Πηγές και δίκτυα εναλλασσόμενου και ανορθωμένου ρεύματος λειτουργίας

Για να μειώσουν το κόστος του ηλεκτρικού εξοπλισμού και να απλοποιήσουν τη λειτουργία του σε υποσταθμούς έως 110 kV, χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο και ανορθωμένο ρεύμα εργασίας. Ως πηγές λειτουργίας εναλλασσόμενου ρεύματος, συμβατικοί ή ειδικοί βοηθητικοί μετασχηματιστές χαμηλής ισχύος, καθώς και μετασχηματιστές μέτρησης ρεύματος και τάσης.

Τα κυκλώματα ελέγχου και σηματοδότησης μπορούν να τροφοδοτηθούν από το βοηθητικό δίκτυο του υποσταθμού ή από ειδικούς μετασχηματιστές χαμηλής ισχύος συνδεδεμένους με ζυγούς 6 ή 10 kV στην πλευρά τροφοδοσίας (δίπλα από τους διακόπτες).

Πηγές εναλλασσόμενου και ανορθωμένου ρεύματος σε αντίθεση με τις μπαταρίες, δεν είναι αυτόνομες, αφού η λειτουργία τους είναι δυνατή μόνο με την παρουσία τάσης στο δίκτυο. Ως εκ τούτου, επιβάλλονται ειδικές απαιτήσεις στα κυκλώματα τροφοδοσίας με στόχο την αύξηση της αξιοπιστίας της λειτουργίας τους: τα κυκλώματα εργασίας πρέπει να τροφοδοτούνται από τουλάχιστον δύο μετασχηματιστές, η τάση στα δευτερεύοντα κυκλώματα πρέπει να σταθεροποιείται, τα δευτερεύοντα κυκλώματα πρέπει να διαχωριστούν από το κυκλώματα. n.

Πρέπει να παρέχεται ρεύμα στους πιο κρίσιμους ηλεκτρικούς δέκτες με συσκευές αυτόματης εφεδρικής τροφοδοσίας ρεύματος λειτουργίας (ATS).

Στο σχ. Το σχήμα 1 δείχνει το κύκλωμα τροφοδοσίας των κυκλωμάτων λειτουργίας AC δύο μετασχηματιστών TSH1 και TSH2. Οι πιο κρίσιμοι ηλεκτρικοί δέκτες κατανέμονται σε ειδικούς διαύλους SHOP, οι οποίοι τροφοδοτούνται από έναν αυτόματο εφεδρικό διακόπτη ισχύος (ATS).

Οι δίαυλοι ελέγχου SHU και σηματοδότησης SHS τροφοδοτούνται από τους διαύλους SHOP μέσω των σταθεροποιητών CT1, CT2, έτσι ώστε οι διακυμάνσεις της τάσης στα κυκλώματα να έχουν μικρότερη επίδραση στη λειτουργία των κυκλωμάτων ελέγχου και σηματοδότησης. Οι ηλεκτρομαγνήτες για την ενεργοποίηση των διακοπτών λαδιού τροφοδοτούνται από τους ανορθωτές VU1 και VU2, οι οποίοι συνδέονται σε διαφορετικά τμήματα της πλακέτας κυκλώματος.

Ρύζι. 1. Κύκλωμα τροφοδοσίας για κυκλώματα λειτουργίας εναλλασσόμενου ρεύματος: TCH1, TСН2 — μετασχηματιστές p.n., AVR — διακόπτης αυτόματης μεταφοράς, ST1, ST2 — σταθεροποιητές τάσης, VU1, VU2 — ανορθωτές, SHU, SHP, SHS — έλεγχος, ζυγοί ισχύος και σήματος , AO — φωτισμός έκτακτης ανάγκης, TU — TS — τηλεχειριστήριο και τηλεχειριστήριο, SHOP — ελαστικά για υπεύθυνους καταναλωτές

Στην πλευρά της ανορθωμένης τάσης, οι VU1 και VU2 λειτουργούν σε κοινούς διαύλους.Εάν η εγκατάσταση χρησιμοποιεί διακόπτες με ελατήρια (PP-67, κ.λπ.) που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα, το κύκλωμα αλλάζει ανάλογα: οι ανορθωτές είναι απενεργοποιημένοι, οι ηλεκτρομαγνήτες μεταγωγής τροφοδοτούνται από τους διαύλους ShU, καθώς οι ηλεκτρομαγνήτες μεταγωγής τέτοιων ηλεκτροκινητήρων κάνουν δεν απαιτούν υψηλή ισχύ, καθώς η εμπλοκή γίνεται από τα προελιγμένα ελατήρια μετάδοσης κίνησης.

