Fontes e redes de corrente de operação alternada e retificada

Para reduzir o custo dos equipamentos elétricos e simplificar sua operação em subestações de até 110 kV, eles usam corrente alternada e retificada de trabalho. Como fontes de operação de corrente alternada, transformadores auxiliares convencionais ou especiais de baixa potência, bem como transformadores de medição de corrente e tensão.

Os circuitos de controle e sinalização podem ser alimentados pela rede auxiliar da subestação ou por transformadores especiais de baixa potência conectados aos barramentos de 6 ou 10 kV do lado da alimentação (ao lado das chaves).

Fontes de corrente alternada e retificada ao contrário das baterias, não são autônomas, pois seu funcionamento só é possível com a presença de tensão na rede. Portanto, requisitos especiais são impostos aos circuitos de alimentação com o objetivo de aumentar a confiabilidade de sua operação: os circuitos de trabalho devem ser alimentados por pelo menos dois transformadores, a tensão nos circuitos secundários deve ser estabilizada, os circuitos secundários devem ser separados dos circuitos. n.

A energia deve ser fornecida aos receptores elétricos mais críticos com dispositivos de alimentação automática de backup (ATS) em operação.

Na fig. 1 mostra o circuito de alimentação dos circuitos de operação CA de dois transformadores TSH1 e TSH2. Os receptores elétricos mais críticos são alocados para barramentos SHOP especiais, que são alimentados por um interruptor de energia de backup automático (ATS).

Os barramentos de controle SHU e SHS de sinalização são alimentados pelos barramentos SHOP através dos estabilizadores CT1, CT2, de modo que as flutuações de tensão nos circuitos tenham menos impacto na operação dos circuitos de controle e sinalização. Os eletroímãs para ligar os interruptores de óleo são alimentados pelos retificadores VU1 e VU2, que são conectados a diferentes seções da placa de circuito.

Arroz. 1. Circuito de alimentação para circuitos de trabalho de corrente alternada: TCH1, TСН2 — transformadores p.n., AVR — chave de transferência automática, ST1, ST2 — estabilizadores de tensão, VU1, VU2 — retificadores, SHU, SHP, SHS — barramentos de controle, potência e sinal , AO — iluminação de emergência, TU — TS — controle remoto e sinalização remota, LOJA — pneus para consumidores responsáveis

No lado da tensão retificada, VU1 e VU2 operam em barramentos comuns.Se a instalação utilizar interruptores com acionamento por mola (PP-67, etc.) operando em corrente alternada, o circuito muda de acordo: os retificadores são desligados, os eletroímãs de comutação são alimentados pelos barramentos ShU, pois os eletroímãs de comutação de tais acionamentos não não requer alta potência, pois o engate é feito pelas molas de acionamento pré-enroladas.

Juntamente com transformadores de potência de uso geral, transformadores especiais são usados ​​para alimentar circuitos secundários. Por exemplo, transformadores TM-2/10 com potência de 2 kVA, tensão nominal de 6 ou 10 kV no lado superior e 230 V no lado inferior são usados ​​para alimentar circuitos de controle de subestações.

Os transformadores de medição de corrente (TC) e tensão (VT) também são usados ​​como fontes de corrente alternada e para fornecer corrente alternada aos retificadores em sistemas de corrente operacional retificada.

Vários dispositivos e relés podem ser conectados em série ao enrolamento secundário do TT.

O erro dos TCs e o valor de sua carga secundária estão intimamente relacionados entre si. À medida que a carga aumenta, o erro do TC aumenta, portanto a carga secundária para o TC não deve exceder o valor permitido no qual a classe de precisão correspondente é garantida.

A peculiaridade da operação dos TCs que alimentam os circuitos de corrente de trabalho através dos retificadores é que sua carga neste modo é muito maior do que ao alimentar apenas os circuitos de proteção e medição. Portanto, os núcleos de TC operam no modo de saturação, o que degrada o modo térmico de operação.

A verificação de erro do TC para uma carga não linear é realizada, bem como para uma linear, de acordo com as curvas da multiplicidade limite da corrente secundária. A diferença reside no fato de que a curva da dependência da corrente secundária da carga deve estar abaixo da curva da multiplicidade permitida (1) em toda a faixa de variação da corrente de zero à multiplicidade calculada (Fig. 2 ).

Arroz. 2. Curvas do erro admissível do TC com carga não linear: 1 - a curva da multiplicidade limite, 2, 3 - as características da carga não linear, K1, K2 - o coeficiente de saturação dos transformadores de corrente

As curvas mostradas nesta figura mostram que a carga correspondente à curva 2 em uma multiplicidade K2 excede o permitido, e a curva 3 correspondente não faz com que o erro do TC aumente além dos 10% permitidos. Portanto, este TC só pode ser utilizado para alimentar uma carga característica 3.

Em vários casos, os TCs são usados ​​apenas como fontes de corrente operacional, por exemplo, ao alimentar blocos de corrente BDC. Nesses casos, não são impostas altas exigências à precisão do TC, ao mesmo tempo, a potência fornecida pelos transformadores deve ser suficiente para a operação de dispositivos secundários alimentados por corrente retificada. A dependência da potência de saída do TC na corrente primária é mostrada na Fig. 3.

