Устройство выпрямительное типа ВУТ70/600

Устройcтво выпрямительное тиристорное (в дальнейшем именуемое ВУТ) с автоматической стабилизацией выпрямленных напряжения и тока предназначается для питания аппаратуры связи одновременно с автоматическим зарядом и подзарядом кислотных аккумуляторных батарей, а также для питания аппаратуры связи без аккумуляторных батарей в статическом режиме работы.

Примечание. При статическом режиме работы не допускается, скачкообразное изменение нагрузки на ЭПУ более чем на 10% от установленного значения, включение и отключение параллельно работающих ВУТ, а также работа на импульсную нагрузку и нагрузку, имеющую отрицательное входное сопротивление.

Устройства разработаны следующих типов: ВУТ 31/60 и ВУТ 90/25 - с условной мощностью 2 кВт, ВУТ 31/125 и ВУТ 67/60 - с условной мощностью 4 кВт, ВУТ 31/250, ВУТ 67/125, ВУТ 152/50 и ВУТ 280/25 - с условной мощностью 9 кВт, ВУТ 31/500 и ВУТ 67/250 - с условной мощностью 16 кВт, ВУТ 70/600 - с условной мощностью 40 кВт.

ВУТ с номинальным напряжением 24В применяются для питания аппаратуры линейно-аппаратных цехов (ЛАЦ) междугородных телефонных станций (МТС) и обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП) линий междугородной телефонно-телеграфной связи, для питания аппаратуры телеграфов и районных узлов связи (РУС). ВУТ с номинальным напряжением 60В применяются для питания аппаратуры автоматических телефонных станций (АТС) городской телефонной сети, аппаратуры, междугородной автоматики, питания, аппаратуры телеграфов и РУС. ВУТ 152/50 применяются для питания моторных цепей. ВУТ 280/25. применяются для питания резервных цепей РРЛ станций.

ВУТ предназначаются для эксплуатации в закрытых отапливаемых и вентилируемых помещениях с температурой окружающего воздуха от +5 до +40°С и относительной влажностью его до 80% (при +25°С) при отсутствии в окружающем воздухе вредных примесей, вызывающих коррозию.

Технические данные.

Основные электрические параметры ВУТ приведены в табл. 1.

Таблица 1 Основные технические параметры ВУТ.

Тип ВУТ	Выходная мощность, кВт		Выпрямленное напряжение, В			Выпрямленный ток, А
	Услов-ная	Макси-мальная	Мини-мальное	Номи-нальное	Макси-мальное	Номи-нальный	Мини-мальный
1	2	3	4	5	6	7	8
ВУТ 31/60	2	1,86	22	24	31	60	6
ВУТ 90/25	2	2,25	56	60	90	.25	1,25
ВУТ 31/125	4	3,88	22	24	31	125	12,5
ВУТ 67/60	4	4,2	56	60	70	60	3,0
ВУТ 31/250	9	7,75	22	24	31	250	25 -
ВУТ 67/125	9	8,75	56	60	70	125	6,25
ВУТ 31/500	16	15,5	22	24	31	500	50
ВУТ 67/250	16	17,5	56	60	70	250	12,5
ВУТ 70/600	40	42,0	56	60	70	600	30
ВУТ 152/50	9	7,6	126	-	152	50	2,5
ВУТ 280/25	9	7,0	226	-	280	25	2,5

 

Питание ВУТ осуществляется от трехфазной сети переменного тока номинальной частоты 50 Гц и номинального напряжения 380 или 220 В для ВУТ с условной мощностью 2, 4, 9 кВт и, только - 380В для ВУТ с условной мощностью 16 и 40 кВт. При включении в сеть с номинальным напряжением 380 В к устройству подключается «нулевой» провод сети.

ВУТ выполняют предъявляемые к ним требования при отклонениях частоты от 105 до 95 % номинального значения и напряжения сети переменного тока от 112,5 до 85% номинального значения.

