Izvori i mreže izmjenične i ispravljene radne struje

Kako bi se smanjili troškovi električne opreme i pojednostavio njezin rad na trafostanicama do 110 kV, koriste se radna izmjenična i ispravljena struja. Kao izvori pogonske izmjenične struje koriste se konvencionalni ili specijalni pomoćni transformatori male snage, kao i strujni i naponski mjerni transformatori.

Upravljačko-dojavni krugovi mogu se napajati iz pomoćne mreže trafostanice ili iz posebnih energetskih transformatora male snage spojenih na sabirnice 6 ili 10 kV na napojnoj strani (uz sklopke).

Izvori izmjenične i ispravljene struje, za razliku od baterija, nisu autonomni, jer je njihov rad moguć samo uz prisutnost napona u mreži. Stoga se za strujne krugove napajanja postavljaju posebni zahtjevi s ciljem povećanja pouzdanosti njihova rada: radni krugovi moraju biti napajani s najmanje dva transformatora, napon u sekundarnim krugovima mora biti stabiliziran, sekundarni krugovi moraju biti odvojeni od sklopovi. n.

Napajanje najkritičnijih električnih prijamnika mora biti osigurano s uređajima za automatsko rezervno napajanje (ATS) radne struje.

Na sl. Slika 1 prikazuje strujni krug napajanja AC radnih krugova dva transformatora TSH1 i TSH2. Najkritičniji električni prijemnici raspoređeni su na posebne SHOP sabirnice, koje se napajaju pomoću automatske rezervne sklopke (ATS).

Upravljačke sabirnice SHU i signalne SHS napajaju se iz sabirnica SHOP preko stabilizatora CT1, CT2, tako da fluktuacije napona u krugovima manje utječu na rad upravljačkih i signalnih krugova. Elektromagnete za uključivanje uljnih sklopki napajaju ispravljači VU1 i VU2 koji su spojeni na različite dijelove sklopne ploče.

Riža. 1. Krug napajanja za radne krugove izmjenične struje: TCH1, TSN2 — transformatori p.n., AVR — automatski prijenosni prekidač, ST1, ST2 — stabilizatori napona, VU1, VU2 — ispravljači, SHU, SHP, SHS — upravljačke, energetske i signalne sabirnice , AO — rasvjeta u nuždi, TU — TS — daljinsko upravljanje i daljinska signalizacija, SHOP — gume za odgovorne potrošače

Na strani ispravljenog napona VU1 i VU2 rade na zajedničkim sabirnicama.Ako instalacija koristi prekidače s opružnim pogonima (PP-67, itd.) koji rade na izmjeničnu struju, krug se mijenja u skladu s tim: ispravljači su isključeni, sklopni elektromagneti napajaju se iz ShU sabirnica, budući da sklopni elektromagneti takvih pogona rade ne zahtijevaju veliku snagu, jer se zahvaćanje vrši prethodno namotanim pogonskim oprugama.

Uz energetske transformatore opće namjene, za napajanje sekundarnih krugova koriste se specijalni transformatori. Na primjer, transformatori TM-2/10 snage 2 kVA, nazivnog napona 6 ili 10 kV s gornje strane i 230 V s donje strane koriste se za napajanje upravljačkih krugova trafostanica.

Mjerni transformatori struje (CT) i napona (VT) također se koriste kao izvori izmjenične struje i za napajanje izmjeničnom strujom ispravljača u sustavima ispravljene radne struje.

Nekoliko uređaja i releja može se serijski spojiti na sekundarni namot TT.

Pogreška CT-a i vrijednost njihovog sekundarnog opterećenja usko su povezani jedni s drugima. Kako se opterećenje povećava, pogreška CT-a se povećava, stoga sekundarno opterećenje za CT ne smije prijeći dopuštenu vrijednost pri kojoj je osigurana odgovarajuća klasa točnosti.

Osobitost rada CT-a koji napajaju krugove radne struje kroz ispravljače je da je njihovo opterećenje u ovom načinu puno veće nego kada napaja samo zaštitne i mjerne krugove. Stoga CT jezgre rade u režimu zasićenja, što degradira toplinski način rada.

Provjera pogreške CT-a za nelinearno opterećenje, kao i za linearno, provodi se prema krivuljama graničnog višestrukosti sekundarne struje. Razlika je u tome što krivulja ovisnosti sekundarne struje o opterećenju mora ležati ispod krivulje dopuštene višestrukosti (1) u cijelom rasponu varijacije struje od nule do izračunate višestrukosti (slika 2. ).

Riža. 2. Krivulje dopuštene pogreške CT-a s nelinearnim opterećenjem: 1 - krivulja granične množine, 2, 3 - karakteristike nelinearnog opterećenja, K1, K2 - koeficijent zasićenja strujnih transformatora.

Krivulje prikazane na ovoj slici pokazuju da opterećenje koje odgovara krivulji 2 pri mnogostrukosti K2 premašuje dopušteno, a odgovarajuća krivulja 3 ne uzrokuje povećanje CT pogreške iznad dopuštenih 10%. Stoga se ovaj CT može koristiti samo za napajanje karakterističnog opterećenja 3.

U nizu slučajeva, CT se koriste samo kao izvori radne struje, na primjer kada se napajaju BDC strujni blokovi. U tim slučajevima ne postavljaju se visoki zahtjevi za točnost CT-a, a snaga koju isporučuju transformatori mora biti dovoljna za rad sekundarnih uređaja napajanih ispravljenom strujom. Ovisnost izlazne snage CT-a o primarnoj struji prikazana je na sl. 3.

