Реальные входные характеристики БПК

Реальные входные характеристики БПК с параллельным включением БПТ и БПН отличаются от идеальных не только потому, что угол между входным током и выходным напряжением БПТ может меняться в широких пределах, но и в связи с влиянием сопротивлений обмоток и диодов. Если рассмотреть схему с двумя источниками постоянного напряжения Ех и Е2, то при /?1=#2=0 и идеальных диодах выходное напряжение на RB будет равно большему из них. Входная характеристика, соответствующая напряжению на нагрузке UB=Ei или UB=E2, будет иметь вид прямоугольника 1, т. е. при E1 = Un значение Е2 не влияет на выходное напряжение, и наоборот. Если Ri и R2 не равны нулю (диоды идеальны), то напряжение на нагрузке меньше напряжения источника на величину падения напряжения в R\ и R2. Предположим, что при подаче питания только от источника Е\ для получения UB необходимо поднять его напряжение до значения Ui = Ua-\-IiRi. Если после этого повышать напряжение источника Е2, то при достижении им напряжения U2=UB диод Д2 начинает открываться и повышение напряжения Е2 приведет к тому, что ток от него также будет проходить по нагрузке. Это означает, что для сохранения прежнего напряжения на нагрузке Un нужно уменьшить напряжение источника Е\. При дальнейшем повышении Е2 доля тока от него увеличивается и напряжение Е\ нужно снижать еще больше. При некотором E2=U2 диод Д\ запирается и ток через него отсутствует, если Ei^Un. Результирующая характеристика 2 (рис. 26, д) имеет скругление в области, когда Е\ и Е2 соизмеримы. Такое скругление наблюдается на всех характеристиках БПК, и оно тем больше, чем больше нагрузка, т. е. ток, протекающий через БПТ и БПН.
Наиболее благоприятные характеристики с точки зрения зависимости выходного напряжения от фазы имеют БПК с БПНС на базе ДН или тиристорных СН. Если на схему управления подать результирующее выходное напряжение, то последнее будет поддерживаться за счет регулирования выходного напряжения БПНС независимо от угла между входными напряжением и током. Вследствие инерционности регулирования напряжения БПНС схема его параллельного включения с блоком БПТ имеет ряд особенностей (см. гл. 4), вызванных стремлением уменьшить колебания выходного напряжения БПК в переходном режиме.
Так как вид входных характеристик зависит от большого числа факторов, в расчетах удобно принимать его наихудшим с точки зрения согласования с параметрами защищаемого присоединения, а именно в виде прямоугольника со сторонами Un,р и /Н,Р (см. характеристику при угле 0° на рис. 26,6). Использование такой характеристики дает, как было показано, дополнительный расчетный запас.
К БПК с использованием выпрямленных напряжений можно отнести схему, приведенную на рис. 27, а, составленную из двух блоков (см. рис. 24, б), причем одни из обмоток соединены согласно, а другие встречно. При таком соединении, во-первых, отсутствует магнитная связь между цепями тока и напряжения, а, во-вторых, входная характеристика близка к идеальной, независимо от угла между Uni, если считать, что ток /м пропорционален U и не зависит от нагрузки, а выходное напряжение каждого блока БПТ пропорционально в режиме наибольшей нагрузки результирующей МДС первичных обмоток Fi+Fu. Оба эти допущения являются достаточно грубыми. Первое предполагает применение дросселя Др с большой индуктивностью, а второе основано на кривых (см. рис. 8, е), построенных для БПТ. На рис. 27, б приведена векторная диаграмма МДС и напряжений до выпрямления U\ и Uz обоих БПТ для случая, когда /=0,5/н,р и f/=0,5f/H,p, т. е. при = j/V|=0,5F |. В таких условиях угол между U\ и £/г равенЭО0, независимо от угла ф.
Используя выражение (55), где вместо U подставляется kFit можно найти, что выходное напряжение UBUX в режиме полной нагрузки не зависит от угла и пропорционально kFB,p. Это означает, что входная характеристика БПК по схеме на рис. 27, а проходит через точку (0,5/н,Р; 0,5£/н,Р), т. е. всегда близка к идеальной характеристике.
Если рассматривать режим холостого хода, то наименьшее выходное напряжение будет при углах >=0o и *ф=180°, так как при этом выходные напряжения обоих БПТ совпадают по фазе. Наибольшее выходное напряжение будет при F1=FUt так как при этом выходные напряжения каждого из БПТ (до выпрямления) сдвинуты по фазе на 90° и, следовательно, результирующее напряжение  выше, чем при -ф, равном 0 или 180°, если считать напряжения синусоидальными. При характерной форме кривой феррорезонансного БПТ это повышение будет несколько меньше.
Тем не менее один из основных недостатков БПК по схеме, приведенной на рис. 24, б, — большие потери реактивной мощности в дросселе Др— сохраняется и в БПК по схеме, приведенной на рис. 27, а. Эти потери можно в какой-то степени скомпенсировать при помощи конденсатора С на входе напряжения. Так как реактивная мощность, теряемая на дросселе Др, должна быть по крайней мере на порядок выше мощности БПТ, то емкость конденсатора С будет приемлемой только при маломощном БПК. Блоки БПК по схеме на рис. 27, а в эксплуатации не используются.
А. Ф. Березовским предложена модификация БПК (рис. 27, а), смысл которой заключается в том, что вместо дросселя Др используется стабилизатор напряжения на ДН. В таком исполнении исключаются основные недостатки БПК, но схема становится неоправданно сложной и не имеет преимуществ по сравнению с БПК на базе БПТ и БПНС.
Сравнение различных принципов выполнения БПК показало, что наиболее удобными для эксплуатации являются БПК с использованием выпрямленных напряжений БПТ и БПН, так как БПК этого типа могут состоять из произвольного числа БПТ и БПН (БПНС), колебания выходного напряжения относительно невелики, а входная характеристика, хотя и далека от идеальной, но все-таки в большинстве случаев оказывается приемлемой. Что касается БПК с БПНС, имеющими СУ, то для них использование выпрямленных напряжений является единственно целесообразным методом. В энергосистемах проектируются БПК только с использованием выпрямленных напряжений БПТ и БПН (БПНС).