Źródła i sieci prądu przemiennego i wyprostowanego

Aby obniżyć koszty sprzętu elektrycznego i uprościć jego działanie w podstacjach do 110 kV, wykorzystują działający prąd przemienny i wyprostowany. Jako źródła roboczego prądu przemiennego, konwencjonalne lub specjalne transformatory pomocnicze małej mocy, a także przekładniki pomiarowe prądu i napięcia.

Obwody sterowania i sygnalizacji mogą być zasilane z sieci potrzeb własnych stacji lub ze specjalnych transformatorów mocy małej mocy podłączonych do szyn zbiorczych 6 lub 10 kV po stronie zasilania (obok wyłączników).

Źródła prądu przemiennego i wyprostowanego w przeciwieństwie do akumulatorów nie są autonomiczne, ponieważ ich działanie jest możliwe tylko przy obecności napięcia w sieci. Dlatego obwodom zasilającym stawiane są specjalne wymagania mające na celu zwiększenie niezawodności ich pracy: obwody robocze muszą być zasilane przez co najmniej dwa transformatory, napięcie w obwodach wtórnych musi być ustabilizowane, obwody wtórne muszą być odseparowane od obwody. N.

Zasilanie najbardziej krytycznych odbiorników elektrycznych musi być dostarczane za pomocą urządzeń automatycznego zasilania awaryjnego (ATS).

na ryc. 1 przedstawia obwód zasilania obwodów roboczych prądu przemiennego dwóch transformatorów TSH1 i TSH2. Najbardziej krytyczne odbiorniki elektryczne są przyporządkowane do specjalnych szynoprzewodów SKLEPOWYCH, które zasilane są z automatycznego wyłącznika rezerwowego (SZR).

Szyny sterujące SHU i sygnalizacyjne SHS zasilane są z szyn SKLEP poprzez stabilizatory CT1, CT2, dzięki czemu wahania napięcia w obwodach mają mniejszy wpływ na pracę obwodów sterowania i sygnalizacji. Elektromagnesy do włączania przełączników olejowych są zasilane przez prostowniki VU1 i VU2, które są podłączone do różnych sekcji płytki drukowanej.

Ryż. 1. Obwód zasilania obwodów roboczych prądu przemiennego: TCH1, TСН2 — transformatory p.n., AVR — automatyczny przełącznik zasilania, ST1, ST2 — stabilizatory napięcia, VU1, VU2 — prostowniki, SHU, SHP, SHS — szyny sterujące, zasilające i sygnałowe , AO — oświetlenie awaryjne, TU — TS — zdalne sterowanie i zdalna sygnalizacja, SKLEP — opony dla odpowiedzialnych konsumentów

Po stronie napięcia wyprostowanego VU1 i VU2 działają na wspólnych szynach.Jeżeli w instalacji zastosowano wyłączniki z napędami sprężynowymi (PP-67 itp.) pracujące na prąd przemienny, to obwód zmienia się odpowiednio: prostowniki są wyłączane, elektromagnesy załączające zasilane są z szyn ShU, gdyż elektromagnesy załączające takich napędów nie nie wymagają dużej mocy, ponieważ zazębienie odbywa się za pomocą wstępnie zwiniętych sprężyn napędowych.

Oprócz transformatorów mocy ogólnego przeznaczenia do zasilania obwodów wtórnych stosuje się transformatory specjalne. Na przykład transformatory TM-2/10 o mocy 2 kVA i napięciu znamionowym 6 lub 10 kV po stronie górnej i 230 V po stronie dolnej służą do zasilania obwodów sterowania stacjami elektroenergetycznymi.

Pomiarowe przekładniki prądowe (CT) i napięciowe (VT) są również wykorzystywane jako źródła prądu przemiennego oraz do zasilania prądem przemiennym prostowników w prostowanych układach prądu roboczego.

Kilka urządzeń i przekaźników można podłączyć szeregowo do uzwojenia wtórnego TT.

