Навигация

 

 Меню раздела

Токовые выпрямительные блоки питания
Стабилизаторы напряжения
Стабилизаторы импульсного действия
Стабилизаторы напряжения импульсного действия
Режим работы НТТ
Нелинейные резисторы
Организация питания полупроводниковых устройств
Параллельный феррорезонансный контур как стабилизатор напряжения
Метод эквивалентных синусоид
Процесс возникновения ферро-резонанса
Свободные составляющие токов и напряжений
Процесс феррорезонансных колебаний
Переходный процесс в феррорезонансном контуре
Токовые феррорезонансные блоки питания
Комбинированные выпрямительные блоки питания
Нестабилизированные блоки напряжения
Стабилизированные блоки напряжения
Выбор параметров феррорезонансного СН
Тиристорные СН последовательного действия
Стабилизаторы напряжения на базе ДН
Особенности работы трехфазного БПНС
Способы выполнения комбинированных блоков питания
Векторные диаграммы напряжений БПК
Реальные входные характеристики БПК
Использование заряженных конденсаторов
Разряд конденсаторов на электромагнитные аппараты
Заряд конденсаторов от источников выпрямленного напряжения
Переходный процесс заряда конденсатора
Зарядные устройства, включаемые в цепи напряжения
Заряд конденсаторов от источников выпрямленного тока
Заключительная часть процесса заряда конденсатора
Векторные диаграммы
Зарядные устройства, включаемые в цепи тока
Работа электромеханических аппаратов
Организация питания полупроводниковых устройств
Выполнению комплектных полупроводниковых устройств релейной защиты
Использование однофазных БПТ и БПН
Особенности использования выпрямленного оперативного тока
Перерывы в питании оперативным током
Особенности применения выпрямленного оперативного тока
Схемы включения выпрямительных блоков питания
Выбор схемы включения БПТ
Схема простейшего БПК
Схемы включения централизованных БПК на упрощенных подстанциях
Проектирование упрощенных подстанций
Централизованный БПК
Выполнение БПК на подстанции
Схемы питания оперативных цепей от заряженных конденсаторов
Применение зарядных устройств и блоков конденсаторов
Защита трансформаторов для упрощенных подстанций
Область применения схемы питания
Основная особенность маломощных токовых УЗ
Расчет схем с БПТ
Расчет нагрузки на БПТ
Метод расчета
Расчет схем с БПН и БПНС
Проверка работы защитных устройств в цепях БПН и БПНС
Расчет схем с БПК
Выбор параметров БПК
Анализ БПК с трехфазным БПН или БПНС
Построение эквивалентных ВАХ для двухфазных к. з
Расчет схем с зарядными устройствами и блоками конденсаторов
Примеры расчета БПК на распределительных подстанциях
Выпрямительные блоки питания