Os circuitos secundários do VT devem ser projetados de forma que as perdas de tensão dos painéis de proteção, automação e dispositivos de medição estejam na faixa de 1,5 a 3%, e para os medidores calculados de energia ativa e reativa - não mais que 0,5%. Assim como nos transformadores de corrente, a classe de precisão do VT depende da carga dos circuitos secundários.

Arroz. 3. Dependência da potência fornecida pelo TC na corrente primária

Na fig. 4 mostra as dependências mostrando quais cargas correspondem a uma ou outra classe de precisão do VT.

Entretanto, os TPs podem operar com cargas maiores que as indicadas, mas neste caso a carga deve ser limitada para que a falha do TP não leve a operação incorreta do relé de proteção e automação. Tipicamente, TPs que alimentam apenas proteção de relé e circuitos automáticos operam na classe de precisão 3.

Vários retificadores de semicondutores e fontes de alimentação especiais são usados ​​como fontes de corrente contínua retificada. As fontes de corrente contínua podem ser divididas em três grupos principais:

• carregamento da bateria e fontes de carregamento,

• fontes de corrente de operação, circuitos de alimentação para controle e sinalização,

• fontes destinadas a alimentar os eletroímãs para ligar os interruptores de óleo.

Arroz. 4. Dependência da classe de precisão TN na carga: 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

Os capacitores pré-carregados também devem ser classificados como fontes de corrente porque são carregados por meio de retificadores alimentados por fontes CA.

Os retificadores são usados ​​​​para carregar e recarregar baterias: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU, etc.

Na fig. 5 diagrama de blocos de transmissão do regulador RTAB-4 é utilizado nas subestações Mosenergo e é um retificador semicondutor carregador cuja tensão de saída é automaticamente mantida constante de acordo com a configuração especificada.

O dispositivo foi projetado para funcionar em conjunto com baterias recarregáveis ​​no modo de carregamento. O regulador RTAB-4 cobre a carga CC da subestação, bem como a autodescarga natural, ao mesmo tempo em que fornece estabilização das tensões e correntes indicadas.

Consiste em dois reguladores de tensão - primário e secundário, operando independentemente um do outro e atuando nos elementos primário e secundário da bateria. A regulação da tensão de saída em cada um dos reguladores é realizada por seu próprio circuito de controle (bloco de medição IB e bloco de controle CU) atuando no retificador do circuito de potência.

Arroz. 5. Diagrama de blocos do regulador RTAB -4: RNDE — regulador de tensão de elementos adicionais, ORN — regulador de tensão principal, CC — transformador intermediário, retificador controlado por UV, BU1, BU2 — blocos de controle, IB1, IB2 — unidades de medição, UVM — Retificador controlado, BOTR — Limitador de corrente regulador, BKN — Unidade de controle de tensão, SEB — Células de bateria principal, BPA — Células de bateria adicionais, Rd — Resistência de carga de células adicionais, W — Shunt

O nível de tensão nos barramentos CC é controlado por uma unidade BKN especial que emite um sinal quando a tensão diminui ou aumenta em 10% da configuração especificada. O regulador principal está equipado com um limitador de corrente de saída BOTR para proteção contra sobrecarga em caso de falha do circuito CC e operação com bateria fraca.

O regulador RTAB-4 opera com resfriamento de ar natural a -5– + 30 ° C, a tensão de alimentação é corrente alternada trifásica 220 ou 380 V, a tensão nominal retificada na saída do regulador é 220 V, a saída nominal a corrente é de -50 A, a faixa de configuração de limite de corrente de saída 40-80 A, precisão de controle ± 2%.

O regulador de tensão para elementos adicionais é produzido em duas versões: para 20-40 e 40-80 V. Sua corrente de saída máxima no modo normal é 1-3 A. A resistência Rd é usada como carga de lastro para descarregar elementos adicionais para evitar sulfatação .

Os circuitos operacionais são alimentados por blocos de corrente (BPT) e blocos de tensão (BPN).

Os blocos BPT (Fig. 6) consistem em um transformador saturado intermediário PNT, um retificador B, bem como elementos auxiliares: uma bobina Dp e um capacitor C incluídos no circuito de estabilização da tensão de saída.

Arroz. 6. Diagrama esquemático das fontes de alimentação BPT-1002 e BPN-1002

As unidades BPN consistem em transformador intermediário PT, retificador B, retificador SV e alguns outros elementos.

Arroz. 7. Fonte de alimentação BPN-1002

As unidades BPT são alimentadas por TT e BPN por VT ou transformadores, etc. As unidades BPT e BPN ou várias unidades BPT e BPN geralmente operam em barramentos comuns de tensão retificada. Uma diferença característica entre as unidades BPT e BPN é que as unidades BPN fornecem energia para os circuitos operacionais em condições normais de operação, quando a subestação está energizada, e as unidades BPT - em modos de curto-circuito, quando as unidades BPN não podem fornecer energia para o dispositivos secundários devido à grande queda de tensão nos circuitos primários.