Источники и схемы оперативного тока
Електроенергетика мережi, обладнання
- Деталі
- Категорія: Справка
- ТЕС
- АЕС
- схеми
- власні потреби
Применение постоянного оперативного тока, требующее установки аккумуляторных батарей, увеличивает стоимость сооружения, эксплуатационные затраты, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети постоянного тока.
Внедрение в установках переменного и выпрямленного оперативного тока позволяет отказаться от дорогостоящих аккумуляторных батарей и уменьшить разветвленность оперативных цепей.
Переменный оперативный ток применяется на подстанциях с высшим напряжением 35 — 220 кВ без выключателей ВН. На подстанциях с оперативным постоянным током переменный оперативный ток применяется на панелях щитов с. н., а также компрессорных, насосных и других вспомогательных устройств.
Переменный оперативный ток применяется на ТЭС и АЭС в системе с. н. 0,4 кВ, кроме цепей управления автоматических выключателей на вводах рабочего и резервного питания, а также в схемах управления разъединителями и на местных ЩУ.
Выпрямленный оперативный ток применяется на подстанциях 110 кВ с одним-двумя выключателями ВН и на подстанциях 35 кВ с выключателями ВН. На ТЭС и АЭС выпрямленный ток применяется для управления автоматическими выключателями вводов 0,4 кВ РУ с. н., удаленных от главного корпуса, для блокировки разъединителей, технологической сигнализации на блочных, групповых и резервных ЩУ.
К особой группе потребителей оперативного переменного тока, требующей повышенной надежности электроснабжения, относятся устройства контроля и автоматического регулирования энергоблока, а также аварийная защита ядерного реактора на АЭС.
Для защиты от КЗ наиболее надежным источником оперативного тока являются трансформаторы тока, так как при протекании тока КЗ вторичный ток его обеспечивает надежное отключение выключателя.
Трансформатор напряжения в этом случае не может служить источником оперативного переменного тока, так как при КЗ резко снижается напряжение. Трансформаторы напряжения используются для питания зарядных устройств и блоков питания, для релейной защиты от однофазных замыканий на землю в сети с незаземленной нейтралью.В настоящее время выпускаются релейная аппаратура и приводы выключателей, короткозамыкателей, отделителей на оперативном переменном токе для электроустановок 3 — 110 кВ. Наиболее широкое применение они находят на подстанциях.
Другим источником оперативного переменного тока являются трансформаторы с. н. В этом случае используется силовая сеть вторичного напряжения с. н. (фазное напряжение 220 В).
Рис. 1. Схема питания сети оперативного переменного тока
Выпрямленный оперативный ток позволяет применить более надежные схемы и аппаратуру постоянного тока и приводы с более простой кинематикой.
Для получения выпрямленного напряжения (тока) применяют:
- силовые выпрямители для питания электромагнитов включения приводов выключателей;
- зарядные устройства, запасенная энергия которых служит для питания различных аппаратов даже при исчезновении напряжения на объекте;
- блоки питания, включаемые на трансформаторы тока, напряжения и с.
н., для питания вторичных цепей. - Блоки питания широко применяют в схемах релейной защиты;
н., для питания вторичных цепей.На рис. 2 показана схема питания выпрямленным оперативным током шин управления и сигнализации. Если выпрямленный ток необходим для управления электромагнитными приводами, то применяется схема, аналогичная схеме на рисунке 2, но вместо блоков питания устанавливаются силовые выпрямители, в качестве которых применяются полупроводниковые выпрямители, соединенные по трехфазной мостовой схеме.
Рис. 2. Схема питания выпрямленным оперативным током: 1 — стабилизаторы напряжения; 2 — блоки питания;
В электроустановках с переменным оперативным током обычно устанавливаются выключатели с пружинными приводами, для управления которыми могут использоваться зарядные устройства CG. Принцип их работы заключается в том, что в нормальном режиме работы через выпрямительное устройство заряжаются конденсаторы (обычно до 400 В), а в момент отключения или включения соответствующий конденсатор разряжается на управляющий электромагнит.