Нелинейные резисторы

Рассмотрим сначала ограничивающее действие нелинейного резистора, установленного на входе СН. Все величины приведены к стороне выхода СН.
Нелинейные резисторы имеют характеристику, показанную пунктиром на рис. 6, а и описываемую приблизительным уравнением, где А — постоянный коэффициент, а — показатель степени, меньший 1. Чем меньше а, тем выше крутизна нарастания тока i по мере увеличения напряжения.
В соответствии с общим подходом к анализу будем считать, что нелинейный резистор имеет идеальную прямоугольную характеристику а=0, показанную на рис. 6,6 сплошной линией. Если уровень, до которого следует ограничить входное напряжение СН, в несколько раз превышает номинальное среднее напряжение на входе, то включение резистора RH]l практически не скажется на КПД СН в режиме минимального заданного тока и максимальной нагрузки. При предельных кратностях тока к. з. и отсутствии нагрузки амплитуда входного напряжения будет ограничиваться значением ±£/ст, в соответствии с характеристикой, приведенной на рис. 6, б. Для тиристорного СН или НТТ, а также для транзисторных СН с формой кривой выходного напряжения по рис. 2, в действие нелинейного резистора показано на рис. 6, в. При достижении напряжением значения £/ст его рост прекращается. Спадание напряжения до нуля произойдет в тот момент, когда его среднее значение станет равным среднему напряжению СН без нелинейного резистора, т. е. площадь, ограниченная сплошной линией (0—аз), станет равной площади, ограниченной пунктирной линией. Первичный ток, который совпадает по форме с кривой предельных напряжений, распределяется между. Мощность, рассеиваемая на Янл, пропорциональна произведению тока в интервале углов между a1 и а3. Для транзисторного СН с формой кривой выходного напряжения по рис. 3, б аналогичное построение приведено на рис. 6,д,е. В обоих случаях мощность, рассеиваемая в нелинейном резисторе, соизмерима с мощностью, рассеиваемой в Re, если требуется снижение амплитуды входного напряжения в 1,5—2 раза. Так как в балластном резисторе рассеивается мощность, составляющая не более 0,2—0,3 номинальной, то требования к рассеиваемой мощности нелинейного резистора умеренные. В качестве нелинейных резисторов мощных БПТ могут использоваться варисторы.
Наличие резисторов, ограничивающих напряжение на относительно высоком уровне, несколько улучшает форму кривой выходного напряжения, но не настолько, чтобы можно было отказаться от его фильтрации.
Фильтрация выходного напряжения СН, включаемых на источник вынужденного переменного тока, имеет целый ряд особенностей, связанных с резко меняющимся внутренним сопротивлением СН. При запертом регулирующем звене СН представляет собой источник вынужденного тока, т. е. источник с очень большим внутренним сопротивлением, а при открытом регулирующем звене СН имеет нулевое внутреннее сопротивление как источник напряжения.
Если рассмотреть простейший фильтр нижних частот (ФНЧ), включаемый в цепь тока, то можно убедиться, что в интервал времени, когда входной ток отсутствует (при большой скважности входного тока), напряжение на нагрузке поддерживается за счет энергии, запасенной в интервале прохождения тока в индуктивности L и конденсаторе С, поскольку цепь входа как бы разомкнута. Если простейший ФНЧ включается в цепь напряжения (рис. 7,6), то в интервал времени, когда напряжение отсутствует, цепь входа как бы закорочена и энергия, запасенная в L и С, выделяется в нагрузке. Если использовать ФНЧ, приведенный на рис. 7, а, с импульсным СН параллельного действия, то он осуществляет фильтрацию при запертом регулирующем звене, когда СН является источником тока, но в момент отпирания регулирующего звена конденсатор С немедленно разряжается и ток в нагрузке поддерживается только за счет энергии, запасенной в дросселе. Если использовать ФНЧ, приведенный на рис. 7,6, то при запертом регулирующем звене он обеспечивает фильтрацию только за счет конденсатора С, поскольку ток в дросселе L вынужденный. Однако после отпирания регулирующего звена в поддержании напряжения участвуют оба реактивных элемента. Следовательно, оба фильтра несовершенны, однако, предпочтение следует отдать фильтру на рис. 7, б, поскольку он является более эффективным во время длительных бестоковых пауз, характерных для всех СН при больших кратностях тока. Следует обратить внимание на то, что при наличии ФНЧ, включенного до выпрямителя, необходимость в балластных резисторах отпадает, так как всегда имеется контур, по которому может замыкаться вынужденный ток.
Сглаживание выходного напряжения после выпрямителя можно осуществлять с помощью ФНЧ, приведенного на рис. 7, а, поскольку в системе СН — выпрямитель разряд конденсатора на источник питания отсутствует. При сглаживании выпрямленного тока балластный резистор является обязательным, так как при отсутствии нагрузки конденсатор зарядится до амплитудного значения, что равносильно обрыву цепи тока. Следовательно, при прочих равных условиях БПТ с фильтром, устанавливаемым до выпрямителя, будет иметь более высокий КПД, чем БПТ со сглаживающим фильтром после выпрямителя.
Сравнение рассмотренных принципов выполнения СН для БПТ показывает, что по своим входным и выходным параметрам все они практически равноценны. Преимуществом транзисторных и тиристорных импульсных СН, а также СН непрерывного действия на базе управляемых ДН является более стабильное поддержание напряжения на выходе, чем у параметрического СН на базе НТТ. Однако последний безусловно является простейшим, а следовательно, и самым надежным из сравниваемых СН. Для наиболее распространенных в настоящее время устройств релейной защиты распределительных сетей, выполненных на электромеханических реле, а также электромагнитов управления выключателей, отделителей и короткозамыкателей требования к стабильности оперативного напряжения относительно невелики (0,8— 1,1 номинального). Опыт показывает, что кратковременное повышение напряжения до 1,2—1,25 номинального на время к. з. также не представляет опасности для электромеханических аппаратов. Поэтому уровень стабилизации напряжения СН на базе НТТ может быть признан удовлетворительным.