Sorgenti e reti di corrente alternata e rettificata

Per ridurre il costo delle apparecchiature elettriche e semplificarne il funzionamento nelle sottostazioni fino a 110 kV, utilizzano corrente alternata e rettificata funzionante. Come fonti di corrente alternata operativa, trasformatori ausiliari convenzionali o speciali a bassa potenza, nonché trasformatori di misurazione di corrente e tensione.

I circuiti di comando e segnalazione possono essere alimentati dalla rete ausiliaria della cabina o da appositi trasformatori di bassa potenza collegati alle sbarre 6 o 10 kV a monte (accanto agli interruttori).

Fonti di corrente alternata e rettificata a differenza delle batterie, non sono autonome, poiché il loro funzionamento è possibile solo con la presenza di tensione nella rete. Pertanto, ai circuiti di alimentazione vengono imposti requisiti speciali volti ad aumentare l'affidabilità del loro funzionamento: i circuiti di lavoro devono essere alimentati da almeno due trasformatori, la tensione nei circuiti secondari deve essere stabilizzata, i circuiti secondari devono essere separati dal circuiti. N.

L'alimentazione deve essere fornita ai ricevitori elettrici più critici con dispositivi ATS (Automatic Backup Power Supply).

Nella fig. 1 mostra il circuito di alimentazione dei circuiti operativi AC di due trasformatori TSH1 e TSH2. I ricevitori elettrici più critici sono assegnati a speciali sbarre SHOP, che sono alimentate da un interruttore di alimentazione di backup automatico (ATS).

I bus di controllo SHU e di segnalazione SHS sono alimentati dai bus SHOP tramite gli stabilizzatori CT1, CT2, in modo che le fluttuazioni di tensione nei circuiti abbiano un impatto minore sul funzionamento dei circuiti di controllo e segnalazione. Gli elettromagneti per l'accensione degli interruttori dell'olio sono alimentati dai raddrizzatori VU1 e VU2, che sono collegati a diverse sezioni del circuito.

Riso. 1. Circuito di alimentazione per circuiti di lavoro a corrente alternata: TCH1, TСН2 — trasformatori p.n., AVR — interruttore di trasferimento automatico, ST1, ST2 — stabilizzatori di tensione, VU1, VU2 — raddrizzatori, SHU, SHP, SHS — sbarre di controllo, alimentazione e segnale , AO — illuminazione di emergenza, TU — TS — telecontrollo e telesegnalazione, SHOP — pneumatici per consumatori responsabili

Sul lato della tensione raddrizzata, VU1 e VU2 operano su bus comuni.Se l'installazione utilizza interruttori con azionamenti a molla (PP-67, ecc.) Che funzionano a corrente alternata, il circuito cambia di conseguenza: i raddrizzatori sono spenti, gli elettromagneti di commutazione sono alimentati dalle sbarre ShU, poiché gli elettromagneti di commutazione di tali azionamenti non non richiedono una potenza elevata, in quanto l'innesto avviene tramite molle motrici preavvolte.

Insieme ai trasformatori di potenza generici, vengono utilizzati trasformatori speciali per alimentare i circuiti secondari. Ad esempio, i trasformatori TM-2/10 con una potenza di 2 kVA, una tensione nominale di 6 o 10 kV nella parte superiore e 230 V nella parte inferiore vengono utilizzati per alimentare i circuiti di controllo delle sottostazioni.

I trasformatori di misura della corrente (TA) e della tensione (TV) vengono utilizzati anche come sorgenti di corrente alternata e per fornire corrente alternata ai raddrizzatori nei sistemi a corrente di esercizio raddrizzata.

Diversi dispositivi e relè possono essere collegati in serie all'avvolgimento secondario del TT.

L'errore dei TA e il valore del loro carico secondario sono strettamente correlati tra loro. All'aumentare del carico, l'errore del TA aumenta, pertanto il carico secondario per il TA non deve superare il valore consentito al quale è garantita la corrispondente classe di precisione.

La particolarità del funzionamento dei TA che alimentano i circuiti di corrente di lavoro attraverso i raddrizzatori è che il loro carico in questa modalità è molto maggiore rispetto a quando si alimentano solo i circuiti di protezione e misura. Pertanto, i nuclei CT funzionano in modalità di saturazione, che degrada la modalità di funzionamento termica.

Il controllo dell'errore TA per un carico non lineare viene effettuato, oltre che per uno lineare, secondo le curve della molteplicità limite della corrente secondaria. La differenza sta nel fatto che la curva della dipendenza della corrente secondaria dal carico deve trovarsi al di sotto della curva della molteplicità ammissibile (1) in tutto il campo di variazione della corrente da zero alla molteplicità calcolata (Fig. 2 ).

Riso. 2. Curve dell'errore ammissibile del TA con un carico non lineare: 1 - la curva della molteplicità limite, 2, 3 - le caratteristiche del carico non lineare, K1, K2 - il coefficiente di saturazione dei trasformatori di corrente

Le curve mostrate in questa figura mostrano che il carico corrispondente alla curva 2 ad una molteplicità K2 supera l'ammissibile, e la corrispondente curva 3 non fa aumentare l'errore CT oltre il 10% ammissibile. Pertanto, questo TA può essere utilizzato solo per alimentare un carico di caratteristica 3.

In un certo numero di casi, i TA vengono utilizzati solo come sorgenti di corrente operativa, ad esempio quando si alimentano blocchi di corrente BDC. In questi casi non vengono imposti requisiti elevati alla precisione del TA, allo stesso tempo la potenza fornita dai trasformatori deve essere sufficiente per il funzionamento dei dispositivi secondari alimentati da corrente raddrizzata. La dipendenza della potenza di uscita del TA dalla corrente primaria è mostrata in Fig. 3.

