Sources et réseaux de courant de fonctionnement alternatif et redressé

Pour réduire le coût des équipements électriques et simplifier leur fonctionnement dans les sous-stations jusqu'à 110 kV, ils utilisent du courant alternatif et redressé de travail. En tant que sources de courant alternatif de fonctionnement, des transformateurs auxiliaires de faible puissance conventionnels ou spéciaux, ainsi que des transformateurs de mesure de courant et de tension.

Les circuits de commande et de signalisation peuvent être alimentés par le réseau auxiliaire de la sous-station ou par des transformateurs de puissance spéciaux de faible puissance connectés aux jeux de barres 6 ou 10 kV côté alimentation (à côté des interrupteurs).

Sources de courant alternatif et redressé contrairement aux batteries, elles ne sont pas autonomes, puisque leur fonctionnement n'est possible qu'avec la présence de tension dans le réseau. Par conséquent, des exigences particulières sont imposées aux circuits d'alimentation visant à augmenter la fiabilité de leur fonctionnement : les circuits de travail doivent être alimentés par au moins deux transformateurs, la tension dans les circuits secondaires doit être stabilisée, les circuits secondaires doivent être séparés des circuits. n.m.

L'alimentation doit être fournie aux récepteurs électriques les plus critiques avec des dispositifs d'alimentation de secours automatique (ATS) en cours de fonctionnement.

En figue. La figure 1 montre le circuit d'alimentation des circuits de commande en courant alternatif de deux transformateurs TSH1 et TSH2. Les récepteurs électriques les plus critiques sont attribués à des jeux de barres spéciaux SHOP, qui sont alimentés par un interrupteur d'alimentation de secours automatique (ATS).

Les bus de commande SHU et de signalisation SHS sont alimentés à partir des bus SHOP par l'intermédiaire des stabilisateurs CT1, CT2, de sorte que les fluctuations de tension dans les circuits ont moins d'impact sur le fonctionnement des circuits de commande et de signalisation. Les électroaimants pour allumer les commutateurs d'huile sont alimentés par les redresseurs VU1 et VU2, qui sont connectés à différentes sections de la carte de circuit imprimé.

Riz. 1. Circuit d'alimentation pour circuits de travail à courant alternatif: TCH1, TСН2 - transformateurs p.n., AVR - commutateur de transfert automatique, ST1, ST2 - stabilisateurs de tension, VU1, VU2 - redresseurs, SHU, SHP, SHS - barres de commande, de puissance et de signal , AO — éclairage de secours, TU — TS — télécommande et signalisation à distance, SHOP — des pneus pour des consommateurs responsables

Côté tension redressée, VU1 et VU2 fonctionnent sur des bus communs.Si l'installation utilise des interrupteurs à ressort (PP-67, etc.) fonctionnant en courant alternatif, le circuit change en conséquence: les redresseurs sont éteints, les électroaimants de commutation sont alimentés à partir des jeux de barres ShU, car les électroaimants de commutation de ces entraînements ne ne nécessitent pas de puissance élevée, car l'engagement se fait par les ressorts d'entraînement pré-enroulés.

En plus des transformateurs de puissance à usage général, des transformateurs spéciaux sont utilisés pour alimenter les circuits secondaires. Par exemple, les transformateurs TM-2/10 d'une puissance de 2 kVA, d'une tension nominale de 6 ou 10 kV en haut et de 230 V en bas sont utilisés pour alimenter les circuits de commande des sous-stations.

Les transformateurs de courant de mesure (TC) et de tension (TT) sont également utilisés comme sources de courant alternatif et pour fournir un courant alternatif aux redresseurs dans les systèmes à courant de fonctionnement redressé.

Plusieurs appareils et relais peuvent être connectés en série à l'enroulement secondaire du TT.

L'erreur des TC et la valeur de leur charge secondaire sont étroitement liées l'une à l'autre. Lorsque la charge augmente, l'erreur du TC augmente, par conséquent la charge secondaire pour le TC ne doit pas dépasser la valeur admissible à laquelle la classe de précision correspondante est garantie.

La particularité du fonctionnement des TC alimentant les circuits de courant de travail à travers les redresseurs est que leur charge dans ce mode est beaucoup plus importante que lorsqu'ils alimentent uniquement les circuits de protection et de mesure. Par conséquent, les noyaux CT fonctionnent en mode de saturation, ce qui dégrade le mode de fonctionnement thermique.

Le contrôle d'erreur de TC pour une charge non linéaire est effectué, ainsi que pour une charge linéaire, selon les courbes de la multiplicité limite du courant secondaire. La différence réside dans le fait que la courbe de dépendance du courant secondaire à la charge doit se situer en dessous de la courbe de la multiplicité admissible (1) dans toute la plage de variation du courant de zéro à la multiplicité calculée (Fig. 2 ).

Riz. 2. Courbes de l'erreur admissible du TC avec une charge non linéaire: 1 - la courbe de la multiplicité limite, 2, 3 - les caractéristiques de la charge non linéaire, K1, K2 - le coefficient de saturation des transformateurs de courant

Les courbes représentées sur cette figure montrent que la charge correspondant à la courbe 2 à une multiplicité K2 dépasse la valeur autorisée, et la courbe correspondante 3 n'entraîne pas l'augmentation de l'erreur CT au-delà des 10 % autorisés. Ce TC ne peut donc être utilisé que pour alimenter une charge de caractéristique 3.

Dans un certain nombre de cas, les TC ne sont utilisés que comme sources de courant de fonctionnement, par exemple lors de l'alimentation de blocs de courant BDC. Dans ces cas, des exigences élevées ne sont pas imposées à la précision du TC, en même temps, la puissance fournie par les transformateurs doit être suffisante pour le fonctionnement des appareils secondaires alimentés en courant redressé. La dépendance de la puissance de sortie du TC sur le courant primaire est illustrée à la Fig. 3.