Емкость конденсатора С и напряжение на его пластинах U подбираются так, чтобы энергия, запасенная в конденсаторе, CU2/2 превышала энергию срабатывания управляющего электромагнита; время первого импульса разряда должно превышать время срабатывания электромагнита. Зарядные устройства применяются также для питания электромагнитов отключения выключателей с приводами типов ПС, ПЭ и для управления контакторами включения. Электромагниты включения в этом случае получают питание от трансформаторов с. н. через выпрямительные устройства.
- Попередня
- Наступна
Близьки публікації
- Framatome та Slovenske elektrarne співпрацюватимуть за новим паливом для ВВЕР
- Резервні генератори з німецької АЕС вирушають до Фінляндії
- Викиди виростуть із зростанням використання вугілля, вважає МЕА
- Расход электроэнергии на собственные нужды конденсационных тепловых электростанций
- ЄС порушує принципи сталої таксономії, включаючи ядерну та газову енергію
Copyright © 2007 — 2023 Електроенергетика При цитуванні — посилання є обов`язковим (в інтернеті — активне гіперпосилання).
Наверх
T201DCH-LP: трансформатор постоянного тока Seneca. КИП-Сервис: промышленная автоматика
| Артикул | T201DCH50-LP | T201DCh200-LP | T201DCh400-LP |
|---|---|---|---|
| Технические характеристики | |||
| Диапазон | 0…50 А AC, 0…25 А AC, -50…50 А DC, -25…25 А DC | 0…100 А AC, 0…50 А AC, -100…100 А DC, -50…50 А DC | 0…300 А AC, 0…150 А AC, -300…300 А DC, -150…150 А DC |
| Режим измерения | TrueRMS AC/DC или биполярный DC | ||
| Частота изм. тока | до 1 кГц | ||
| Напряжение питания | 9…28 В (питание от токовой петли) | ||
| Выходной сигнал | |||
| Перегрузочная способность | 300 А (продолжительная), 2000 А (импульс) | 500 А (продолжительная), 2000 А (импульс) | |
| Уровень выходного сигнала при перегрузке | 21 мА | ||
| Напряжение изоляции | 3 кВ (AC) к оголенному проводнику | ||
| Основная погрешность измерений >2% шкалы | диапазон 50 А: 0,5% (AC), 1% (DC) диапазон 25 А: 1% (AC), 2% (DC) | диапазон 100 А: 0,5% (AC), 1% (DC) диапазон 50 А: 1% (AC), 2% (DC) | диапазон 300 А: 0,5% (AC), 1% (DC) |
| Основная погрешность измерений <=2% шкалы | диапазон 50 А: 1% (AC), 2% (DC) диапазон 25 А: 2% (AC), 4% (DC) | диапазон 100 А: 1% (AC), 2% (DC) диапазон 50 А: 2% (AC), 4% (DC) | диапазон 300 А: 1% (AC), 2% (DC) диапазон 150 А: 2% (AC), 4% (DC) |
| Температурная погрешность | 0,02% / °С относительно 23 °С | ||
| Время отклика | 500 мс (без фильтра) 1000 мс (с фильтром) | 800 мс (без фильтра) 2000 мс (с фильтром) | |
| Подключение | |||
| Токовая петля/питание | съемный клеммник 2,5 мм2 | ||
| Измерение | кабель продевается через сквозное отверстие Ø12,5 мм | кабель продевается через сквозное отверстие Ø20,8 мм | |
| Монтаж | крепление на DIN-рейку | ||
| Корпус | |||
| Материал | пластик РА6 ,цвет черный | ||
| Степень защиты | IP20 | ||
| Размеры | 41×44×26 мм | ||
| Вес | 47 г | 120 г | |
| Окружающая среда | |||
| Рабочая температура | -20…+70 °С | ||
| Температура хранения | -40…+85 °С | ||
| Относительная влажность | 10…90% (без конденсации) | ||
| Высота над уровнем моря | до 2000 м | ||
: конструкция, работа и применение
СтатьиLearn Electronics Pragya ChauhanПоследнее обновление: 20 мая 2023 г.