Μαζί με τους μετασχηματιστές ισχύος γενικής χρήσης, χρησιμοποιούνται ειδικοί μετασχηματιστές για την τροφοδοσία δευτερευόντων κυκλωμάτων. Για παράδειγμα, μετασχηματιστές TM-2/10 με ισχύ 2 kVA, ονομαστική τάση 6 ή 10 kV στην επάνω πλευρά και 230 V στην κάτω πλευρά χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία κυκλωμάτων ελέγχου των υποσταθμών.

Οι μετασχηματιστές ρεύματος μέτρησης (CT) και η τάση (VT) χρησιμοποιούνται επίσης ως πηγές εναλλασσόμενου ρεύματος και για την παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος στους ανορθωτές σε συστήματα ανορθωμένου ρεύματος λειτουργίας.

Πολλές συσκευές και ρελέ μπορούν να συνδεθούν σε σειρά στο δευτερεύον τύλιγμα του ΤΤ.

Το σφάλμα των CT και η τιμή του δευτερεύοντος φορτίου τους συνδέονται στενά μεταξύ τους. Καθώς το φορτίο αυξάνεται, το σφάλμα του CT αυξάνεται, επομένως το δευτερεύον φορτίο για το CT δεν πρέπει να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή στην οποία διασφαλίζεται η αντίστοιχη κατηγορία ακρίβειας.

Η ιδιαιτερότητα της λειτουργίας των CT που τροφοδοτούν τα κυκλώματα ρεύματος εργασίας μέσω των ανορθωτών είναι ότι το φορτίο τους σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας είναι πολύ μεγαλύτερο από ό,τι όταν τροφοδοτούν μόνο τα κυκλώματα προστασίας και μέτρησης. Επομένως, οι πυρήνες CT λειτουργούν σε λειτουργία κορεσμού, η οποία υποβαθμίζει τον θερμικό τρόπο λειτουργίας.

Ο έλεγχος σφάλματος CT για μη γραμμικό φορτίο πραγματοποιείται, καθώς και για γραμμικό, σύμφωνα με τις καμπύλες της οριακής πολλαπλότητας του δευτερεύοντος ρεύματος. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι η καμπύλη της εξάρτησης του δευτερεύοντος ρεύματος από το φορτίο πρέπει να βρίσκεται κάτω από την καμπύλη της επιτρεπόμενης πολλαπλότητας (1) σε όλο το εύρος διακύμανσης του ρεύματος από το μηδέν έως την υπολογιζόμενη πολλαπλότητα (Εικ. 2 ).

Ρύζι. 2. Καμπύλες του επιτρεπόμενου σφάλματος του CT με μη γραμμικό φορτίο: 1 — η καμπύλη της οριακής πολλαπλότητας, 2, 3 — τα χαρακτηριστικά του μη γραμμικού φορτίου, Κ1, Κ2 — ο συντελεστής κορεσμού των μετασχηματιστών ρεύματος

Οι καμπύλες που φαίνονται σε αυτό το σχήμα δείχνουν ότι το φορτίο που αντιστοιχεί στην καμπύλη 2 σε πολλαπλότητα Κ2 υπερβαίνει το επιτρεπτό και η αντίστοιχη καμπύλη 3 δεν προκαλεί αύξηση του σφάλματος CT πέρα ​​από το επιτρεπόμενο 10%. Επομένως, αυτός ο CT μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την παροχή ενός χαρακτηριστικού φορτίου 3.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι CT χρησιμοποιούνται μόνο ως πηγές ρεύματος λειτουργίας, για παράδειγμα όταν τροφοδοτούν μπλοκ ρεύματος BDC. Σε αυτές τις περιπτώσεις, δεν επιβάλλονται υψηλές απαιτήσεις για την ακρίβεια του CT, ταυτόχρονα, η ισχύς που παρέχεται από τους μετασχηματιστές πρέπει να είναι επαρκής για τη λειτουργία δευτερευουσών συσκευών που τροφοδοτούνται από ανορθωμένο ρεύμα. Η εξάρτηση της ισχύος εξόδου CT από το πρωτεύον ρεύμα φαίνεται στο Σχ. 3.

