Навигация
Преобразователи синусоидальных токов и напряжений в постоянные токи и напряжения и их применение
46884
знака
0
таблиц
19
изображений
8. Преобразователи синусоидальных токов и напряжений в постоянные токи и напряжения и их применение
Применяемые схемы выпрямления. Наибольшего распространения получила схема двухполупериодного выпрямления И9. Основными элементами ее являются вентили — обычно кремниевые диоды VD1—VD4. Они включаются так, что при активной нагрузке R„ в первый полупериод открытыми оказываются, например, диоды VD1—VD3, а во второй — диоды VD2—VD4.
При этом на выходе схемы в нагрузке R„ выпрямленные ток и напряжение не постоянны. Они содержат постоянную составляющую, которая является средним значением выпрямленных величин и переменную составляющую. Постоянные составляющие тока и напряжения
где /ти, — максимальные, / и U— действующие значения синусоидальных тока и напряжения.
Переменная составляющая содержит в основном гармоническую двойной частоты. Для правильного функционирования устройств релейной защиты и автоматики переменная составляющая обычно нежелательна, поэтому принимают, меры по ее уменьшению. В частности, включают конденсатор параллельно нагрузке или реактор последовательно с ней.
Схемы трехфазного выпрямителя содержат шесть диодов, включенных так, что при подаче на вход схемы синусоидальных напряжений фаз А, В, С потенциал точки / равен высшему, а потенциал точки 2 —- низшему из потенциалов фаз А, В, С. При этом открытыми оказываются диод, связывающий точку / с фазой, имеющей высший потенциал, и диод, связывающий точку 2 с фазой, имеющей низший потенциал. Если в рассматриваемый момент времени фаза А имеет высший, а фаза В — низший потенциал, то открытыми будут диоды VD1 и VD5, а путь прохождения тока — таким, как показано на рис. 20, а. При симметричных напряжениях фаз и активной нагрузке среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке {/ср = 2,34£/ф, где иф — действующее значение фазного напряжения.
Если на вход схемы подаются синусоидальные токи, сумма которых в каждый момент времени равна нулю, то одновременно оказываются открытыми три диода.
Через один из них ток проходит в нагрузку, а через два других возвращается, либо через два диода проходит в нагрузку, а через один возвращается. Так, если ток проходит через VD2, то возвращается через VD4 и VD6. При симметричных токах среднее значение выпрямленного тока в активной нагрузке 1^ = 1,35/. Если в выпрямляемых токах имеются составляющие нулевой последовательности, то эти составляющие не смогут попасть в нагрузку. Для создания такого пути в схему выпрямления вводят дополнительно два диода VD4, VD8.
Максиселекторы и миниселекторы используются для выделения максимального тока или минимального напряжения, которые обычно являются током и напряжением поврежденной фазы. Эти устройства позволяют выполнить защиту от всех видов КЗ односистемной, т. е. имеющей только один измерительный орган. Так выполнена, например, максимальная токовая защита устройства ЯРЭ-2201. Для выделения максимального тока использован максиселек-тор, имеющий промежуточные трансформаторы тока TLA1—TLA3, к вторичным обмоткам которых подключены двухполупери-одные выпрямители VS1—VS3. Для выделения из подведенных токов /„, 1Ь, 1С тока, мгновенное значение которого больше, выходы выпрямителей соединены последовательно и подключены к нагрузке R„. Наибольший выпрямленный ток соответствующего выпрямителя проходит через нагрузку к двум остальным выпрямителям, открывая все их диоды. При этом два других тока замыкаются через диоды своих выпрямителей и не выходят во внешнюю цепь. Иногда подводимые к максиселектору токи предварительно преобразуются в напряжения, например, с помощью трансреакторов. При этом для максиселектора может быть использована рассмотренная выше трехфазная двухполупериодная схема выпрямления. Напряжение на выходе этой схемы пропорционально наибольшему из подводимых токов. Такой максиселектор применен, например, в дистанционной защите ДЗ-10.
Миниселектор представляет собой устройство, на вход которого подаются выпрямленные напряжения, пропорциональные, например, линейным напряжениям ЦаЬ, ЦЬс, Цсв, а на выходе всегда выделяется напряжение, пропорциональное наименьшему из подводимых напряжений.
Работу миниселектора поясняет схема, на которой R„ — сопротивление нагрузки {/,, U2, С/3 — напряжения на входах мини-селектора, Uon — опорное напряжение. Пусть выполняется условие Ui< U2< U3. Если при этом Е/, < Е/оп, то диод VD1 открывается и под действием напряжения, равного разности, начинает проходить ток i в направлении, показанном стрелкой. Диоды VD2 и VD3 продолжают оставаться закрытыми, так как к первому из них прикладывается обратное напряжение, равное разности, а ко второму — напряжение. Если Ux > Uon, то все диоды оказываются закрытыми и ток в нагрузке RH отсутствует. Таким образом, ток в нагрузке определяется разностью напряжения £4п и наименьшего из напряжений
Ц - и3.