3 6 минут чтения
Содержание
ОбзорПреобразователи постоянного тока в переменный являются одним из наиболее важных элементов силовой электроники . Это связано с тем, что существует множество реальных приложений, основанных на этих преобразованиях. электрические схемы , которые преобразуют вход постоянного тока (DC) в выход переменного тока (AC) , известны как преобразователи DC-AC или инверторы . Они используются в приложениях силовой электроники, где на вход подается чистое напряжение постоянного тока 12 В, 24 В, 48 В, что требует преобразования мощности в переменный ток на выходе с определенной частотой.
Они используются во многих приложениях, включая фотоэлектрические системы, системы хранения аккумуляторов, тяговые приводы, приводы с регулируемой скоростью и т.
д. Преобразование постоянного тока в переменный более сложно, поскольку в цепи требуется какое-то осциллятор , меняющий направление тока на требуемую частоту . Большинство инверторов используют резисторы , конденсаторы, транзисторы и другие схемные устройства для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение.
Понятие переменного тока (AC) и постоянного тока (DC). Ток, направление которого периодически меняется, называется переменным током (AC). Он имеет ненулевая частота . Он производится генератором переменного тока, динамо-машиной и т. д. Рис.: Простая цепь переменного тока Постоянный ток
В постоянный ток ток не меняет свою величину и полярность. Если ток в проводнике всегда течет в одном и том же направлении, то такой ток называется постоянным. У него нулевая частота . Его производят элементы, батарея, генератор постоянного тока и т.
д.
Типы инверторов
Существует 3 основных типа инверторов:
1. Синусоидальный (иногда называемый «настоящей» или «чистой» синусоидой)
2. Модифицированный синусоидальный (на самом деле модифицированный прямоугольный сигнал)
3. Квадратная волна
синусоида или чистая или истинная синусоида Инвертор дает форму волны, которую вы получить от ГЭС или от генератора. Основным преимуществом синусоидального инвертора является то, что все оборудование, которое продается на рынке, предназначено для синусоидального сигнала. Это гарантирует, что оборудование будет работать в полном объеме.
Некоторым бытовым приборам, таким как хлебопечки, регуляторы освещенности и некоторые зарядные устройства, для работы требуется синусоидальная волна.
Инверторы с чистой синусоидой более сложны и стоят дороже.
Модифицированный синусоидальный инвертор на самом деле имеет форму волны, больше похожую на прямоугольную, но с дополнительным шагом или около того. Много оборудования будет хорошо работать на модифицированных синусоидальных инверторах, включая двигатели, бытовую технику и другие предметы. Некоторые типы нагрузок могут быть проблематичными и требуют чистого синусоидального преобразователя.
3. Прямоугольная волнаПрямоугольная волна очень проста, с постоянным током. питание переключается между положительным и отрицательным. Их очень мало, но самые дешевые инверторы прямоугольные. Прямоугольный инвертор будет без проблем работать с простыми вещами, такими как инструменты с универсальными двигателями, но не более того.
Этапы преобразования постоянного тока в переменный
Блок-схема иллюстрирует ключевые компоненты Преобразователи постоянного тока в переменный или Инвертор .
1. Входной фильтр – входной фильтр устраняет пульсации или частотные помехи в сети постоянного тока. питания, чтобы обеспечить чистое напряжение в цепи инвертора.
2. Инвертор – это основная силовая цепь. Именно здесь d.c. преобразуется в многоуровневый сигнал ШИМ.
3.Выходной фильтр – выходной фильтр удаляет высокочастотные компоненты волны ШИМ, создавая почти синусоидальный выходной сигнал.
Инверторы — сложные устройства, но они способны преобразовывать постоянный ток в переменный для общего использования в качестве источника питания. Инверторы позволяют нам использовать простоту систем постоянного тока и использовать оборудование, предназначенное для работы в обычной среде переменного тока.
