Zdroje a sítě střídavého a usměrněného provozního proudu

Pro snížení nákladů na elektrické zařízení a zjednodušení jeho provozu v rozvodnách do 110 kV využívají pracovní střídavý a usměrněný proud. Jako zdroje provozního střídavého proudu konvenční nebo speciální pomocné transformátory malého výkonu a také měřicí transformátory proudu a napětí.

Řídicí a signalizační obvody mohou být napájeny z pomocné sítě rozvodny nebo ze speciálních nízkovýkonových transformátorů připojených k přípojnicím 6 nebo 10 kV na napájecí straně (vedle vypínačů).

Zdroje střídavého a usměrněného proudu na rozdíl od baterií nejsou autonomní, protože jejich provoz je možný pouze za přítomnosti napětí v síti. Na napájecí obvody jsou proto kladeny speciální požadavky směřující ke zvýšení spolehlivosti jejich činnosti: pracovní obvody musí být napájeny alespoň dvěma transformátory, napětí v sekundárních obvodech musí být stabilizované, sekundární obvody musí být odděleny od obvody. n.

Napájení nejkritičtějších elektrických přijímačů musí být zajištěno zařízeními automatického záložního napájení (ATS) s provozním proudem.

Na Obr. 1 znázorňuje napájecí obvod střídavých pracovních obvodů dvou transformátorů TSH1 a TSH2. Nejkritičtější elektrické přijímače jsou přiděleny speciálním přípojnicím SHOP, které jsou napájeny automatickým záložním vypínačem (ATS).

Řídicí sběrnice SHU a signalizace SHS jsou napájeny ze sběrnic SHOP přes stabilizátory CT1, CT2, takže kolísání napětí v obvodech má menší vliv na činnost řídicích a signalizačních obvodů. Elektromagnety pro zapínání olejových spínačů jsou napájeny z usměrňovačů VU1 a VU2, které jsou připojeny k různým sekcím plošného spoje.

Rýže. 1. Napájecí obvod pro pracovní obvody střídavého proudu: TCH1, TСН2 — transformátory p.n., AVR — přepínač automatického přenosu, ST1, ST2 — stabilizátory napětí, VU1, VU2 — usměrňovače, SHU, SHP, SHS — ovládací, silové a signálové přípojnice , AO — nouzové osvětlení, TU — TS — dálkové ovládání a dálková signalizace, OBCHOD — pneumatiky pro zodpovědné spotřebitele

Na straně usměrněného napětí pracují VU1 a VU2 na společných sběrnicích.Pokud instalace používá spínače s pružinovými pohony (PP-67 atd.) pracující na střídavý proud, obvod se odpovídajícím způsobem změní: usměrňovače jsou vypnuty, spínací elektromagnety jsou napájeny z přípojnic ShU, protože spínací elektromagnety takových pohonů nevyžadují vysoký výkon, protože záběr se provádí pomocí předvinutých hnacích pružin.

Spolu s výkonovými transformátory pro všeobecné použití se pro napájení sekundárních obvodů používají speciální transformátory. Pro napájení řídicích obvodů rozvoden se používají např. transformátory TM-2/10 o výkonu 2 kVA, jmenovitém napětí 6 nebo 10 kV na horní straně a 230 V na spodní straně.

Měřící transformátory proudu (CT) a napětí (VT) se také používají jako zdroje střídavého proudu a pro napájení usměrňovačů střídavým proudem v systémech usměrněného provozního proudu.

K sekundárnímu vinutí TT lze sériově připojit několik zařízení a relé.

Chyba CT a hodnota jejich sekundární zátěže spolu úzce souvisí. S rostoucím zatížením roste chyba JTP, proto by sekundární zatížení pro JTP nemělo překročit přípustnou hodnotu, při které je zajištěna odpovídající třída přesnosti.

Zvláštností činnosti CT napájejících obvody pracovního proudu přes usměrňovače je, že jejich zatížení v tomto režimu je mnohem větší než při napájení pouze ochranných a měřicích obvodů. Proto jádra CT pracují v saturačním režimu, který degraduje tepelný režim provozu.

Kontrola chyby CT pro nelineární zátěž i pro lineární zátěž se provádí podle křivek mezní násobnosti sekundárního proudu. Rozdíl spočívá v tom, že křivka závislosti sekundárního proudu na zátěži musí ležet pod křivkou dovolené násobnosti (1) v celém rozsahu variace proudu od nuly do vypočtené násobnosti (obr. 2). ).

Rýže. 2. Křivky dovolené chyby PTP při nelineární zátěži: 1 — křivka mezní násobnosti, 2, 3 — charakteristiky nelineární zátěže, K1, K2 — koeficient saturace proudových transformátorů

Křivky zobrazené na tomto obrázku ukazují, že zatížení odpovídající křivce 2 při multiplicitě K2 překračuje povolenou hodnotu a odpovídající křivka 3 nezpůsobí zvýšení chyby CT nad povolených 10 %. Proto lze tento CT použít pouze k napájení charakteristické zátěže 3.

V řadě případů se CT používají pouze jako zdroje provozního proudu, například při napájení proudových bloků BDC. V těchto případech nejsou kladeny vysoké požadavky na přesnost PTP, zároveň musí výkon dodávaný transformátory postačovat pro provoz sekundárních zařízení napájených usměrněným proudem. Závislost výstupního výkonu CT na primárním proudu je na Obr. 3.