Τα δευτερεύοντα κυκλώματα του VT πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε οι απώλειες τάσης των προστατευτικών πλαισίων, του αυτοματισμού και των συσκευών μέτρησης να είναι στην περιοχή από 1,5 έως 3%, και στους υπολογισμένους μετρητές ενεργού και άεργου ενέργειας - όχι περισσότερο από 0,5%. Όπως και με τους μετασχηματιστές ρεύματος, η τάξη ακρίβειας του VT εξαρτάται από το φορτίο των δευτερευόντων κυκλωμάτων.

Ρύζι. 3. Εξάρτηση της ισχύος που παρέχεται από το CT από το πρωτεύον ρεύμα

Στο σχ. Το σχήμα 4 δείχνει τις εξαρτήσεις που δείχνουν ποια φορτία αντιστοιχούν σε μια ή την άλλη κατηγορία ακρίβειας VT.

Ωστόσο, τα VT μπορούν να λειτουργήσουν με μεγαλύτερα φορτία από τα δεδομένα, αλλά σε αυτή την περίπτωση το φορτίο πρέπει να είναι περιορισμένο έτσι ώστε η βλάβη του VT να μην οδηγεί σε λανθασμένη λειτουργία της προστασίας ρελέ και του αυτοματισμού. Συνήθως, τα VT που τροφοδοτούν μόνο προστασία ρελέ και τα αυτόματα κυκλώματα λειτουργούν στην κατηγορία ακρίβειας 3.

Διάφοροι ανορθωτές ημιαγωγών και ειδικά τροφοδοτικά χρησιμοποιούνται ως πηγές ανορθωμένου συνεχούς ρεύματος. Οι πηγές συνεχούς ρεύματος μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες:

• πηγές φόρτισης και φόρτισης μπαταρίας,

• πηγές ρεύματος λειτουργίας, κυκλώματα τροφοδοσίας για έλεγχο και σηματοδότηση,

• πηγές που προορίζονται να τροφοδοτούν τους ηλεκτρομαγνήτες για την ενεργοποίηση των διακοπτών λαδιού.

Ρύζι. 4. Εξάρτηση της κατηγορίας ακρίβειας TN από το φορτίο: 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

Οι προφορτισμένοι πυκνωτές θα πρέπει επίσης να ταξινομηθούν ως πηγές ρεύματος επειδή φορτίζονται μέσω ανορθωτών που τροφοδοτούνται από πηγές AC.

Οι ανορθωτές χρησιμοποιούνται για τη φόρτιση και επαναφόρτιση μπαταριών: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU κ.λπ.

Στο σχ. 5 Το μπλοκ διάγραμμα μετάδοσης του ρυθμιστή RTAB-4 χρησιμοποιείται στους υποσταθμούς Mosenergo και είναι ένας ανορθωτής φορτιστής ημιαγωγών του οποίου η τάση εξόδου διατηρείται αυτόματα σταθερή σύμφωνα με την καθορισμένη ρύθμιση.

Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί μαζί με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες σε λειτουργία φόρτισης. Ο ρυθμιστής RTAB-4 καλύπτει το φορτίο συνεχούς ρεύματος του υποσταθμού καθώς και τη φυσική αυτοεκφόρτιση ενώ παρέχει σταθεροποίηση των ενδεικνυόμενων τάσεων και ρευμάτων.

Αποτελείται από δύο ρυθμιστές τάσης — πρωτεύον και δευτερεύον, που λειτουργούν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον και δρουν στα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα στοιχεία της μπαταρίας. Η ρύθμιση της τάσης εξόδου σε καθέναν από τους ρυθμιστές πραγματοποιείται από το δικό του κύκλωμα ελέγχου (μπλοκ μέτρησης IB και μπλοκ ελέγχου CU) που ενεργεί στον ανορθωτή του κυκλώματος ισχύος.

