Viri in omrežja izmeničnega in usmerjenega obratovalnega toka

Da bi zmanjšali stroške električne opreme in poenostavili njeno delovanje na transformatorskih postajah do 110 kV, uporabljajo delovni izmenični in popravljeni tok. Kot viri obratovanja izmeničnega toka so običajni ali posebni pomožni transformatorji majhne moči, pa tudi tokovni in napetostni merilni transformatorji.

Krmilna in signalna vezja se lahko napajajo iz pomožnega omrežja transformatorske postaje ali iz posebnih energetskih transformatorjev majhne moči, ki so priključeni na zbiralke 6 ali 10 kV na napajalni strani (poleg stikal).

Viri izmeničnega in popravljenega toka, za razliko od baterij, niso avtonomni, saj je njihovo delovanje možno le ob prisotnosti napetosti v omrežju. Zato so za napajalna vezja naložene posebne zahteve, katerih cilj je povečati zanesljivost njihovega delovanja: delovna vezja morajo biti napajana z vsaj dvema transformatorjema, napetost v sekundarnih vezjih mora biti stabilizirana, sekundarna vezja morajo biti ločena od vezja. n.

Napajanje najbolj kritičnih električnih sprejemnikov mora biti zagotovljeno z napravami za samodejno rezervno napajanje (ATS).

Na sl. 1 prikazuje napajalni tokokrog obratovalnih tokokrogov AC dveh transformatorjev TSH1 in TSH2. Najbolj kritični električni sprejemniki so dodeljeni posebnim zbiralkam SHOP, ki jih napaja avtomatsko rezervno stikalo (ATS).

Krmilna vodila SHU in signalizacija SHS se napajajo iz vodil SHOP preko stabilizatorjev CT1, CT2, tako da napetostna nihanja v tokokrogih manj vplivajo na delovanje krmilno-signalnih vezij. Elektromagnete za vklop oljnih stikal napajata usmernika VU1 in VU2, ki sta povezana z različnimi deli vezja.

riž. 1. Napajalno vezje za delovna vezja izmeničnega toka: TCH1, TСН2 - transformatorji p.n., AVR - avtomatsko preklopno stikalo, ST1, ST2 - napetostni stabilizatorji, VU1, VU2 - usmerniki, SHU, SHP, SHS - krmilne, močnostne in signalne zbiralke , AO — zasilna razsvetljava, TU — TS — daljinsko upravljanje in daljinska signalizacija, TRGOVINA — pnevmatike za odgovorne potrošnike

Na strani usmerjene napetosti delujeta VU1 in VU2 na skupnih vodilih.Če namestitev uporablja stikala z vzmetnimi pogoni (PP-67 itd.), ki delujejo na izmenični tok, se tokokrog ustrezno spremeni: usmerniki so izklopljeni, stikalni elektromagneti se napajajo iz vodil ShU, saj stikalni elektromagneti takšnih pogonov ne potrebujejo velike moči, saj vpetje poteka s pomočjo predhodno navitih pogonskih vzmeti.

Poleg močnostnih transformatorjev za splošno uporabo se za napajanje sekundarnih tokokrogov uporabljajo posebni transformatorji. Na primer, transformatorji TM-2/10 z močjo 2 kVA, nazivno napetostjo 6 ali 10 kV na zgornji strani in 230 V na spodnji strani se uporabljajo za napajanje krmilnih vezij transformatorskih postaj.

Merilni tokovni transformatorji (CT) in napetostni (VT) se uporabljajo tudi kot viri izmeničnega toka in za dovajanje izmeničnega toka v usmernike v sistemih z usmerjenim obratovalnim tokom.

Več naprav in relejev je mogoče zaporedno priključiti na sekundarno navitje TT.

Napaka CT-jev in vrednost njihove sekundarne obremenitve sta med seboj tesno povezani. Z večanjem obremenitve se pogrešek CT povečuje, zato sekundarna obremenitev CT ne sme preseči dopustne vrednosti, pri kateri je zagotovljen ustrezni razred točnosti.

Posebnost delovanja CT-jev, ki napajajo tokokroge delovnega toka skozi usmernike, je, da je njihova obremenitev v tem načinu veliko večja kot pri napajanju samo zaščitnih in merilnih tokokrogov. Zato CT jedra delujejo v nasičenem načinu, kar poslabša termični način delovanja.

Preverjanje napake CT za nelinearno obremenitev se izvede, kot tudi za linearno, glede na krivulje mejne množine sekundarnega toka. Razlika je v tem, da mora krivulja odvisnosti sekundarnega toka od obremenitve ležati pod krivuljo dovoljene večkratnosti (1) v celotnem območju variacije toka od nič do izračunane večkratnosti (sl. 2 ).

riž. 2. Krivulje dovoljene napake CT z nelinearno obremenitvijo: 1 - krivulja mejne množine, 2, 3 - značilnosti nelinearne obremenitve, K1, K2 - koeficient nasičenosti tokovnih transformatorjev

Krivulje, prikazane na tej sliki, kažejo, da obremenitev, ki ustreza krivulji 2 pri večkratnosti K2, presega dovoljeno, ustrezna krivulja 3 pa ne povzroči povečanja napake CT nad dovoljenih 10 %. Zato se ta CT lahko uporablja samo za napajanje značilnega bremena 3.

V številnih primerih se CT uporabljajo samo kot viri obratovalnega toka, na primer pri hranjenju tokovnih blokov BDC. V teh primerih za natančnost CT niso naložene visoke zahteve, hkrati pa mora biti moč, ki jo napajajo transformatorji, zadostna za delovanje sekundarnih naprav, ki jih napaja rektificirani tok. Odvisnost izhodne moči CT od primarnega toka je prikazana na sl. 3.