I circuiti secondari del TV devono essere progettati in modo tale che le perdite di tensione dei pannelli di protezione, dell'automazione e dei dispositivi di misurazione siano comprese tra l'1,5 e il 3% e ai contatori calcolati di energia attiva e reattiva - non più dello 0,5% . Come per i trasformatori di corrente, la classe di precisione dei TV dipende dal carico dei circuiti secondari.

Riso. 3. Dipendenza della potenza fornita dal TA dalla corrente primaria

Nella fig. 4 mostra le dipendenze che mostrano quali carichi corrispondono a una o un'altra classe di precisione VT.

Tuttavia, i TV possono funzionare con carichi maggiori di quelli indicati, ma in questo caso il carico deve essere limitato in modo che il guasto del TV non comporti un funzionamento errato del relè di protezione e dell'automazione. Tipicamente, i TV che alimentano solo relè di protezione e circuiti automatici operano in classe di precisione 3.

Vari raddrizzatori a semiconduttore e alimentatori speciali vengono utilizzati come fonti di corrente continua raddrizzata. Le fonti di corrente continua possono essere suddivise in tre gruppi principali:

• ricarica della batteria e fonti di ricarica,

• sorgenti di corrente di esercizio, circuiti di alimentazione per comando e segnalazione,

• sorgenti destinate ad alimentare gli elettromagneti per l'accensione degli interruttori dell'olio.

Riso. 4. Dipendenza della classe di precisione TN dal carico: 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

Anche i condensatori precaricati dovrebbero essere classificati come sorgenti di corrente perché vengono caricati tramite raddrizzatori alimentati da sorgenti CA.

I raddrizzatori vengono utilizzati per caricare e ricaricare le batterie: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU, ecc.

Nella fig. 5 schema a blocchi di trasmissione del regolatore RTAB-4 è utilizzato nelle sottostazioni Mosenergo ed è un caricatore a semiconduttore raddrizzatore la cui tensione di uscita viene mantenuta automaticamente costante in base all'impostazione specificata.

Il dispositivo è progettato per funzionare insieme a batterie ricaricabili in modalità di ricarica. Il regolatore RTAB-4 copre il carico CC della sottostazione e l'autoscarica naturale fornendo al contempo la stabilizzazione delle tensioni e delle correnti indicate.

È costituito da due regolatori di tensione, primario e secondario, che operano indipendentemente l'uno dall'altro e agiscono sugli elementi primario e secondario della batteria. La regolazione della tensione di uscita in ciascuno dei regolatori viene effettuata dal proprio circuito di controllo (blocco di misurazione IB e blocco di controllo CU) che agisce sul raddrizzatore del circuito di potenza.

Riso. 5. Schema a blocchi del regolatore RTAB -4: RNDE - regolatore di tensione di elementi aggiuntivi, ORN - regolatore di tensione principale, CC - trasformatore intermedio, raddrizzatore controllato da UV, BU1, BU2 - blocchi di controllo, IB1, IB2 - unità di misura , UVM — Raddrizzatore controllato, BOTR — Limitatore di corrente regolamentare, BKN — Unità di controllo della tensione, SEB — Celle della batteria principale, BPA — Celle della batteria aggiuntive, Rd — Resistenza di carico delle celle aggiuntive, W — Shunt

Il livello di tensione nei bus CC è controllato da una speciale unità BKN che emette un segnale quando la tensione diminuisce o aumenta del 10% rispetto all'impostazione specificata. Il regolatore principale è dotato di un limitatore di corrente di uscita BOTR per la protezione da sovraccarico in caso di guasto del circuito CC e funzionamento a batteria scarica.

Il regolatore RTAB-4 funziona con raffreddamento ad aria naturale a -5– + 30 ° C, la tensione di alimentazione è corrente alternata trifase 220 o 380 V, la tensione nominale raddrizzata all'uscita del regolatore è 220 V, l'uscita nominale la corrente è -50 A, l'intervallo di impostazione del limite di corrente di uscita 40-80 A, precisione di controllo ± 2%.

Il regolatore di tensione per elementi aggiuntivi è prodotto in due versioni: per 20-40 e 40-80 V. La sua corrente di uscita massima in modalità normale è 1-3 A. La resistenza Rd viene utilizzata come carico di zavorra per scaricare elementi aggiuntivi per evitare solfatazione.

I circuiti operativi sono alimentati da blocchi di corrente (BPT) e blocchi di tensione (BPN).

I blocchi BPT (Fig. 6) sono costituiti da un trasformatore saturo intermedio PNT, un raddrizzatore B, nonché elementi ausiliari: uno starter Dp e un condensatore C inclusi nel circuito di stabilizzazione della tensione di uscita.

Riso. 6. Diagramma schematico degli alimentatori BPT-1002 e BPN-1002

Le unità BPN sono costituite da trasformatore intermedio PT, raddrizzatore B, raddrizzatore SV e alcuni altri elementi.

Riso. 7. Alimentatore BPN-1002

Le unità BPT sono alimentate da TT e BPN da TV o trasformatori ecc. Le unità BPT e BPN o più unità BPT e BPN normalmente funzionano su sbarre di tensione raddrizzate comuni. Una differenza caratteristica tra le unità BPT e BPN è che le unità BPN forniscono alimentazione ai circuiti operativi in ​​condizioni operative normali, quando si sa che la sottostazione è sotto tensione, e le unità BPT — in modalità di cortocircuito, quando le unità BPN non possono fornire alimentazione alle dispositivi secondari a causa della grande caduta di tensione nei circuiti primari.