Широтно-импульсная модуляция
Наиболее часто используемый метод в инверторах называется Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) . ШИМ используется для включения и выключения постоянного напряжения с определенным импульсом.
Ширина каждого импульса варьируется таким образом, чтобы общий электрический результат был подобен синусоидальному.
Это сигнал ШИМ для стандартного инвертора. Здесь одно напряжение постоянного тока включается или выключается для создания желаемого выходного сигнала. Больше уровней входного постоянного напряжения используется для создания выходного сигнала, который больше напоминает синусоиду.
Форма волны ШИМ не является синусоидальной, поэтому будут генерироваться гармоники. Таким образом, чем больше уровней используется, тем ближе выходной сигнал будет к синусоиде, а содержание гармоник будет ниже. Для фильтрации сигнала ШИМ и уменьшения содержания гармоник в инверторах используются трансформаторы, конденсаторы и катушки индуктивности.
Цепь H-моста
Большая часть инвертора состоит из простой схемы H-моста . Схема представляет собой реализацию однофазной схемы H-Bridge
с использованием биполярных транзисторов с изолированным затвором I ( IGBT ).
IGBT действует как переключатель в приведенной выше схеме. При подаче сигнала на ворота они включаются, а при снятии сигнала выключаются. При замыкании Q1 и Q4 к нагрузке подается положительный источник постоянного тока. Q2 и Q3 приведут к отрицательному постоянному току на нагрузке. Затем схемы управления используются для генерации необходимых стробирующих сигналов для получения требуемой формы волны ШИМ.
Необходимо избегать коротких замыканий . Это происходит путем одновременного закрытия Q1 и Q2. Чтобы избежать этого, необходимо выключать один комплект IGBT перед включением следующего. Диоды обеспечивают необходимый путь для индуктивного тока, чтобы ограничить потенциальное нарастание напряжения в течение переходного периода. Конденсатор обеспечивает сглаживание любых изменений в подаче постоянного тока.
Ограничения преобразователей постоянного тока в переменный (инверторы)
- Эффективность схемы может быть снижена за счет использования транзистора.
- Перекрестное искажение в сигнале o/p может быть вызвано использованием переключающих транзисторов. Мы можем снизить этот предел до некоторого уровня, используя смещающие диоды.
Применение
Преобразователи постоянного тока в переменный, также известные как инверторы, играют решающую роль во многих различных приложениях благодаря своей способности преобразовывать постоянный ток (DC) в переменный ток (AC). Вот несколько важных применений этих устройств:
- Солнечные энергетические системы: Фотоэлементы в солнечных панелях генерируют электричество постоянного тока. Инверторы преобразуют эту мощность постоянного тока в мощность переменного тока, которую можно использовать непосредственно в домах или подавать обратно в сеть.
- Источники бесперебойного питания (ИБП): В системе ИБП батарея накапливает энергию в виде постоянного тока. Если основной источник питания выходит из строя, ИБП использует инвертор для преобразования постоянного тока от батареи в переменный ток, обеспечивая непрерывное питание критически важного оборудования, такого как компьютеры, центры обработки данных и больницы.
- Электромобили: Аккумулятор электромобиля (EV) обеспечивает питание постоянным током. Инвертор используется для преобразования его в мощность переменного тока для запуска двигателей переменного тока, приводящих в движение транспортное средство.
- Системы производства электроэнергии: На электростанциях, использующих топливные элементы, батареи или другие типы генераторов, которые производят мощность постоянного тока, инверторы необходимы для преобразования этой мощности постоянного тока в мощность переменного тока для распределения.
- Бытовая техника: Многие устройства, такие как ноутбуки, фотоаппараты и смартфоны, питаются от постоянного тока, но питание от стенной розетки подается переменным током. Адаптеры питания для этих устройств включают преобразователь переменного тока в постоянный. Если вы используете устройство с питанием от источника постоянного тока (например, аккумулятор) и хотите подключить его к настенной розетке, вам понадобится преобразователь постоянного тока в переменный.