Błąd przekładników prądowych i wartość ich obciążenia wtórnego są ze sobą ściśle powiązane. Wraz ze wzrostem obciążenia zwiększa się błąd przekładnika prądowego, dlatego obciążenie wtórne przekładnika prądowego nie powinno przekraczać dopuszczalnej wartości, przy której zapewniona jest odpowiednia klasa dokładności.

Osobliwością działania przekładników prądowych zasilających obwody prądu roboczego przez prostowniki jest to, że ich obciążenie w tym trybie jest znacznie większe niż przy zasilaniu tylko obwodów ochronnych i pomiarowych. Dlatego rdzenie CT pracują w trybie nasycenia, co pogarsza termiczny tryb pracy.

Kontrola błędu CT jest przeprowadzana dla obciążenia nieliniowego, jak również dla obciążenia liniowego, zgodnie z krzywymi krotności granicznej prądu wtórnego. Różnica polega na tym, że krzywa zależności prądu wtórnego od obciążenia musi leżeć poniżej krzywej krotności dopuszczalnej (1) w całym zakresie zmienności prądu od zera do obliczonej krotności (rys. 2). ).

Ryż. 2. Krzywe błędu dopuszczalnego przekładnika prądowego przy obciążeniu nieliniowym: 1 — krzywa krotności granicznej, 2, 3 — charakterystyka obciążenia nieliniowego, K1, K2 — współczynnik nasycenia przekładników prądowych

Krzywe pokazane na tym rysunku pokazują, że obciążenie odpowiadające krzywej 2 przy krotności K2 przekracza dopuszczalną, a odpowiadająca jej krzywa 3 nie powoduje wzrostu błędu CT poza dopuszczalne 10%. Dlatego ten przekładnik prądowy może być używany tylko do zasilania charakterystycznego obciążenia 3.

W wielu przypadkach przekładniki prądowe są wykorzystywane wyłącznie jako źródła prądu roboczego, na przykład podczas zasilania bloków prądowych BDC. W tych przypadkach nie stawia się wysokich wymagań co do dokładności przekładnika prądowego, jednocześnie moc dostarczana przez transformatory musi być wystarczająca do pracy urządzeń wtórnych zasilanych prądem wyprostowanym. Zależność mocy wyjściowej przekładnika prądowego od prądu pierwotnego pokazano na rys. 3.

Obwody wtórne VT muszą być zaprojektowane tak, aby straty napięcia paneli ochronnych, automatyki i urządzeń pomiarowych mieściły się w zakresie od 1,5 do 3%, a do obliczonych liczników energii czynnej i biernej - nie więcej niż 0,5%. Podobnie jak w przypadku przekładników prądowych, klasa dokładności VT zależy od obciążenia obwodów wtórnych.

Ryż. 3. Zależność mocy dostarczanej przez przekładnik prądowy od prądu pierwotnego

na ryc. 4 pokazuje zależności pokazujące, które obciążenia odpowiadają jednej lub drugiej klasie dokładności VT.

Jednak przekładniki napięciowe mogą pracować z większymi obciążeniami niż podane, ale w tym przypadku obciążenie musi być ograniczone, aby awaria przekładnika nie doprowadziła do nieprawidłowego działania zabezpieczenia przekaźnikowego i automatyki. Zazwyczaj przekładniki napięciowe zasilające tylko zabezpieczenie przekaźnikowe i obwody automatyczne działają w klasie dokładności 3.

Jako źródła wyprostowanego prądu stałego stosuje się różne prostowniki półprzewodnikowe i specjalne zasilacze. Źródła prądu stałego można podzielić na trzy główne grupy:

• ładowanie akumulatorów i źródła ładowania,

• źródła prądu roboczego, obwody zasilające do sterowania i sygnalizacji,

• źródła przeznaczone do zasilania elektromagnesów do załączania wyłączników olejowych.

Ryż. 4. Zależność klasy dokładności TN od obciążenia: 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

Wstępnie naładowane kondensatory również powinny być klasyfikowane jako źródła prądu, ponieważ są ładowane przez prostowniki zasilane ze źródeł prądu przemiennego.

