnej násobnosti (1) v celom rozsahu variácie prúdu od nuly po vypočítanú násobnosť (obr. 2). ).

Ryža. 2. Krivky dovolenej chyby CT s nelineárnym zaťažením: 1 — krivka limitnej násobnosti, 2, 3 — charakteristiky nelineárneho zaťaženia, K1, K2 — koeficient nasýtenia prúdových transformátorov

Krivky znázornené na tomto obrázku ukazujú, že zaťaženie zodpovedajúce krivke 2 pri multiplicite K2 prekračuje povolenú hodnotu a zodpovedajúca krivka 3 nespôsobuje zvýšenie chyby CT nad povolených 10 %. Preto je možné tento CT použiť len na napájanie charakteristickej 3 záťaže.

V mnohých prípadoch sa CT používajú iba ako zdroje prevádzkového prúdu, napríklad pri napájaní prúdových blokov BDC. V týchto prípadoch nie sú kladené vysoké požiadavky na presnosť CT, zároveň výkon dodávaný transformátormi musí postačovať na činnosť sekundárnych zariadení napájaných usmerneným prúdom. Závislosť výstupného výkonu CT od primárneho prúdu je na obr. 3.

Sekundárne obvody VT musia byť navrhnuté tak, aby straty napätia ochranných panelov, automatizačných a meracích zariadení boli v rozsahu 1,5 až 3% a na vypočítané metre aktívnej a jalovej energie - nie viac ako 0,5%. Rovnako ako u prúdových transformátorov, trieda presnosti VT závisí od zaťaženia sekundárnych obvodov.

Ryža. 3. Závislosť výkonu dodávaného CT od primárneho prúdu

Na obr. 4 sú znázornené závislosti, ktoré zaťaženia zodpovedajú jednej alebo druhej triede presnosti KT.

VT však môžu pracovať s väčším zaťažením, ako je uvedené, ale v tomto prípade musí byť zaťaženie obmedzené, aby porucha VT neviedla k nesprávnemu fungovaniu ochrany a automatizácie relé. Typicky, VT napájajú len reléovú ochranu a automatické obvody pracujú v triede presnosti 3.

Ako zdroje usmerneného jednosmerného prúdu sa používajú rôzne polovodičové usmerňovače a špeciálne napájacie zdroje. Zdroje jednosmerného prúdu možno rozdeliť do troch hlavných skupín:

• nabíjanie batérie a zdroje nabíjania,

• zdroje prevádzkového prúdu, napájacie obvody pre ovládanie a signalizáciu,

• zdroje určené na napájanie elektromagnetov na zapínanie olejových spínačov.

Ryža. 4. Závislosť triedy presnosti TN od zaťaženia: 1-NOM-6, 2-NOM-10, NTMI-6-66, NTMK-b-48, 3-NTMI-10-66,. NTMK-10, 4-NOM-35-66, 5-NKF-330, NKF-400, NKF-500, 6-NKF-110-57, NKF-220-55, NKF-110-48

Vopred nabité kondenzátory by sa tiež mali klasifikovať ako zdroje prúdu, pretože sa nabíjajú cez usmerňovače napájané zo zdrojov striedavého prúdu.

Na nabíjanie a dobíjanie batérií sa používajú usmerňovače: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU atď.

Na obr. 5 prenosová bloková schéma regulátora RTAB-4 sa používa v rozvodniach Mosenergo a ide o usmerňovaciu nabíjačku polovodičov, ktorej výstupné napätie je automaticky udržiavané konštantné podľa zadaného nastavenia.

Zariadenie je navrhnuté tak, aby spolupracovalo s nabíjateľnými batériami v režime nabíjania. Regulátor RTAB-4 pokrýva jednosmerné zaťaženie rozvodne ako aj prirodzené samovybíjanie a zároveň zabezpečuje stabilizáciu indikovaných napätí a prúdov.

Pozostáva z dvoch regulátorov napätia – primárneho a sekundárneho, ktoré fungujú nezávisle od seba a pôsobia na primárne a sekundárne prvky batérie. Reguláciu výstupného napätia v každom z regulátorov vykonáva vlastný riadiaci obvod (merací blok IB a riadiaci blok CU) pôsobiaci na usmerňovač silového obvodu.

Ryža. 5. Bloková schéma regulátora RTAB -4: RNDE — regulátor napätia prídavných prvkov, ORN — regulátor hlavného napätia, DC — medzitransformátor, UV-riadený usmerňovač, BU1, BU2 — riadiace bloky, IB1, IB2 — meracie jednotky , UVM — Riadený usmerňovač, BOTR — Regulačný obmedzovač prúdu, BKN — Jednotka riadenia napätia, SEB — Články hlavnej batérie, BPA — Prídavné články batérie, Rd — Odolnosť prídavných článkov voči zaťaženiu, W — Bočník

Úroveň napätia v jednosmerných zberniciach je riadená špeciálnou jednotkou BKN, ktorá vydáva signál pri poklese alebo zvýšení napätia o 10% špecifikovaného nastavenia. Hlavný regulátor je vybavený obmedzovačom výstupného prúdu BOTR na ochranu proti preťaženiu v prípade výpadku jednosmerného obvodu a slabej batérie.

Regulátor RTAB-4 pracuje s prirodzeným chladením vzduchom pri -5– + 30 °C, napájacie napätie je trojfázový striedavý prúd 220 alebo 380 V, menovité usmernené napätie na výstupe regulátora je 220 V, menovitý výkon prúd je -50 A, rozsah nastavenia limitu výstupného prúdu 40-80 A, presnosť regulácie ± 2%.

Regulátor napätia pre prídavné prvky sa vyrába v dvoch verziách: pre 20-40 a 40-80 V. Jeho maximálny výstupný prúd v normálnom režime je 1-3 A. Odpor Rd sa používa ako predradná záťaž na vybíjanie prídavných prvkov, aby sa zabránilo sulfatácia .

Pracovné obvody sú napájané prúdovými blokmi (BPT) a napäťovými blokmi (BPN).

Bloky BPT (obr. 6) pozostávajú zo stredného nasýteného transformátora PNT, usmerňovača B, ako aj pomocných prvkov: tlmivky Dp a kondenzátora C, ktoré sú súčasťou obvodu stabilizácie výstupného napätia.

Ryža. 6. Schéma napájacích zdrojov BPT-1002 a BPN-1002

Jednotky BPN pozostávajú z medziľahlého transformátora PT, usmerňovača B, usmerňovača SV a niektorých ďalších prvkov.

Ryža. 7. Napájacia jednotka BPN-1002

Jednotky BPT sú napájané TT a BPN cez VT alebo transformátory atď. Jednotky BPT a BPN alebo niekoľko jednotiek BPT a BPN zvyčajne pracujú na spoločných usmernených zberniciach. Charakteristickým rozdielom medzi jednotkami BPT a BPN je, že jednotky BPN dodávajú napájanie operačným obvodom za normálnych prevádzkových podmienok, keď je známe, že rozvodňa je pod napätím, a jednotky BPT — v skratových režimoch, keď jednotky BPN nemôžu dodávať energiu do rozvodne. sekundárne zariadenia kvôli veľkému poklesu napätia v primárnych obvodoch.