Sekundarni krugovi VT moraju biti projektirani tako da gubici napona zaštitnih ploča, automatizacije i mjernih uređaja budu u rasponu od 1,5 do 3%, a prema izračunatim brojilima aktivne i jalove energije - ne više od 0,5% . Kao i kod strujnih transformatora, klasa točnosti VT ovisi o opterećenju sekundarnih krugova.

Riža. 3. Ovisnost snage koju isporučuje CT o primarnoj struji

Na sl. Slika 4 prikazuje ovisnosti koje pokazuju koja opterećenja odgovaraju jednoj ili drugoj klasi točnosti VT.

Međutim, VT mogu raditi s većim opterećenjima od zadanih, ali u tom slučaju opterećenje mora biti ograničeno tako da greška VT ne dovodi do neispravnog rada relejne zaštite i automatike. Tipično, VT-ovi koji napajaju samo relejnu zaštitu i automatski krugovi rade u klasi točnosti 3.

Kao izvori ispravljene istosmjerne struje koriste se različiti poluvodički ispravljači i posebni izvori napajanja. Izvori istosmjerne struje mogu se podijeliti u tri glavne skupine:

• punjenje baterije i izvori punjenja,

• izvore radne struje, strujne krugove napajanja za upravljanje i signalizaciju,

• izvori namijenjeni za napajanje elektromagneta za uključivanje uljnih prekidača.

Riža. 4. Ovisnost klase točnosti TN o opterećenju: 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

Prethodno napunjene kondenzatore također treba klasificirati kao izvore struje jer se pune preko ispravljača koji se napajaju iz izvora izmjenične struje.

Za punjenje i punjenje baterija koriste se ispravljači: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU itd.

Na sl. 5 blok dijagram prijenosa regulatora RTAB-4 koristi se u trafostanicama Mosenergo i ispravljački je poluvodički punjač čiji se izlazni napon automatski održava konstantnim prema specificiranoj postavci.

Uređaj je dizajniran za rad s punjivim baterijama u načinu punjenja. Regulator RTAB-4 pokriva istosmjerno opterećenje trafostanice kao i prirodno samopražnjenje uz stabilizaciju naznačenih napona i struja.

Sastoji se od dva regulatora napona — primarnog i sekundarnog, koji rade neovisno jedan o drugom i djeluju na primarne i sekundarne elemente baterije. Regulacija izlaznog napona u svakom od regulatora provodi se vlastitim regulacijskim krugom (mjerni blok IB i regulacijski blok CU) koji djeluje na ispravljač strujnog kruga.

Riža. 5. Blok dijagram regulatora RTAB -4: RNDE — regulator napona dodatnih elemenata, ORN — glavni regulator napona, DC — međutransformator, UV-upravljani ispravljač, BU1, BU2 — upravljački blokovi, IB1, IB2 — mjerne jedinice, UVM — Upravljani ispravljač, BOTR — Regulatorni limitator struje, BKN — Jedinica za upravljanje naponom, SEB — Glavne ćelije baterije, BPA — Dodatne ćelije baterije, Rd — Otpor opterećenja dodatnih ćelija, W — Šant

Razinu napona u DC sabirnicama kontrolira posebna BKN jedinica koja emitira signal kada napon padne ili poraste za 10% od navedene postavke. Glavni regulator je opremljen BOTR limitatorom izlazne struje za zaštitu od preopterećenja u slučaju kvara istosmjernog strujnog kruga i rada baterije pri slabom stanju.

Regulator RTAB-4 radi s prirodnim zračnim hlađenjem na -5– + 30 ° C, napon napajanja je trofazna izmjenična struja 220 ili 380 V, nazivni ispravljeni napon na izlazu regulatora je 220 V, nazivni izlaz struja je -50 A, raspon podešavanja izlazne struje 40-80 A, točnost upravljanja ± 2%.

Regulator napona za dodatne elemente proizvodi se u dvije verzije: za 20-40 i 40-80 V. Njegova maksimalna izlazna struja u normalnom načinu rada je 1-3 A. Otpor Rd koristi se kao balastno opterećenje za pražnjenje dodatnih elemenata kako bi se izbjeglo sulfatizacija .

Radni krugovi napajaju se strujnim blokovima (BPT) i naponskim blokovima (BPN).

Blokovi BPT (slika 6) sastoje se od srednjeg zasićenog transformatora PNT, ispravljača B, kao i pomoćnih elemenata: prigušnice Dp i kondenzatora C uključenog u krug stabilizacije izlaznog napona.

Riža. 6. Shematski dijagram napajanja BPT-1002 i BPN-1002

Jedinice BPN sastoje se od međutransformatora PT, ispravljača B, ispravljača SV i još nekih elemenata.

Riža. 7. Jedinica za napajanje BPN-1002

BPT jedinice napajaju TT i BPN pomoću VT ili transformatora itd. BPT i BPN jedinice ili nekoliko BPT i BPN jedinica obično rade na zajedničkim ispravljenim naponskim sabirnicama. Karakteristična razlika između BPT i BPN jedinica je u tome što BPN jedinice daju napajanje radnim krugovima u normalnim radnim uvjetima, kada se zna da je trafostanica pod naponom, a BPT jedinice — u režimima kratkog spoja, kada BPN jedinice ne mogu osigurati napajanje sekundarne uređaje zbog velikog pada napona u primarnim krugovima.