- Воздушное путешествие: Самолет часто вырабатывает энергию постоянного тока, но бортовая электроника, освещение и другие системы обычно работают от сети переменного тока. Для этого преобразования используются инверторы.
- Преобразователи частоты: В промышленности инверторы используются в преобразователях частоты (ЧРП) для изменения частоты и напряжения, подаваемого на двигатель переменного тока, что позволяет точно регулировать скорость и крутящий момент.
- Системы HVDC: Системы передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) используют инверторы для преобразования постоянного тока обратно в переменный на принимающей стороне.
- Портативные генераторы и электростанции: Портативные генераторы и электростанции часто используют батареи (постоянного тока) в качестве источника энергии. Инвертор необходим для преобразования этой мощности постоянного тока в полезную мощность переменного тока для таких устройств, как лампы, холодильники или электроинструменты.
Это лишь некоторые из многих областей применения инверторов в современной технике. Поскольку наша зависимость от электроэнергии продолжает расти, растет и важность этих универсальных устройств.
Некоторые инверторы, которые мы разработали для нашего проекта, можно посмотреть здесь:
- CD4047 Инвертор 12–220 В
- SG3525 Инвертор ШИМ 300 Вт
Статьи по теме
Как собрать преобразователь постоянного тока в переменный
Инвертор мощности — это устройство, которое может преобразовывать источник постоянного тока (обычно от батареи) в переменный ток высокого напряжения (110–220 В).
Инверторы мощности обычно используются для создания резервного источника питания от комплекта 12-вольтовых батарей в случае отключения электроэнергии. Они также используются в системах, где электроэнергия обеспечивается солнечными панелями или ветряными генераторами. Силовые инверторы также являются важной частью источников бесперебойного питания.
Как работают инверторы мощности
Инверторы мощности варьируются от простых самодельных схем, использующих несколько транзисторов и трансформатор, до дорогих коммерческих устройств, использующих микроконтроллеры для генерации синусоидальных волн ШИМ.
Важно рассчитать ток, который может обеспечить инвертор мощности. В противном случае инвертор мощности не сможет обеспечить достаточный ток для питания ваших устройств. Для этого найдите номинальную мощность инвертора в ВА и номинальное напряжение. Например, если выходная мощность инвертора рассчитана на 100 ВА и 110 В, выходной ток будет 100 ВА / 110 В = 0,9.A.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Этот проект предполагает работу с высоким напряжением. Этот проект следует создавать только в том случае, если вы обучены работе с высоковольтной электроникой. Невыполнение этого требования может привести к возгоранию, травмам или даже смерти.
Как собрать инвертор
Мы собираемся построить инвертор, который получает питание от 12-вольтовой батареи и выдает переменный ток 110/230 В.
Схема показана на блок-схеме ниже.
Вот принципиальная схема:
Генератор 50 Гц обеспечивается таймером 555. Транзистор Q1 представляет собой инвертирующий транзистор, обеспечивающий фазовый сдвиг на 180º. Частота регулируется потенциометром R5. Его можно установить на 50 Гц или 60 Гц.
К выходу таймера 555 подключена полумостовая схема MOSFET. Транзисторы MOSFET включаются и выключаются прямоугольным сигналом, генерируемым таймером 555.
Я обнаружил, что МОП-транзисторы должны быть с низким Rds, например, МОП-транзистор IRF540 или МОП-транзистор IRLZ44. Для них также понадобится теплоотвод.
Стоки МОП-транзисторов подключены к сторонам +12В и -12В сетевого трансформатора Т1. Поскольку T1 является индуктивной нагрузкой, нам нужно иметь два обратноходовых диода (D1 и D2), чтобы предотвратить всплески обратной ЭДС, убивающие MOSFET-транзисторы.
Размер сетевого трансформатора и величина тока, который может быть получен от батареи, определяют доступную мощность переменного тока.
