Промышленные зарядно-выпрямителные устройства

Date: 2015-10-07; view: 536.

Промышленные зарядно-выпрямительные устройства предназначены для заряда и под заряда резервной стационарной батареи и питания постоянным током параллельно подключённых потребителей в случае аварии электросети. Промышленные выпрямители отличаются высоком качеством и постоянной готовностью.

В зависимости от технического задания возможны разные виды комплектации оборудования: параллельное подключение потребителей,

двухканальные устройства для заряда батарей, состоящих из основной и «хвостовой» части,комбинированные шкафы, состоящих из зарядно-выпрямительных устройств, батареи и/или распределительного щита постоянного тока в одном корпусе индивидульная комплектация.

Выполняются зарядно-выпрямительные устройства двух типов: как тиристорные или каквысоко-частотные выпрямители.

Зарядно-выпрямительные устройства (ЗВУ) на базе тиристорной технологии входят в состав самых надёжных и безопасных компонентов систем электропитания постоянным током. Данный тип устройств успешно сочетает в себе проверённую временем технологию с современными приборами контроля и управления и отличается, в первую очередь, очень большим сроком службы.

Такие зарядно-выпрямительные устройства работают в диапазоне выходного напряжения от 24В до 220В и выходного тока от 5А до 500А.

ЗВУ выпускаются с двумя вариантами контроля и управления: аналоговые ЗВУ серии BWrug-V и ЗВУ с микропроцессорным контроллером и буквенно-цифроввым ж/к дисплеем серии Thyrec-M.

Области применения:

Электростанции, предприятия передачи и распределения электроэнергии

Объекты железной дороги и аэропорты

Предприятия химической и тяжёлой промышленности

Предприятия нефтяной и газовой промыленности

43. трехфазная однотактная схема выпрямителя. Критерии качества работы выпрямителя

Критериями качества работы выпрямителя являются:
коэффициент пульсации:

-отношение амплитуды к- ой гармоники к средневыпрямленному значению напряжения.
коэффициент выпрямления по напряжению:

-отношение средневыпрямленного значения напряжения к действующему значению напряжения во вторичной цепи трансформатора.
Пульсность (число фаз выпрямления):

-отношение частоты пульсации к частоте питающего напряжения.

m – фазность схемы выпрямления – число вторичных обмоток (1, 2 или 3),

– число периодов выпрямления (1 или 2).
КПД:

- отношение активной (полезной) мощности в нагрузке к потребляемой (активной) мощности.
Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом

(трехфазный однополупериодный)

Данная схема содержит трехфазный трансформатор T и три диода (вентиля). Нагрузка включается между точкой соединения диодов и нулевым выводом трансформатора.

Высокий уровень обратного напряжения (среднее напряжение – фазное, обратное – линейное), что не позволяет использовать данную схему при повышенных уровнях напряжения.

• 
  Ток во вторичной цепи трансформатора протекает в течение одной третьей части периода и имеет одностороннее направление, что увеличивает габаритные размеры трансформатора. Для исключения подмагничивания сердечника необходимо делать запас по намагниченности (уменьшать значение B_m), что приводит к дополнительному увеличению габаритов трансформатора. Иногда в сердечник трансформатора вводят воздушный зазор.
• 
  Более низкие качественные показатели (K _п , K₀) по сравнению с двухполупериодной схемой выпрямления.

• 
  Индуктивность рассеяния трансформатора влияет на форму выпрямленного напряжения, что является ограничением по мощности. При этом снижается уровень выпрямленного напряжения и возрастают пульсации.
• 
  С точки зрения монтажа схемы – исключена возможность соединения вторичной цепи треугольником из - за нулевого вывода.

Достоинствами схемы выпрямления являются:

• 
  более высокие токи нагрузки по сравнению с двухтактной схемой (малые потери из-за того, что в работе участвует один вентиль в любой момент времени).

• 
  с точки зрения монтажа – существует возможность размещения полупроводников на одном радиаторе.

44. Трехфазная двух тактовая схема (трехфазный мост, схема Ларионова) Временные зависимости процессов

Трехфазная вентильная схема (схема Ларионова)

Вентили 1,3,5 образуют катодную, а вентили 2,4,6 – анодную группы (рис.1). Из катодной группы ток пропускает тот вентиль, к аноду которого подводится большее положительное напряжение.

Замечание. Следует отметить, что нумерация вентилей в данной схеме носит не случайный характер, а соответствует порядку их вступления в работу при условии соблюдения фазировки трансформатора (рис.1).