Prostowniki służą do ładowania i ładowania akumulatorów: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU itp.

na ryc. 5 schemat blokowy transmisji regulatora RTAB-4 jest stosowany w stacjach Mosenergo i jest prostowniczą ładowarką półprzewodnikową, której napięcie wyjściowe jest automatycznie utrzymywane na stałym poziomie zgodnie z zadaną nastawą.

Urządzenie przeznaczone jest do współpracy z akumulatorami w trybie ładowania. Regulator RTAB-4 pokrywa obciążenie DC stacji oraz naturalne samorozładowanie, zapewniając jednocześnie stabilizację wskazanych napięć i prądów.

Składa się z dwóch regulatorów napięcia — pierwotnego i wtórnego, działających niezależnie od siebie i działających na element pierwotny i wtórny akumulatora. Regulacja napięcia wyjściowego w każdym z regulatorów realizowana jest przez własny obwód sterujący (blok pomiarowy IB i blok sterujący CU) działający na prostownik obwodu mocy.

Ryż. 5. Schemat blokowy regulatora RTAB -4: RNDE — regulator napięcia elementów dodatkowych, ORN — główny regulator napięcia, DC — transformator pośredni, prostownik sterowany UV, BU1, BU2 — bloki sterujące, IB1, IB2 — jednostki pomiarowe, UVM — Sterowany prostownik, BOTR — Regulacyjny ogranicznik prądu, BKN — Jednostka kontroli napięcia, SEB — Główne ogniwa baterii, BPA — Dodatkowe ogniwa baterii, Rd — Rezystancja obciążenia dodatkowych ogniw, W — Bocznik

Poziom napięcia w szynach DC jest kontrolowany przez specjalną jednostkę BKN, która emituje sygnał, gdy napięcie spadnie lub wzrośnie o 10% określonego ustawienia. Regulator główny wyposażony jest w ogranicznik prądu wyjściowego BOTR, chroniący przed przeciążeniem w przypadku awarii obwodu prądu stałego i słabej baterii.

Regulator RTAB-4 pracuje przy naturalnym chłodzeniu powietrzem w temperaturze -5– +30°C, napięcie zasilania to trójfazowy prąd przemienny 220 lub 380 V, znamionowe napięcie wyprostowane na wyjściu regulatora to 220 V, znamionowa moc wyjściowa prąd wynosi -50 A, zakres nastaw limitu prądu wyjściowego 40-80 A, dokładność sterowania ± 2%.

Regulator napięcia dla elementów dodatkowych produkowany jest w dwóch wersjach: na 20-40 i 40-80 V. Jego maksymalny prąd wyjściowy w trybie normalnym wynosi 1-3 A. Rezystancja Rd służy jako obciążenie balastowe do rozładowania dodatkowych elementów w celu uniknięcia zasiarczenie .

Obwody robocze zasilane są z bloków prądowych (BPT) i bloków napięciowych (BPN).

Bloki BPT (rys. 6) składają się z transformatora pośredniego nasyconego PNT, prostownika B oraz elementów pomocniczych: dławika Dp i kondensatora C wchodzących w skład obwodu stabilizacji napięcia wyjściowego.

Ryż. 6. Schemat ideowy zasilaczy BPT-1002 i BPN-1002

Zespoły BPN składają się z transformatora pośredniego PT, prostownika B, prostownika SV i kilku innych elementów.

Ryż. 7. Zasilacz BPN-1002

Jednostki BPT są zasilane przez TT i BPN przez VT lub transformatory itp. Jednostki BPT i BPN lub kilka jednostek BPT i BPN zwykle działają na wspólnych szynach wyprostowanego napięcia. Charakterystyczną różnicą między jednostkami BPT i BPN jest to, że jednostki BPN dostarczają zasilanie do obwodów roboczych w normalnych warunkach pracy, gdy wiadomo, że stacja jest pod napięciem, a jednostki BPT — w stanach zwarciowych, gdy jednostki BPN nie mogą zasilać urządzeń wtórnych ze względu na duży spadek napięcia w obwodach pierwotnych.