Fuentes y redes de corriente alterna y rectificada de funcionamiento

Para reducir el costo de los equipos eléctricos y simplificar su operación en subestaciones de hasta 110 kV, utilizan corriente alterna y rectificada de trabajo. Como fuentes de operación de corriente alterna, transformadores auxiliares de baja potencia convencionales o especiales, así como transformadores de medida de corriente y tensión.

Los circuitos de control y señalización pueden ser alimentados desde la red auxiliar de la subestación o desde transformadores especiales de potencia de baja potencia conectados a las barras de 6 o 10 kV del lado de alimentación (junto a los interruptores).

Las fuentes de corriente alterna y rectificada a diferencia de las baterías, no son autónomas, ya que su funcionamiento solo es posible con la presencia de tensión en la red. Por lo tanto, se imponen requisitos especiales a los circuitos de suministro de energía destinados a aumentar la confiabilidad de su operación: los circuitos de trabajo deben estar alimentados por al menos dos transformadores, el voltaje en los circuitos secundarios debe estabilizarse, los circuitos secundarios deben estar separados del circuitos norte.

Se debe proporcionar energía a los receptores eléctricos más críticos con dispositivos de suministro de energía de respaldo automático (ATS) actuales en funcionamiento.

En la Fig. 1 muestra el circuito de alimentación de los circuitos operativos de CA de dos transformadores TSH1 y TSH2. Los receptores eléctricos más críticos se asignan a barras colectoras SHOP especiales, que reciben energía de un interruptor automático de energía de respaldo (ATS).

Los buses de control SHU y señalización SHS son alimentados desde los buses SHOP a través de los estabilizadores CT1, CT2, de manera que las fluctuaciones de voltaje en los circuitos tengan menor impacto en el funcionamiento de los circuitos de control y señalización. Los electroimanes para encender los interruptores de aceite son alimentados por los rectificadores VU1 y VU2, que están conectados a diferentes secciones de la placa de circuito.

Arroz. 1. Circuito de suministro de energía para circuitos de trabajo de corriente alterna: TCH1, TСН2 — transformadores p.n., AVR — interruptor de transferencia automática, ST1, ST2 — estabilizadores de voltaje, VU1, VU2 — rectificadores, SHU, SHP, SHS — barras colectoras de control, potencia y señal , AO — iluminación de emergencia, TU — TS — control remoto y señalización remota, TIENDA: neumáticos para consumidores responsables

En el lado del voltaje rectificado, VU1 y VU2 operan en barras comunes.Si la instalación utiliza interruptores con accionamientos de resorte (PP-67, etc.) que funcionan con corriente alterna, el circuito cambia en consecuencia: los rectificadores se apagan, los electroimanes de conmutación se alimentan de las barras colectoras Shu, ya que los electroimanes de conmutación de dichos accionamientos no no requieren alta potencia, ya que el enganche se realiza mediante los resortes de accionamiento preenrollados.

Junto con los transformadores de potencia de uso general, se utilizan transformadores especiales para alimentar circuitos secundarios. Por ejemplo, los transformadores TM-2/10 con una potencia de 2 kVA, una tensión nominal de 6 o 10 kV en la parte superior y 230 V en la parte inferior se utilizan para alimentar circuitos de control de subestaciones.

Los transformadores de corriente (CT) y de tensión (VT) de medida también se utilizan como fuentes de corriente alterna y para suministrar corriente alterna a los rectificadores en los sistemas de corriente de funcionamiento rectificada.

Se pueden conectar varios dispositivos y relés en serie al devanado secundario del TT.

El error de los TC y el valor de su carga secundaria están estrechamente relacionados entre sí. A medida que aumenta la carga, aumenta el error del TC, por lo que la carga secundaria del TC no debe superar el valor admisible en el que se garantiza la clase de precisión correspondiente.

La peculiaridad del funcionamiento de los TC que alimentan los circuitos de corriente de trabajo a través de los rectificadores es que su carga en este modo es mucho mayor que cuando alimentan solo los circuitos de protección y medición. Por lo tanto, los núcleos de CT operan en modo de saturación, lo que degrada el modo térmico de operación.

La verificación de error del TC para una carga no lineal se realiza, así como para una lineal, de acuerdo con las curvas de la multiplicidad límite de la corriente secundaria. La diferencia radica en que la curva de dependencia de la corriente secundaria de la carga debe estar por debajo de la curva de la multiplicidad admisible (1) en todo el rango de variación de la corriente desde cero hasta la multiplicidad calculada (Fig. 2 ).

Arroz. 2. Curvas del error permisible del CT con carga no lineal: 1 — la curva de la multiplicidad límite, 2, 3 — las características de la carga no lineal, K1, K2 — el coeficiente de saturación de los transformadores de corriente

Las curvas que se muestran en esta figura muestran que la carga correspondiente a la curva 2 en una multiplicidad K2 excede la permisible, y la curva correspondiente 3 no hace que el error del TC aumente más allá del 10 % permisible. Por lo tanto, este TC sólo puede utilizarse para alimentar una carga característica 3.

En varios casos, los TC se utilizan solo como fuentes de corriente operativa, por ejemplo, cuando se alimentan bloques de corriente BDC. En estos casos, no se imponen requisitos elevados a la precisión del TC, al mismo tiempo, la potencia suministrada por los transformadores debe ser suficiente para el funcionamiento de los dispositivos secundarios alimentados por corriente rectificada. La dependencia de la potencia de salida del TC de la corriente primaria se muestra en la Fig. 3.

