Расчет схем с зарядными устройствами и блоками конденсаторов

Хотя УЗ могут выполняться комбинированными с включением на ТН и ТТ, расчет схем с блоками конденсаторов проводится в предположении, что заряд осуществляется только от одного УЗ. Это определяется тем, что токовое УЗ играет чисто вспомогательную роль, обеспечивая быстрый заряд конденсаторов при включении защищаемого трансформатора упрощенной подстанции на трехфазную закоротку. В обычных условиях заряд конденсаторов осуществляется в нормальном режиме от УЗ, включаемых в цепь напряжения, и возможность под-заряда от токовых УЗ не учитывается, даже если функции УЗ выполняет БПК, состоящий из нестабилизированного БПН и БПТ. При выполнении защиты трансформаторов упрощенных подстанций быстрый заряд должен предусматриваться и от УЗ, включаемых в цепи напряжения.
Исходными данными для расчета схем с зарядными устройствами являются:
емкость блоков конденсаторов, заряд которых должен быть быстрым;
емкость остальных блоков конденсаторов, заряжаемых от УЗ;
нагрузка на выходе УЗ, если последнее выполняет также функции БПК;
диапазон колебаний напряжения на шинках СН или ТН, от которого питается УЗ;
параметры ТТ, на которые включается токовое УЗ для быстрого заряда блоков конденсаторов;
минимальный ток трехфазного к.з. на стороне низшего напряжения трансформатора упрощенной подстанции.
Емкость конденсаторов, необходимая для действия реле и электромагнитов при разряде на их катушки, берется по данным, приведенным в [2] и работах института «Энергосетьпроект». Эти данные получены на основании расчетов (см. гл. 3) и большого числа испытаний.
Блоки конденсаторов БК-401 устанавливаются для питания промежуточных реле всех типов, а также электромагнитов отключения пружинно-грузовых приводов выключателей, например ППМ-10. Блоки конденсаторов БК-402 устанавливаются для питания электромагнитов отключения отделителей 110—220кВ, выключателей 6— 10кВ с электромагнитным приводом, электромагнитов включения короткозамыкателей 110—220кВ. Для электромагнитов отключения выключателей 110—220кВ, как правило, необходим блок конденсаторов БК-403.
Зарядные устройства типа БПЗ-401 и БПЗ-402, выпускаемые в настоящее время, рассчитаны на быстрый заряд конденсаторов емкостью до 200 мкФ и на общую емкость заряжаемых конденсаторов, составляющую 2000 мкФ. Как правило, этого с большим запасом достаточно для питания защиты трансформаторов, однако при большом числе отходящих линий б—10кВ, если их защиту по какой-либо причине предусматривается питать от конденсаторов, необходимо устанавливать дополнительные УЗ только для медленного заряда.
Выбор ответвлений УЗ типа БПЗ-401, включаемого в цепи напряжения, осуществляется в зависимости от диапазона возможных колебаний напряжения на шинах подстанции и постоянной нагрузки на УЗ. В заводской информации даются зависимости установившегося напряжения заряда от входного напряжения при различных нагрузках для всех ответвлений от вторичной обмотки ПТН зарядного устройства. Необходимо, чтобы диапазон изменения напряжения заряда не превышал в реально возможных режимах 350—420 В. Если длительная нагрузка на УЗ невелика, то при полностью заряженных конденсаторах его потребление не превышает 20 В-А и не выводит ТН из класса точности.
Таким образом, расчет УЗ типа БПЗ-401, включаемого в цепи напряжения, сводится, в основном, к выбору ответвлений вторичной обмотки ПТН и схемы включения секций его первичной обмотки.
Расчет токовых УЗ во многом аналогичен расчету БПТ. Исходными данными являются ток трехфазного к.з. на стороне низшего напряжения трансформатора упрощенной подстанции и емкость заряжаемых конденсаторов. Для устройства БПЗ-402 время заряда конденсаторов общей емкостью 200 мкФ, равное 70мс, задается для трехкратного тока наступления ферро-резонанса уст, значение которого регулируется от 4,65 до 17 А [9]. Для каждой уставки задается зависимость напряжения на входе от входного тока при отсутствии нагрузки на устройство. Расчет состоит из двух этапов. Сначала определяется значение входного тока /вх, соответствующее времени заряда 70 мс и расчетной емкости заряженных конденсаторов. Этот ток будет меньше, чем 3/уст, если С с 200 мкФ. В первом приближении можно считать его пропорциональным емкости:
Значение /вх должно быть с запасом меньше, чем вторичный ток при трехфазном к.з. с учетом схемы соединения ТТ: где kcx соответствует схеме соединения ТТ (kcx= Уз при включении УЗ на разность токов); &зап — коэффициент запаса, равный 1,2—1,25; лтт —коэффициент трансформации ТТ.
Вторым этапом является проверка точности работы ТТ. Она производится так же, как и для БПТ. Расчетным принимается случай полностью заряженных конденсаторов и отсутствия другой нагрузки, т. е. практически режим холостого хода устройства. Зависимость £/вх= =/(/вх) при отсутствии нагрузки сравнивается с вольт-амперной характеристикой намагничивания ТТ. Расчет  точности ТТ может  проводиться    и аналитически  путем   подсчета            zB           на           ТТ           по          характеристике
UBX=f (1вх), аналогично тому, как это описано в § 22.