Рис.1. Трехфазная двухтактная вентильная схема

В любом промежутке времени должны быть включены два вентиля – один из катодной, а другой из анодной группы. Поочередная работа различных пар вентилей в схеме приводит к появлению на сопротивлении выпрямленного напряжения, состоящего из частей линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора (ось 2 на рис.2) [1, 2].

Из рис.2 (оси 1 и 2) видно, что моменты коммутации совпадают с моментами прохождения через нуль линейных напряжений (когда равны два фазных напряжения).

В промежутке (0-01) наибольшее положительное значение имеет напряжение , подаваемое к аноду вентиля 1, а наибольшее отрицательное значение – напряжение , подводимое к катоду вентиля 6. Следовательно, в этом промежутке одновременно включены вентили 1 и 6. Через вентиль 1 положительное напряжение подводится к нижнему зажиму, а через вентиль 6 отрицательное напряжение подводится к верхнему зажиму сопротивления . Поэтому выпрямленное напряжение

.

Рис.2. Кривые токов и напряжения при

В точке 01 напряжение , поэтому из анодной группы включается вентиль 2. Так как правее точки 01 напряжение имеет наибольшее отрицательное значение, вентиль 6 выключается. В промежутке (01-02) одновременно включены вентили 1 и 2 и выпрямленное напряжение

45.Структурная схема системы электропитания предприятия связи. Требования к системе электропитания

Предприятия многоканальной электросвязи питаются напряжением как постоянного, так и переменного тока. Существуют следующие градации напряжения:

1 Электропитание аппаратуры линейно- аппаратного цеха (ЛАЦ) узла связи, а также пунктов регенерации (промежуточных, оконечных и узловых) кабельных и воздушных магистралей связи должно осуществляться напряжением -24В±3%,±10% постоянного тока.

2 Питание накальных цепей ламповой аппаратуры осуществляется напряжением-21,2В±3%.

3 Питание анодных цепей аппаратуры дальней связи должны питаться напряжением +206В±3%.

4 Питание радиорелейных линий связи обеспечивается напряжением –24В±3%,±10%.

При внедрении волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) переходят к уровням напряжения питания : ±48 В, ±400 В и структура системы питания приближается к системе электропитания автоматической электросвязи. Дистанционное питание при этом ликвидируется.

Требования к системе электропитания

Система электропитания должна

- быть эффективной с точки зрения преобразования энергии (высокий к.п.д и коэффициент мощности). Для этого источники электропитания строятся с бестрансформаторным входом по импульсной технологии (высокая частота преобразования);

- обеспечивать гарантированную и бесперебойную подачу электроэнергии. Для этого используются резервные источники энергии (аккумуляторные батареи, дизель- генераторные установки, солнечные установки и т.д., а также обеспечивать два ввода);

- быть надежной. Это достигается применением различных способов защиты системы питания (предохранительная, контакторная, быстродействующая - электронная). Кроме того, используется резервное оборудование (преобразователи) при параллельной их работе. Внедряется микропроцессорное управление режимами работы системы питания. Для обеспечения области безопасной работы ключевых элементов преобразователей используется режим “мягкой коммутации” и т.д..

- предусматриваться возможность модернизации отдельных блоков в течение 5…10 лет без замены основного оборудования;

- быть по мере возможности не обслуживаемой. Для этого вводятся компьютерные технологии: в блоке управления имеет место интерфейс и микроконтроллер с выходом на дисплей пользователя.

46. Структурная схема электроустановкию Режимы работы системы электропитания

Электрическая установка – это комплекс сооружений на территории предприятия связи и в производственных помещениях, обеспечивающий функционирование предприятия связи, как в нормальных так и в аварийных режимах его работы.

Электроустановка включает в себя следующее оборудование:

- дизель- генераторные установки (ДГУ);

- трансформаторные подстанции (ТП);

- электропитающие установки (ЭПУ);

- система вентиляции и кондиционирования воздуха;

- электросети освещения.

ЭПУ – это комплекс оборудования, предназначенного для распределения и резервирования электрической энергии, а также ее регулирование и преобразование для удовлетворения требований по качеству питающих напряжений. ЭПУ включает в себя конверторы напряжения, аккумуляторные батареи, инверторы и токораспределительную сеть (ТРС).

Система питания должна предусматривать два ввода (фидера) от двух независимых трансформаторных подстанций. Трансформаторная подстанция бывает открытого и закрытого типа. Она обеспечивает понижение напряжения от (5…10) кВ до 220/380В.