Les circuits secondaires du TT doivent être conçus de manière à ce que les pertes de tension des panneaux de protection, des dispositifs d'automatisation et de mesure soient comprises entre 1,5 et 3%, et aux compteurs d'énergie active et réactive calculés - pas plus de 0,5% . Comme pour les transformateurs de courant, la classe de précision des TT dépend de la charge des circuits secondaires.

Riz. 3. Dépendance de la puissance fournie par le TC au courant primaire

En figue. 4 montre les dépendances montrant quelles charges correspondent à l'une ou l'autre classe de précision VT.

Cependant, les TT peuvent fonctionner avec des charges supérieures à celles indiquées, mais dans ce cas, la charge doit être limitée afin que le défaut du TT n'entraîne pas un fonctionnement incorrect de la protection du relais et de l'automatisation. En règle générale, les TT alimentant uniquement la protection de relais et les circuits automatiques fonctionnent en classe de précision 3.

Divers redresseurs à semi-conducteurs et alimentations spéciales sont utilisés comme sources de courant continu redressé. Les sources de courant continu peuvent être divisées en trois groupes principaux :

• sources de charge et de charge de la batterie,

• sources de courant de fonctionnement, circuits d'alimentation de commande et de signalisation,

• sources destinées à alimenter les électro-aimants d'enclenchement des interrupteurs à huile.

Riz. 4. Dépendance de la classe de précision TN à la charge : 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

Les condensateurs préchargés doivent également être classés comme sources de courant car ils sont chargés via des redresseurs alimentés par des sources CA.

Les redresseurs sont utilisés pour charger et recharger les batteries : VAZP, RTAB-4, VAZ, VSS, VSA, VU, etc.

En figue. 5 schéma de principe de transmission du régulateur RTAB-4 est utilisé dans les sous-stations Mosenergo et est un redresseur semi-conducteur chargeur dont la tension de sortie est automatiquement maintenue constante en fonction du réglage spécifié.

L'appareil est conçu pour fonctionner avec des piles rechargeables en mode de charge. Le régulateur RTAB-4 couvre la charge DC de la sous-station ainsi que l'autodécharge naturelle tout en assurant la stabilisation des tensions et courants indiqués.

Il se compose de deux régulateurs de tension - primaire et secondaire, fonctionnant indépendamment l'un de l'autre et agissant sur les éléments primaire et secondaire de la batterie. La régulation de la tension de sortie dans chacun des régulateurs est réalisée par son propre circuit de commande (bloc de mesure IB et bloc de commande CU) agissant sur le redresseur du circuit de puissance.

Riz. 5. Schéma fonctionnel du régulateur RTAB -4 : RNDE — régulateur de tension des éléments supplémentaires, ORN — régulateur de tension principal, DC — transformateur intermédiaire, redresseur commandé par UV, BU1, BU2 — blocs de commande, IB1, IB2 — unités de mesure, UVM — Redresseur contrôlé, BOTR — Limiteur de courant régulateur, BKN — Unité de contrôle de tension, SEB — Cellules de batterie principales, BPA — Cellules de batterie supplémentaires, Rd — Résistance de charge des cellules supplémentaires, W — Shunt

Le niveau de tension dans les bus CC est contrôlé par une unité BKN spéciale qui émet un signal lorsque la tension diminue ou augmente de 10 % du réglage spécifié. Le régulateur principal est équipé d'un limiteur de courant de sortie BOTR pour la protection contre les surcharges en cas de panne du circuit CC et de fonctionnement sur batterie faible.

Le régulateur RTAB-4 fonctionne avec un refroidissement naturel par air à -5– + 30 ° C, la tension d'alimentation est un courant alternatif triphasé 220 ou 380 V, la tension nominale redressée à la sortie du régulateur est de 220 V, la sortie nominale le courant est de -50 A, la plage de réglage de la limite de courant de sortie 40-80 A, précision de contrôle ± 2 %.

Le régulateur de tension pour éléments supplémentaires est produit en deux versions : pour 20-40 et 40-80 V. Son courant de sortie maximal en mode normal est de 1-3 A. La résistance Rd est utilisée comme charge de ballast pour décharger des éléments supplémentaires afin d'éviter sulfatation.

Les circuits de commande sont alimentés par des blocs de courant (BPT) et des blocs de tension (BPN).

Les blocs BPT (Fig. 6) sont constitués d'un transformateur intermédiaire saturé PNT, d'un redresseur B, ainsi que d'éléments auxiliaires : une self Dp et un condensateur C inclus dans le circuit de stabilisation de la tension de sortie.

Riz. 6. Schéma de principe des alimentations BPT-1002 et BPN-1002

Les unités BPN se composent d'un transformateur intermédiaire PT, d'un redresseur B, d'un redresseur SV et de quelques autres éléments.

Riz. 7. Bloc d'alimentation BPN-1002

Les unités BPT sont alimentées par TT et BPN par TT ou transformateurs, etc. Les unités BPT et BPN ou plusieurs unités BPT et BPN fonctionnent généralement sur des bus de tension redressés communs. Une différence caractéristique entre les unités BPT et BPN est que les unités BPN alimentent les circuits de fonctionnement dans des conditions de fonctionnement normales, lorsque la sous-station est connue pour être sous tension, et les unités BPT - en mode court-circuit, lorsque les unités BPN ne peuvent pas alimenter le appareils secondaires en raison de la chute de tension importante dans les circuits primaires.