Выпрямительные устройства серой ВУ
На предприятиях электросвязи в настоящее время в основном применяются полупроводниковые выпрямительные устройства серии ВУ. Выпрямительные устройства этой серии делятся на пять групп соответственно с типовой мощностью: 1; 2; 4; 9 и 17 кВт. Каждая группа включает в себя четыре типа выпрямительных устройств, отличающихся номинальным выпрямленным напряжением: 24; 60; 220 и 120 В.
Выпрямительные устройства мощностью 1 и 2 кВт, а также ВУ на напряжение 24 и 220 В мощностью 4 и 9 кВт предназначены как для буферной работы с аккумуляторными батареями в режиме непрерывного подзаряда, так и для заряда этих батарей. Выпрямительные устройства других типов предназначены только для буферной работы с аккумуляторными батареями в- режиме непрерывного подзаряда. Поэтому для заряда батарей предусматриваются специальные вольтдобавочные (бустерные) выпрямительные устройства, включаемые последовательно с буферными выпрямительными устройствами. В качестве буферных выпрямительных устройств применяются зарядно-буферные ВУ на номинальное напряжение 24 В и соответствующий рабочий ток.
Выпрямительные устройства серии ВУ подключаются к трехфазной сети переменного тока напряжением 220 или 380 В и частотой 50 Гц. Допустимые отклонения величины напряжения в питающей сети переменного тока для зарядно-буферных ВУ лежат в пределах — 15÷+5%, а для буферных ВУ—10÷+5%. Допустимые пределы изменения частоты в сети 48—51 Гц. Средний КПД ВУ — 0,69—0,75, a cosφ=0,72—0,75.
Выпрямительные устройства серии ВУ могут работать в двух автоматизированных режимах: в режиме стабилизации выпрямленного напряжения при буферной работе с аккумуляторными батареями по способу непрерывного подзаряда и в режиме стабилизации тока при заряде (или подзаряде) аккумуляторных батарей.
Выпрямительные устройства состоят из двух основных частей (рис. 5.1): собственно выпрямителя (1-я часть), в схему которого входят управляющие дроссели насыщения ДрУ1—ДрУ3, силовой
трансформатор СТр, выпрямительные мосты B1 и В2 и фильтр для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения (дроссели ДрФ и конденсаторы С), и устройства управления и автоматики (2-я часть). Для подключения выпрямительного устройства к питающей сети переменного тока, а также к нагрузке или к аккумуляторной батарее служит четырехполюсный разъединитель Рр. Этот разъединитель дает возможность на период профилактики или ремонта отключить ВУ от сети переменного тока, аккумуляторной батареи или других параллельно работающих на общую нагрузку выпрямителей.
Выходное напряжение или ток ВУ регулируется и стабилизируется при помощи дросселей насыщения ДрУ1—ДрУ2 изменением их индуктивности путем регулировки тока подмагничивания. Обмотка переменного тока у каждого ДрУ (токовая обмотка) включена последовательно с одной из фаз первичной обмотки трехфазного силового трансформатора СТр. Поскольку при повышении тока подмагничивания индуктивное сопротивление дросселей насыщения уменьшается, а при его понижении — увеличивается, то изменяется и падение напряжения на ДрУ. Таким образом регулируется напряжение, подводимое к первичной обмотке силового трансформатора, а следовательно, и выходное (выпрямленное) напряжение.
Обмотки переменного тока у дросселей насыщения включаются встречно-последовательно, в результате чего магнитные поля этих обмоток взаимно компенсируются и в обмотках подмагничивания постоянным током почти не индуцируется переменная ЭДС. Для автоматической стабилизации напряжения или тока ВУ используется главная обмотка подмагничивания ГОП, создающая основной поток подмагничивания. Величина тока в этой обмотке определяется режимом работы ВУ, который контролируется следящей системой. В выпрямительных устройствах мощностью 9 и 17 кВт управляющим элементом схемы является одноступенный магнитный усилитель МУ, а в выпрямительных устройствах мощностью 2 и 4 кВт — транзисторный стабилизатор.