Ρύζι. 5. Μπλοκ διάγραμμα του ρυθμιστή RTAB -4: RNDE — ρυθμιστής τάσης πρόσθετων στοιχείων, ORN — κύριος ρυθμιστής τάσης, DC — ενδιάμεσος μετασχηματιστής, ανορθωτής ελεγχόμενος με υπεριώδη ακτινοβολία, BU1, BU2 — μπλοκ ελέγχου, IB1, IB2 — μονάδες μέτρησης ,UVM — Ελεγχόμενος ανορθωτής, BOTR — Ρυθμιστικός περιοριστής ρεύματος, BKN — Μονάδα ελέγχου τάσης, SEB — Κύρια στοιχεία μπαταρίας, BPA — Πρόσθετα στοιχεία μπαταρίας, Rd — Αντίσταση φορτίου πρόσθετων κυψελών, W — διακλάδωση

Το επίπεδο τάσης στους διαύλους DC ελέγχεται από μια ειδική μονάδα BKN που εκπέμπει ένα σήμα όταν η τάση μειώνεται ή αυξάνεται κατά 10% της καθορισμένης ρύθμισης. Ο κύριος ρυθμιστής είναι εξοπλισμένος με περιοριστή ρεύματος εξόδου BOTR για προστασία υπερφόρτωσης σε περίπτωση βλάβης του κυκλώματος DC και λειτουργίας χαμηλής μπαταρίας.

Ο ρυθμιστής RTAB-4 λειτουργεί με φυσική ψύξη αέρα στους -5– + 30 ° C, η τάση τροφοδοσίας είναι τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα 220 ή 380 V, η ονομαστική ανορθωμένη τάση στην έξοδο του ρυθμιστή είναι 220 V, η ονομαστική έξοδος το ρεύμα είναι -50 A, το εύρος της ρύθμισης ορίου ρεύματος εξόδου 40-80 A, ακρίβεια ελέγχου ± 2%.

Ο ρυθμιστής τάσης για πρόσθετα στοιχεία παράγεται σε δύο εκδόσεις: για 20-40 και 40-80 V. Το μέγιστο ρεύμα εξόδου του σε κανονική λειτουργία είναι 1-3 A. Η αντίσταση Rd χρησιμοποιείται ως φορτίο έρματος για την εκφόρτιση πρόσθετων στοιχείων προς αποφυγή θείωση .

Τα κυκλώματα λειτουργίας τροφοδοτούνται από μπλοκ ρεύματος (BPT) και μπλοκ τάσης (BPN).

Τα μπλοκ BPT (Εικ. 6) αποτελούνται από έναν ενδιάμεσο κορεσμένο μετασχηματιστή PNT, έναν ανορθωτή B, καθώς και βοηθητικά στοιχεία: ένα τσοκ Dp και έναν πυκνωτή C που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα σταθεροποίησης τάσης εξόδου.

Ρύζι. 6. Σχηματικό διάγραμμα τροφοδοτικών BPT-1002 και BPN-1002

Οι μονάδες BPN αποτελούνται από τον ενδιάμεσο μετασχηματιστή PT, τον ανορθωτή B, τον ανορθωτή SV και ορισμένα άλλα στοιχεία.

Ρύζι. 7. Τροφοδοτικό BPN-1002

Οι μονάδες BPT τροφοδοτούνται από TT και BPN από VT ή μετασχηματιστές κ.λπ. Οι μονάδες BPT και BPN ή αρκετές μονάδες BPT και BPN λειτουργούν συνήθως σε κοινούς διαύλους ανορθωμένης τάσης. Μια χαρακτηριστική διαφορά μεταξύ των μονάδων BPT και BPN είναι ότι οι μονάδες BPN παρέχουν ισχύ στα κυκλώματα λειτουργίας υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, όταν ο υποσταθμός είναι γνωστό ότι είναι ενεργοποιημένος, και οι μονάδες BPT — σε καταστάσεις βραχυκυκλώματος, όταν οι μονάδες BPN δεν μπορούν να παράσχουν ρεύμα στο δευτερεύουσες συσκευές λόγω της μεγάλης πτώσης τάσης στα πρωτεύοντα κυκλώματα.