Расчет схем с БПН и БПНС

Так как БПН и БПНС в большинстве случаев не используются как единственный источник выпрямленного оперативного тока, то их расчет является составной частью расчета схем с БПК.
Основным параметром БПН или БПНС является напряжение надежной работы Un,р (см. гл. 2). Для БПН (БПНС), как для БПТ, завод-изготовитель дает семейство кривых UBtV=f(RH) при разных UBых [9].
Расчет схем с БПН (БПНС) состоит из следующих этапов:
выбор схем включения (только для однофазных БПН);
расчет нагрузки на БПН (БПНС) в различных режимах и при разных схемах включения однофазных БПН;
выбор типа БПН (БПНС) по максимальной расчетной нагрузке и заданным номинальным входному и выходному напряжениям;
проверка обеспеченности питания нагрузки при минимальных расчетных уровнях входного напряжения блоков;
проверка точности работы ТН при включении на него БПН или БПНС;
проверка работы защитных устройств блока (если они в нем предусмотрены), а также защит цепей входного напряжения и оперативного тока при к. з. в цепях нагрузки блока или в самом блоке;
принятие решения о возможности использования БПН (БПНС).
Первые три этапа расчета аналогичны соответствующим пунктам расчета БПТ. Поэтому более подробно остановимся на остальных этапах.
Проверка обеспеченности питания нагрузки проводится с использованием характеристик ^H,p=f(#H). В нестабилизированных БПН предусматриваются ответвления от вторичных обмоток ПТН, с помощью которых можно в небольших пределах изменять выходное напряжение, например, с таким расчетом, чтобы оно было достаточным в режиме полной нагрузки и минимального входного напряжения, но повышенным при отсутствии нагрузки и наибольшем входном напряжении. Допустимость таких режимов должна рассматриваться в каждом конкретном случае.
В блоках БПНС ответвления предусматриваются на входном трехфазном изолирующем трансформаторе и их назначением является изменение входного номинального напряжения. При близких трехфазных к. з. БПН и БПНС не могут являться источниками оперативного тока по принципу действия. Для того чтобы на выходе трехфазного БПНС обеспечивалось оперативное напряжение от 0,85 до 1,1 выходного номинального, на его вход нужно подать симметричное трехфазное напряжение, составляющее, где U131 —линейное напряжение при трехфазном к. з.; kH — коэффициент запаса, равный 1,10—1,15; (/£[, 0,5 i/ном — симметричное напряжение надежной работы БПНС.
При несимметричных к. з. на землю БПНС может обеспечить питание оперативных цепей при выполнении условия:
Если блок нестабилизированный, то в некоторых случаях соответствующим выбором ответвлений на вторичной обмотке ПТН можно добиться, чтобы выходное напряжение имело достаточный уровень при однофазных и двухфазных к. з., однако, как правило, за счет допущения повышенного выходного напряжения в нормальном режиме.
Проверка точности работы ТН должна производиться в том случае, если ТН используется для питания счетчиков, а также чувствительных фильтровых защит обратной и нулевой последовательностей (последнее — в случае включения БПН на фазное напряжение). Необходимо учитывать два режима: длительный, когда нагрузка на ТН не должна превышать допустимую по условиям работы в заданном классе точности, и кратковременный, например при к. з., когда требования к высокой точности ТН практически отсутствуют, а необходимо лишь, чтобы они обеспечивали требуемый уровень входного напряжения с точностью до 5—10 %. Обычно для ТН задается наибольшая нагрузка, которую он может длительно питать. В течение нескольких секунд ТН может отдавать мощность вдвое-втрое большую.
Сразу же отметим, что стабилизированные БПН с параллельным регулирующим звеном, например выполненные на базе феррорезонансных стабилизаторов, не могут включаться на ТН, если мощность БПН составляет более 40—50 Вт, так как даже при отсутствии нагрузки на блок повышение или понижение входного напряжения вызовет уменьшение результирующего входного сопротивления стабилизатора, тем более существенное, чем больше отклонение напряжения. При стабилизированных БПН с последовательным регулирующим звеном, например, блоках БПНС-2, а также нестабилизированных БПН нагрузка на ТН складывается из потребления холостого хода ПТН и мощности нагрузки (в стабилизированных блоках и в регулирующих звеньях). Поэтому мощные блоки БПНС-2, у которых только потребление ПТН на холостом ходу составляет не менее 100 В-А, нельзя включать на ТН 6—35кВ, используемые для питания счетчиков.
При использовании на упрощенных подстанциях схем организации питания цепей оперативного тока от ТН 35—220кВ, установленных на стороне высшего напряжения, ограничение мощности не так существенно, поскольку на стороне высшего напряжения счетчики не включаются. Тем не менее нужно иметь в виду, что если ТН не обеспечивают необходимого класса точности, то на них не следует включать чувствительные органы, реагирующие на напряжение или направление мощности обратной последовательности, например чувствительной направленной фильтровой защиты обратной последовательности. Для этой цели нужно использовать ненагруженные ТН стороны низшего или среднего напряжения.
Нестабилизированные БПН могут включаться на любые ТН, так как потребление ПТН даже самых мощных из них на холостом ходу не превышает 26 В-А на фазу. Поэтому необходимо только оценить мощность, потребляемую оперативными цепями в нормальном режиме. Поскольку нагрузка на БПН Рн включается через выпрямители, то характер ее для ПТН можно считать чисто активным и, следовательно, складывать ее с реактивной мощностью холостого хода.
Если БПН — трехфазный, то нагрузка Рн на фазу в симметричном режиме составляет Уз общей нагрузки на блок.
Можно отметить, что при использовании полупроводниковых устройств релейной защиты и автоматики разница между потреблением в нормальном и аварийных режимах! (не считая электромагнитов отключения) уменьшается из-за наличия длительных токов, проходящих через транзисторы и ИМС, а особенно из-за потерь в преобразователях и стабилизаторах. Это, однако, не имеет существенного значения, так как в большинстве случаев полупроводниковые устройства должны включаться, как было отмечено выше, на стабилизированные БПН, питание которых, как правило, осуществляется от ТСН или специально установленных ТН.