Sekundární obvody VT musí být navrženy tak, aby napěťové ztráty ochranných panelů, automatizačních a měřicích zařízení byly v rozmezí 1,5 až 3 % a do vypočtených měřidel činné a jalové energie nejvýše 0,5 % . Stejně jako u proudových transformátorů je třída přesnosti VT závislá na zatížení sekundárních obvodů.

Rýže. 3. Závislost výkonu dodávaného CT na primárním proudu

Na Obr. 4 ukazuje závislosti ukazující, která zatížení odpovídají jedné nebo jiné třídě přesnosti VT.

VT však mohou pracovat s větší zátěží, než je uvedeno, ale v tomto případě musí být zátěž omezena, aby porucha VT nevedla k nesprávné činnosti ochrany a automatizace relé. Typicky VT napájející pouze reléovou ochranu a automatické obvody pracují ve třídě přesnosti 3.

Jako zdroje usměrněného stejnosměrného proudu se používají různé polovodičové usměrňovače a speciální napájecí zdroje. Zdroje stejnosměrného proudu lze rozdělit do tří hlavních skupin:

• nabíjení baterie a zdroje nabíjení,

• zdroje provozního proudu, napájecí obvody pro ovládání a signalizaci,

• zdroje určené k napájení elektromagnetů pro spínání olejových spínačů.

Rýže. 4. Závislost třídy přesnosti TN na zatížení: 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

Předem nabité kondenzátory by měly být také klasifikovány jako zdroje proudu, protože jsou nabíjeny přes usměrňovače napájené ze zdrojů střídavého proudu.

K nabíjení a dobíjení baterií se používají usměrňovače: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU atd.

Na Obr. 5 přenosové blokové schéma regulátoru RTAB-4 se používá v rozvodnách Mosenergo a jedná se o usměrňovací nabíječ polovodičů, jehož výstupní napětí je automaticky udržováno konstantní podle zadaného nastavení.

Zařízení je navrženo tak, aby spolupracovalo s dobíjecími bateriemi v režimu nabíjení. Regulátor RTAB-4 pokrývá stejnosměrné zatížení rozvodny i přirozené samovybíjení a zároveň zajišťuje stabilizaci indikovaných napětí a proudů.

Skládá se ze dvou regulátorů napětí – primárního a sekundárního, které pracují nezávisle na sobě a působí na primární a sekundární prvky baterie. Regulaci výstupního napětí v každém z regulátorů provádí vlastní řídicí obvod (měřicí blok IB a řídicí blok CU) působící na usměrňovač silového obvodu.

Rýže. 5. Blokové schéma regulátoru RTAB -4: RNDE — regulátor napětí přídavných prvků, ORN — regulátor hlavního napětí, DC — mezitransformátor, UV-řízený usměrňovač, BU1, BU2 — řídicí bloky, IB1, IB2 — měřicí jednotky, UVM — Řízený usměrňovač, BOTR — Regulační omezovač proudu, BKN — Jednotka řízení napětí, SEB — Články hlavní baterie, BPA — Přídavné články baterie, Rd — Odolnost přídavných článků při zatížení, W — Bočník

Úroveň napětí ve stejnosměrných sběrnicích je řízena speciální jednotkou BKN, která vydává signál při poklesu nebo zvýšení napětí o 10 % stanoveného nastavení. Hlavní regulátor je vybaven omezovačem výstupního proudu BOTR pro ochranu proti přetížení v případě výpadku stejnosměrného obvodu a vybití baterie.

Regulátor RTAB-4 pracuje s přirozeným chlazením vzduchem při -5– + 30 °C, napájecí napětí je třífázový střídavý proud 220 nebo 380 V, jmenovité usměrněné napětí na výstupu regulátoru je 220 V, jmenovitý výkon proud je -50 A, rozsah nastavení limitu výstupního proudu 40-80 A, přesnost regulace ± 2%.

Regulátor napětí pro přídavné prvky se vyrábí ve dvou verzích: pro 20-40 a 40-80 V. Jeho maximální výstupní proud v normálním režimu je 1-3 A. Odpor Rd se používá jako předřadná zátěž pro vybíjení přídavných prvků, aby se zabránilo sulfataci .

Provozní obvody jsou napájeny proudovými bloky (BPT) a napěťovými bloky (BPN).

Bloky BPT (obr. 6) se skládají z mezilehlého saturovaného transformátoru PNT, usměrňovače B a také pomocných prvků: tlumivky Dp a kondenzátoru C zařazených do obvodu stabilizace výstupního napětí.

Rýže. 6. Schematické schéma napájecích zdrojů BPT-1002 a BPN-1002

Jednotky BPN se skládají z mezitransformátoru PT, usměrňovače B, usměrňovače SV a některých dalších prvků.

Rýže. 7. Napájecí jednotka BPN-1002

Jednotky BPT jsou napájeny z TT a BPN z VT nebo transformátorů atd. Jednotky BPT a BPN nebo několik jednotek BPT a BPN obvykle pracují na společných sběrnicích usměrněného napětí. Charakteristickým rozdílem mezi jednotkami BPT a BPN je to, že jednotky BPN poskytují napájení provozním obvodům za normálních provozních podmínek, když je známo, že rozvodna je pod napětím, a jednotky BPT — v režimech zkratu, kdy jednotky BPN nemohou dodávat energii do rozvodny. sekundární zařízení kvůli velkému poklesu napětí v primárních obvodech.