Использование однофазных БПТ и БПН

При использовании однофазных БПТ и БПН выходное напряжение БПК существенно зависит от фазы между входными током и напряжением. Для уменьшения этой зависимости необходимо осуществлять сглаживание выходного напряжения БПТ и БПН раздельно. Такая схема была предложена в для питания высокочастотной аппаратуры ВЧТО-М. Блоки БПТ-101/2 и БПН-101/2 на выходное номинальное напряжение 24В дополнены Г-образными LC-фильтрами, причем конденсатор обоих фильтров общий. Если нестабилизированный БПН не дает возможности обеспечить питание нагрузки при к. з., то его, как это было принято в, можно включать через феррорезонансный СН. В системе питания на рис. 42, а практически отсутствует зависимость от фазы, однако кратковременные колебания напряжения могут появиться по двум причинам: из-за переходных процессов в феррорезонансных контурах БПТ и СН и из-за переходных процессов в сглаживающих фильтрах. Последнее требует некоторых дополнительных пояснений. Предположим, что среднее напряжение БПК без сглаживания остается неизменным и равным Uq, а его внутреннее сопротивление равно R. Тогда резкое изменение тока нагрузки на величину А/ приведет к изменению напряжения нагрузки на величину AIR, однако, это изменение не будет мгновенным, а установится после нескольких периодов переходного процесса в фильтре.
Кривые напряжения иВых (при допущении, что сглаживание идеальное) показаны на рис. 42, в, г для случаев соответственно резкого снижения и увеличения нагрузки. Такой же колебательный процесс будет при резком увеличении и снижении напряжения.
Поскольку колебания в фильтре затухающие, амплитуда напряжения будет тем меньше, чем ниже частота свободных колебаний. На рис. 42, в, г это показано пунктирными кривыми. Уменьшения частоты свободных колебаний можно добиться увеличением емкости фильтра или увеличением габаритов дросселя. В [27] индуктивности фильтра (рис. 42, а) приняты Li=7 мГн, Z,2=23 мГн, а емкость конденсатора С= 12 тыс. мкФ (электролитические конденсаторы). Свободная частота составила примерно 50 Гц, а повышение напряжения более 10 % наблюдалось в течение 30—50 мс. Было отмечено, что такие кратковременные перенапряжения не представляют опасности для аппаратуры ВЧТО-М и не влияют на ее работоспособность. В других случаях может оказаться необходимым принятие дополнительных мер.
Более универсальным является использование БПК из стабилизированного БПНС и БПТ. Как уже отмечалось выше, схема управления БПНС может реагировать на результирующее напряжение и поддерживать в установившемся режиме нагрузки и к. з. напряжение БПК, близкое к номинальному. Однако простое параллельное соединение БПНС на ДН и феррорезонансного БПТ может привести к существенным колебаниям напряжения в переходном процессе после отключения к. з. на защищаемом присоединении. Нели при к. з. напряжение на выходе БПТ близко к номинальному, то схема управления БПНС действует таким образом, чтобы его внутреннее сопротивление было велико и доля напряжения БПНС в общем напряжении БПК была минимальной. При отключении к. з. напряжение на выходе БПТ очень быстро снижается, а напряжение на выходе БПНМ в этот момент мало и поднимается до номинального с постоянной времени цепи управления. В [27] приведена осциллограмма, демонстрирующая снижение выходного напряжения БПК до 0,6—0,7 номинального. Если включить последовательно с БПНС разделительный диод, то напряжение БПТ не будет влиять на работу схемы управления БПНС. В этом случае при несимметричных к. з., когда напряжение поддерживается близким к номинальному и на выходе БПНС, и на выходе БПТ, результирующее напряжение БПК может быть повышенным и в установившемся режиме, если имеется сдвиг по фазе между выходными напряжениями БПНС и БПТ. Поэтому предложена схема включения с диодом, шунтированным резистором, сопротивление которого составляет примерно 100 Ом (рис. 42, б). Резистор ослабляет о. с. и уменьшает колебание напряжения на выходе БПК- Сглаживающий фильтр в этом случае может быть установлен общим. Опыт показал, что переходный режим БПК и колебательный характер переходного процесса в сглаживающем фильтре (£=1,3 Гн; С ==500 мкФ) могут вызвать перенапряжения, составляющие до 1,2—1,35 номинального и длящиеся не более 30—50мс. Снижения напряжения до уровня ниже 0,8 номинального не наблюдалось.
Возможность использования с БПК системы питания полупроводниковых защит, рассчитанных на работу от аккумуляторной батареи через преобразовательные БП, необходимо проверить. Не исключено, что преобразователи и стабилизаторы выдержат кратковременные перенапряжения на выходе БПК. В противном случае потребуется включение дополнительных стабилизаторов постоянного напряжения, единственным назначением которых будет ограничение кратковременных перенапряжений.
Следует отметить, что с точки зрения помехозащищенности система питания полупроводниковых устройств от БПК существенно надежнее системы питания от сети постоянного оперативного тока, благодаря значительно меньшей разветвленности системы и меньшего количества коммутаций в ней. Кроме того, БПК с номинальным выходным напряжением 24 и 48 В не требуют установки преобразователей напряжения.
В заключение можно отметить, что использование БПК для питания оперативных цепей панелей защиты ДФЗ-2 и ДФЗ-201 рекомендуется типовыми материалами института «Энергосетьпроект». Для этой цели в блок БПНС-2 встроены сглаживающий LC-фильтр и диод, позволяющие собрать схему БПК по рис. 42,6.