Блоки питания предназначены для обеспечения оперативным выпрямленным током устройств релейной защиты и автоматики. Они обычно подключаются к первичным измерительным трансформаторам тока, напряжения или трансформаторам собственных нужд подстанций. Существует несколько типов блоков питания UGA, подключаемых к трансформаторам тока ТА, отличающихся главным образом отдаваемой мощностью. Все они содержат промежуточный насыщающийся трансформатор тока TLAT и двухполупериодный выпрямитель VS на выходе. Использование насыщающегося трансформатора тока необходимо для поддержания достаточно стабильного напряжения на выходе блока питания при изменении тока i в широких пределах. Однако из-за насыщения магнитопровода TLAT резко искажается форма кривой вторичного напряжения, а его амплитуда при значительных нагрузках блока существенно возрастает. В связи с этим принимаются меры по ограничению амплитуды вторичного напряжения до приемлемых значений. Одной из мер стабилизации является включение параллельно вторичной обмотке TLAT конденсатора С1, обеспечивающего вместе с ветвью намагничивания трансформатора феррорезонансную стабилизацию напряжения на выходе блока. Вторичная обмотка имеет ответвления для подрегулировки тока наступления феррорезонанса и для получения требуемого номинального напряжения. Последовательное и параллельное включение секций первичной обмотки TLAT, а также наличие в них ответвлений позволяют изменять входное сопротивление блока и уставки по току наступления феррорезонанса.
В, устройствах релейной защиты и автоматики в качестве кратковременных источников оперативного тока применяются коденсаторные батареи, заряженные в нормальном режиме работы. Заряжаются конденсаторные батареи с помощью специальных зарядных устройств. Однако для этой цели можно использовать блоки питания, если к выходу выпрямителя VS подключить диод VD и резистор R. Для медленного заряда конденсаторной батареи С2 она включается через резистор R. Диод VD исключает ее разряд при исчезновении тока i на входе TLAT. Такие блоки получили названия блоков питания и заряда. К ним относится блок БПЗ-402. Его мощность не превышает 200 Вт.
Блоки питания VGV, подключенные к трансформатору напряжения TV или трансформатору Т собственных нужд, содержат промежуточный трансформатор напряжения и выпрямитель. Первичная обмотка промежуточного трансформатора состоит из двух секций, а вторичная имеет ответвления. Соединяя секции параллельно или последовательно, можно блок питания включать на номинальные входные напряжения, например ПО и 220 В соответственно. Ответвления на вторичной обмотке позволяют иметь неизменный уровень выпрямленного напряжения при различных входных напряжениях.
Стабилизация вторичного напряжения промежуточного трансформатора предусматривается не всегда. Так, она отсутствует, например, в блоке питания и заряда БПЗ-401.
Блоки питания и заряда могут работать в двух режимах: в режиме постоянного питания устройств зашиты и автоматики выпрямленным оперативным током или в режиме заряда конденсаторных батарей, используемых в качестве кратковременных источников оперативного тока для приведения в действие коммутационных аппаратов и устройств защиты и автоматики. В режиме заряда к блокам питания и заряда можно подключить и нагрузку небольшой мощности.
На рис. 23 показаны схемы подключения блоков питания и заряда UGA типа БПЗ-402 к измерительным трансформаторам тока ТА и VGVmm БПЗ-401 — к трансформаторам напряжения TV или к трансформаторам собственных нужд Т. Включение токовых цепей релейной защиты и автоматики на трансформаторы тока, используемые для питания блоков питания VGA, не допускается. Блоки VGA и VGV можно использовать как раздельно, так и совместно.
Промышленность выпускает также блоки питания серии БПТ-11 и БПН-11. Основная область их применения — элементы системы электроснабжения, оборудованные выключатели с легкими приводами, где они могут обеспечить питание электромагнита отключения с номинальной мощностью 20...25 Вт, а также питание устройств защиты сигнализации однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Выпускаются также мощные блоки питания БПТ-1002 и БПН-1002, предназначенные для питания выпрямленным оперативным током аппаратуры релейной защиты, сигнализации и управления, выполненной на номинальное напряжение ПО или 220 В, имеющие номинальную мощность 800...1500 Вт в кратковременном режиме.
Похожие работы
... управления осуществляется с помощью автоматизированного модуля верхнего уровня, который также отвечает за интерфейс на посту оператора. 3.1 Требования к структуре системы Автоматизированная система управления и контроля климата в тепличных хозяйствах выполнена на базе микропроцессорной техники. По иерархическому принципу АСУ ККТХ должна подразделяться на уровни: нижний уровень: - ...
... т.е. для защиты источника от утечки информации, требуется нарушение энергетических и временных условий существования канала утечки путем использования различных по физическим принципам средств защиты. Технические характеристики акустопреобразовательного канала Акустоэлектрический преобразователь-устройство, преобразующее электромагнитную энергию в энергию упругих волн в среде и обратно. В ...
... иные нарушения, включая разглашение государственной или коммерческой тайны, государственные инспекторы могут быть привлечены к ответственности в соответствии с законодательством Российской Федерации. 3.9. Основы квалиметрии [47] Квалиметрия — раздел метрологии, изучающий вопросы измерения качества. Здесь используются те же законы и правила, что и в области измерения физических величин, но есть ...
... . Это позволяет: -снизить трудоемкость обработки -снизить себестоимость обработки -сократить время обработки и обслуживания. Ожидаемый частный годовой экономический эффект от автоматизации шлифовального процесса путем разработки автоматической системы управления параметров станка является снижение затрат на обработку детали типа кольцо ступенчатое при годовой программе выпуска 1000 ед. ...
0 комментариев