На трансформаторной подстанции находятся масленые выключатели, которые позволяют размыкать высоковольтные линии электропередачи без снятия нагрузки. Размыкание происходит при прохождении тока через ноль, что позволяет уменьшить уровень перенапряжения. Кожух масляного выключателя заполняется маслом, что позволяет гасить искру. Кроме того, на ТП устанавливаются разъединители, которые представляют собой рубильники с изоляторами. Трансформаторы ТП устанавливаются на изолированных опорах. Вторичные цепи трансформаторов ТП должны быть включены по схеме звезда с нулевым проводом.

АВР - автоматический ввод резерва, осуществляет переключение на резервный фидер в случае проподания напряжения на основном фидере. При выходе из строя обоих фидеров осуществляется подключение дизель- генераторной установки автоматически или ручным способом при помощи размыкателя. Существуют два способа запуска ДГУ: сжатым воздухом или с помощью электрического стартера. Запуск дизеля должен произойти за (1…3) минуты. Разрешается запускать его с помощью стартера до 3-х раз (по 5…6 с). Это обусловлено возможностью выхода из строя стартерных аккумуляторов. Мощность ДГУ лежит в пределах от 8кВт до 1500кВт. В системах электропитания чаще всего используется два ДГУ, один – основной, другой – резервный.

ЩПТА – щит переменного тока автоматизированный, обеспечивает ввод и распределение по потребителям токоведущих шин. На передней панели ЩПТА расположены измерительные приборы (вольтметр, амперметр, ваттметр, измеритель cosj) для контроля коэффициента мощности cosj и полной мощности S.

где, S – полная мощность, P – активная мощность; Q – реактивная мощность, Z - составляющая мощности, учитывающая не синусоидальное потребление тока из сети. Полный коэффициент мощности нагрузки c определяется из выражения:

,

где n - коэффициент, учитывающий не синусоидальность потребляемого тока и равен

j - учитывает фазовый сдвиг первой гармоники тока по отношению к напряжению сети.

Для обеспечения минимальной оплаты за энергопотребление необходимо, чтобы c =1 , при этом также исключается влияние на источник электроэнергии.

Блок выпрямительного устройства -

преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока и допускает параллельную работу для увеличения тока нагрузки. Существует два режима работы выпрямительного устройства:

- режим стабилизации напряжения для питания аппаратуры связи и подзарядки аккумуляторных батарей;

- режим стабилизации тока для заряда аккумуляторных батарей после аварии.

Инвертор напряжения -

преобразует напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока прямоугольной или синусоидальной формы и обеспечивает его стабилизацию.

Конвертор напряжения (или преобразователь постоянного напряжения)

– это преобразователь постоянного напряжения одного уровня в постоянное напряжение другого уровня. Конвертор напряжения включает в себя инвертор напряжения и выпрямитель. Промежуточным звеном является - высокочастотный трансформатор. Конвертор напряжения может выполнять одну из двух функций в системе электропитания:

- формировать дополнительные градации напряжения;

- обеспечивать вольтодобавку к напряжению аккумуляторной батареи при ее саморазряде в аварийном режиме работы системы электропитания.

Аккумуляторная батарея (АБ) – химический источник постоянного тока. Используется в качестве резервного источника энергии в аварийном режиме работы системы электропитания до момента запуска ДГУ.

Контроллер следит за скоростью вращения генератора ДГУ, уровнем напряжения, наличием воздуха, топлива и воды, масла, за давлением масла, которое используется для смазки ДГУ, за повышением температуры воды и т.д. Контроллер также обеспечивает выравнивание токов на выходе выпрямителей для повышения надежности системы, и переход из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения по информации поступающей от устройств контроля состояния АБ.

Система вентиляции и кондиционирования воздуха (СВ и К) обеспечивает нормальное функционирование (что также повышает надежность системы) преобразователей напряжения, ДГУ, аккумуляторных батарей. СВ и К регулирует процессом охлаждения или подогрева отдельных устройств. При зарядке аккумуляторной батареи происходит выделение газов в окружающую среду, поэтому необходимо производить очистку воздуха для обеспечения нормальной жизнедеятельности персонала. СВ и К обеспечивает циркуляцию воздуха и очистку от вредных примесей.

Модем предназначен для передачи на обработку, информации о состоянии системы электропитания в сервисный центр обслуживания по телефонным каналам.