Los circuitos secundarios del VT deben diseñarse de modo que las pérdidas de voltaje de los paneles de protección, los dispositivos de automatización y medición estén en el rango de 1.5 a 3%, y los medidores calculados de energía activa y reactiva, no más de 0.5%. Al igual que con los transformadores de corriente, la clase de precisión de VT depende de la carga de los circuitos secundarios.

Arroz. 3. Dependencia de la potencia suministrada por el TC de la corriente primaria

En la Fig. 4 muestra las dependencias que muestran qué cargas corresponden a una u otra clase de precisión del TP.

Sin embargo, los TT pueden operar con cargas mayores a las dadas, pero en este caso se debe limitar la carga para que la falla del VT no provoque un funcionamiento incorrecto del relé de protección y automatización. Por lo general, los TT que alimentan solo la protección de relés y los circuitos automáticos funcionan en clase de precisión 3.

Varios rectificadores de semiconductores y fuentes de alimentación especiales se utilizan como fuentes de corriente continua rectificada. Las fuentes de corriente continua se pueden dividir en tres grupos principales:

• carga de la batería y fuentes de carga,

• fuentes de corriente de funcionamiento, circuitos de alimentación para control y señalización,

• Fuentes destinadas a alimentar los electroimanes para el encendido de los interruptores de aceite.

Arroz. 4. Dependencia de la clase de precisión TN en la 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

Los condensadores precargados también deben clasificarse como fuentes de corriente porque se cargan a través de rectificadores alimentados desde fuentes de CA.

Los rectificadores se utilizan para cargar y recargar baterías: VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU, etc.

En la Fig. El diagrama de bloques de transmisión 5 del regulador RTAB-4 se utiliza en las subestaciones Mosenergo y es un cargador de semiconductores rectificador cuya tensión de salida se mantiene constante automáticamente de acuerdo con la configuración especificada.

El dispositivo está diseñado para funcionar junto con baterías recargables en modo de carga. El regulador RTAB-4 cubre la carga de CC de la subestación, así como la autodescarga natural al tiempo que proporciona la estabilización de los voltajes y corrientes indicados.

Consta de dos reguladores de voltaje, primario y secundario, que funcionan de forma independiente y actúan sobre los elementos primario y secundario de la batería. La regulación de la tensión de salida en cada uno de los reguladores se realiza mediante su propio circuito de control (bloque de medida IB y bloque de control CU) actuando sobre el rectificador del circuito de potencia.

Arroz. 5. Diagrama de bloques del regulador RTAB -4: RNDE — regulador de voltaje de elementos adicionales, ORN — regulador de voltaje principal, DC — transformador intermedio, rectificador controlado por UV, BU1, BU2 — bloques de control, IB1, IB2 — unidades de medición, UVM — Rectificador controlado, BOTR — Limitador de corriente reglamentario, BKN — Unidad de control de voltaje, SEB — Celdas de batería principal, BPA — Celdas de batería adicionales, Rd — Resistencia de carga de celdas adicionales, W — Derivación

El nivel de voltaje en los buses de CC está controlado por una unidad BKN especial que emite una señal cuando el voltaje disminuye o aumenta en un 10 % del ajuste especificado. El regulador principal está equipado con un limitador de corriente de salida BOTR para protección contra sobrecarga en caso de falla del circuito de CC y funcionamiento con batería baja.

El regulador RTAB-4 funciona con refrigeración por aire natural a -5– +30 °C, la tensión de alimentación es corriente alterna trifásica 220 ó 380 V, la tensión nominal rectificada a la salida del regulador es de 220 V, la salida nominal la corriente es -50 A, el rango de ajuste del límite de corriente de salida 40-80 A, precisión de control ± 2%.

El regulador de tensión para elementos adicionales se produce en dos versiones: para 20-40 y 40-80 V. Su corriente máxima de salida en modo normal es de 1-3 A. La resistencia Rd se utiliza como carga de lastre para descargar elementos adicionales para evitar sulfatación

Los circuitos operativos son alimentados por bloques de corriente (BPT) y bloques de voltaje (BPN).

Los bloques BPT (Fig. 6) constan de un transformador intermedio saturado PNT, un rectificador B, así como elementos auxiliares: un estrangulador Dp y un condensador C incluidos en el circuito de estabilización de voltaje de salida.

Arroz. 6. Diagrama esquemático de las fuentes de alimentación BPT-1002 y BPN-1002

Las unidades BPN consisten en un transformador intermedio PT, un rectificador B, un rectificador SV y algunos otros elementos.

Arroz. 7. Unidad de fuente de alimentación BPN-1002

Las unidades BPT son alimentadas por TT y BPN por VT o transformadores, etc. Las unidades BPT y BPN o varias unidades BPT y BPN generalmente funcionan en buses de voltaje rectificado comunes. Una diferencia característica entre las unidades BPT y BPN es que las unidades BPN proporcionan energía a los circuitos operativos en condiciones normales de funcionamiento, cuando se sabe que la subestación está energizada, y las unidades BPT, en modos de cortocircuito, cuando las unidades BPN no pueden proporcionar energía a la dispositivos secundarios debido a la gran caída de voltaje en los circuitos primarios.