Выходное напряжение ВУ сравнивается с напряжением эталонного источника опорного стабильного напряжения, входящего в состав блока стабилизатора (на схеме не показан). При изменении выходного напряжения (или тока) ВУ в схеме сравнения стабилизатора потечет ток, пропорциональный разности эталонного и выходного напряжений, который управляет усилителем мощности МУ или транзисторным стабилизатором. Ток с выхода МУ поступает в главную обмотку подмагничивания. В выпрямительных устройствах мощностью 9 и 17 кВт для смещения рабочей точки магнитной характеристики дросселей ДрУ1—ДрУ2 последние имеют вспомогательную обмотку подмагничивания ВОП, получающую питание от сети переменного тока через отдельный трансформатор и выпрямительный мостик. Ток, подаваемый на обмотку ВОЛ, пропорционален напряжению сети. Намагничивающая сила этой обмотки невелика и направлена навстречу намагничивающей силе обмотки ГОП. Выпрямительные устройства с транзисторными стабилизаторами обмотки ВОП не имеют.
Силовой трансформатор имеет две вторичные обмотки, соответствующие фазы которых сдвинуты на 30°. Каждая из вторичных обмоток соединена со своим выпрямительным мостом (B1—В2) по схеме Ларионова. Выпрямительные мосты при монтаже ВУ соединяют между собой на стороне постоянного тока либо последовательно, либо параллельно в зависимости от величины напряжения или тока, которые необходимо получить на выходе ВУ. В выпрямительных устройствах на напряжение 24 и 60 В мосты соединены параллельно, а в ВУ на напряжение 120 и 220 В — последовательно. При этом в обоих случаях обеспечивается шестифазная двухполупериодная схема выпрямления, при которой основная гармоника пульсации имеет частоту 600 Гц с величиной амплитуды, равной 1,4% от величины выпрямленного напряжения.
В качестве выпрямительных элементов в ВУ применяются селеновые вентили размером 100X100 им с допустимым обратным напряжением 25 В. Для уменьшения потерь в вентилях и.силовом трансформаторе при параллельном соединении мостов последние развязаны разделительным дросселем ДрР. Для снижения пульсации на выходе выпрямительных мостов включен LC-фильтр. Включение и выключение ВУ со стороны переменного или постоянного тока осуществляются соответственно контакторами Кт и Кп.
Устройства управления и автоматики выпрямительных устройств серии ВУ обеспечивают:
—автоматическую стабилизацию выпрямленного напряжения с точностью ±2% при изменении напряжения питающей сети в пределах 85—105% от номинального значения, частоты — от 48 до 51 Гц, тока нагрузки —от 10 до 100% для ВУ на напряжение 24 и 220 В и тока нагрузки — от 5 до 100% для ВУ на напряжение 60 В;
—автоматическую стабилизацию выпрямленного тока с точностью ±10% в пределах изменения нагрузки 30—100% для зарядно-буферных ВУ;
—защиту выпрямительных устройств от перегрузок и перенапряжений;
—автоматическое включение выпрямительных устройств в режиме стабилизации тока на заряд или подзаряд батареи и переход в режим стабилизации напряжения при достижении заданной величины напряжения на батарее;
—автоматическое отключение выпрямителя на стороне переменного и постоянного токов при пропадании напряжения в питающей сети и автоматическое его включение при восстановлении напряжения сети;
—автоматическое включение нескольких ВУ на параллельную работу (до трех -ВУ напряжением 60 и 120 В и не более двух на прочие напряжения) в зависимости от нагрузки и равномерное ее деление между ВУ с точностью до 10%;
—автоматическое включение резервного ВУ параллельно работающим «а время подзаряда или заряда аккумуляторной батареи;
—автоматическое включение резервного ВУ в случае выхода из строя рабочего. ВУ, если на нагрузку работает один выпрямитель;
—дистанционное включение и выключение ВУ;
—оптическую сигнализацию на самом ВУ о ненормальностях в его работе и выведение оптической сигнализации на отдельное или общестанционное табло.
Высота ВУ —2250 мм, глубина — 700 мм (кроме ВУ 36/30, у которого она составляет 450 мм). Ширина ВУ в зависимости от мощности колеблется от 450 до 1200 мм.
Конструктивно выпрямительные устройства серии ВУ выполнены в виде шкафа и могут устанавливаться у стены либо задними сторонами друг к другу. Конструкция ВУ позволяет их устанавливать также в один ряд с другими устройствами (ЩПТ, панелями ПНВ, выпрямителями ВСС и пр.) не у стен помещения. Профилактическое обслуживание ВУ осуществляется с лицевой стороны.