Sekundarna vezja VT morajo biti zasnovana tako, da so izgube napetosti zaščitnih plošč, avtomatskih in merilnih naprav v območju od 1,5 do 3%, na izračunanih števcih aktivne in jalove energije pa ne več kot 0,5% . Kot pri tokovnih transformatorjih je razred točnosti VT odvisen od obremenitve sekundarnih tokokrogov.

riž. 3. Odvisnost moči, ki jo dovaja CT, od primarnega toka

Na sl. 4 prikazuje odvisnosti, ki kažejo, katere obremenitve ustrezajo enemu ali drugemu razredu natančnosti VT.

Vendar pa VT lahko delujejo z večjimi obremenitvami od danih, vendar mora biti v tem primeru obremenitev omejena, tako da napaka VT ne povzroči nepravilnega delovanja relejne zaščite in avtomatizacije. Običajno VT, ki napajajo samo relejno zaščito in avtomatska vezja, delujejo v razredu točnosti 3.

Kot viri popravljenega enosmernega toka se uporabljajo različni polprevodniški usmerniki in posebni napajalniki. Vire enosmernega toka lahko razdelimo v tri glavne skupine:

• polnjenje baterij in viri polnjenja,

• viri delovnega toka, napajalni tokokrogi za krmiljenje in signalizacijo,

• viri za napajanje elektromagnetov za vklop oljnih stikal.

riž. 4. Odvisnost razreda točnosti TN od obremenitve: 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

Prednapolnjene kondenzatorje je treba prav tako uvrstiti med tokovne vire, ker se polnijo prek usmernikov, ki se napajajo iz virov izmeničnega toka.

Za polnjenje in polnjenje baterij se uporabljajo usmerniki: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU itd.

Na sl. 5 blokovni diagram prenosa regulatorja RTAB-4 se uporablja v transformatorskih postajah Mosenergo in je usmerniški polprevodniški polnilnik, katerega izhodna napetost se samodejno ohranja konstantna glede na podano nastavitev.

Naprava je zasnovana tako, da deluje skupaj z baterijami za ponovno polnjenje v načinu polnjenja. Regulator RTAB-4 pokriva enosmerno obremenitev transformatorske postaje kot tudi naravno samopraznjenje, hkrati pa zagotavlja stabilizacijo navedenih napetosti in tokov.

Sestavljen je iz dveh napetostnih regulatorjev — primarnega in sekundarnega, ki delujeta neodvisno drug od drugega in delujeta na primarne in sekundarne elemente baterije. Regulacijo izhodne napetosti v vsakem od regulatorjev izvaja lastno krmilno vezje (merilni blok IB in krmilni blok CU), ki deluje na usmernik močnostnega vezja.

riž. 5. Blokovna shema regulatorja RTAB -4: RNDE — napetostni regulator dodatnih elementov, ORN — glavni napetostni regulator, DC — vmesni transformator, UV-krmiljen usmernik, BU1, BU2 — krmilni bloki, IB1, IB2 — merilne enote, UVM — Krmilni usmernik, BOTR — Regulativni omejevalnik toka, BKN — Enota za nadzor napetosti, SEB — Glavne baterijske celice, BPA — Dodatne baterijske celice, Rd — Obremenitvena upornost dodatnih celic, W — Shunt

Nivo napetosti v vodilih DC krmili posebna enota BKN, ki oddaja signal, ko se napetost zmanjša ali poveča za 10% podane nastavitve. Glavni regulator je opremljen z omejevalnikom izhodnega toka BOTR za zaščito pred preobremenitvijo v primeru izpada enosmernega tokokroga in delovanja prazne baterije.

Regulator RTAB-4 deluje z naravnim zračnim hlajenjem pri -5– + 30 °C, napajalna napetost je trifazni izmenični tok 220 ali 380 V, nazivna usmerjena napetost na izhodu regulatorja je 220 V, nazivni izhod tok je -50 A, območje mejne nastavitve izhodnega toka 40-80 A, natančnost krmiljenja ± 2%.

Regulator napetosti za dodatne elemente je izdelan v dveh različicah: za 20-40 in 40-80 V. Njegov največji izhodni tok v normalnem načinu je 1-3 A. Upor Rd se uporablja kot balastna obremenitev za praznjenje dodatnih elementov, da se prepreči sulfatiranje .

Delovna vezja napajajo tokovni bloki (BPT) in napetostni bloki (BPN).

Bloki BPT (slika 6) so sestavljeni iz vmesnega nasičenega transformatorja PNT, usmernika B, kot tudi pomožnih elementov: dušilke Dp in kondenzatorja C, vključenega v stabilizacijsko vezje izhodne napetosti.

riž. 6. Shematski diagram napajalnikov BPT-1002 in BPN-1002

Enote BPN sestavljajo vmesni transformator PT, usmernik B, usmernik SV in nekateri drugi elementi.

riž. 7. Napajalna enota BPN-1002

Enote BPT napajajo TT in BPN prek VT ali transformatorjev itd. Enote BPT in BPN ali več enot BPT in BPN običajno delujejo na skupnih vodilih za usmerjeno napetost. Značilna razlika med enotami BPT in BPN je v tem, da enote BPN zagotavljajo napajanje delovnih tokokrogov v normalnih delovnih pogojih, ko je znano, da je podpostaja pod napetostjo, enote BPT pa — v načinih kratkega stika, ko enote BPN ne morejo zagotoviti napajanja sekundarne naprave zaradi velikega padca napetosti v primarnih tokokrogih.