ВУТ работают в двух режимах:

- в режиме стабилизации напряжения;

- в режиме стабилизации тока.

РУТ обеспечивают стабилизацию выпрямленного напряжения с точностью ±1 % от установленного значения при одновременном изменении:

напряжения и частоты питающей сети в пределах тока нагрузки в пределах от номинального до минимального значений выпрямленного тока, указанных в табл. 1.

Стабилизированное напряжение на выходе ВУТ устанавливается в пределах от минимального до максимального значений, указанных в табл. 1, а для ВУТ 90/25 в пределах от 56 до 76 В.

ВУТ обеспечивают стабилизацию выпрямленного тока с точностью 20% от номинального выпрямленного тока при установке тока в пределах от 30 до 100% номинального значения. Указанная точность стабилизации сохраняется при изменениях выпрямленного напряжения в пределах от минимального до максимального значений, указанных в табл. 1, отклонениях напряжения и частоты питающей сети переменного тока в пределах.

При заряде аккумуляторной батареи вручную для устройств с номинальным напряжением 60В (кроме ВУТ 90/25) выпрямленное напряжение может быть повышено до 74 В, для устройств с номинальным напряжением 24В - до 36В, для ВУТ 152/50 - до 170-В, для ВУТ 28Е1/25- до 320В, при этом выпрямленный ток, установленный на номинальное значение, может снижаться до половины величины номинального тока.

Величина пульсации выпрямленного напряжения, измеренная на выходных клеммах ВУТ в любом режиме работы. (при работе на активную нагрузку), для ВУТ с номинальным напряжением 24В не превышает 10х10 в полосе частот от 300 Гц и выше и 0,1 В для частот до 300 Гц, а для ВУТ с номинальным напряжением 60В не превышает 2х 10 псофометрических, 0,015В для частот от 300 Гц и выше и 0,25В для частот до 300Гц, для ВУТ 152/50 не превышает 3 В, для ВУТ 280/25 не превышает 0,25 В для частот до 300Гц и 15 мВ для частот от 300 Гц и выше.

При номинальном напряжении питающей сети и максимальной выходной мощности коэффициенты полезного действия и коэффициенты мощности не менее величин, указанных в табл. 2.

Таблица 2 Таблица коэффициентов ВУТ.

Тип устройства	Коэффициент полезного действия	Коэффициент мощности
ВУТ 31/60	0,79	0,65
ВУТ 90/25	0,84	0,68
ВУТ 31/125	0,8	0,66
ВУТ 67/60	0,85	0,69
ВУТ 31/250	0,8	0,67
ВУТ 67/125	0,85	0,7
ВУТ 31/500	0,8	0,67
ВУТ 67/250	0,87	0,7
ВУТ 70/600	0,87	0,7
ВУТ 152/50	0,87	0,65
ВУТ 280/25	0,87	0,65

При сбросах и набросах тока нагрузки, равных 10% от установленного значения тока ВУТ, выпрямленное напряжение должно оставаться в пределах ±6%, а для ВУТ 70/600 в пределах 4±6%, установленной величины выпрямленного напряжения.

Система автоматики ВУТ обеспечивает:

- включение в работу при появлении напряжения питающей сети, если ВУТ выключилось в результате пропадания этого напряжения;

- ограничение выходного тока в режиме стабилизации напряжения до (105+10) % номинального значения при перегрузке ВУТ током ограничения и выше;

- изменение установки выпрямленного напряжения с (2,3-2,35) В на элемент аккумуляторной батареи до 2,2 В на элемент;

- включение резервного ВУТ (в случае необходимости) для заряда аккумуляторной батареи;

- включение резервного ВУТ взамен любого рабочего, если ВУТ выключилось, в результате неисправности.

Система защиты ВУТ обеспечивает автоматическое выключение ВУТ в случаях:

- перегорания сигнальных предохранителей;

- повышения выпрямленного напряжения до (115±5) % номинального значения, а для ВУТ 90/25 до-(115±5) % от 76В; для ' ВУТ 152/50 и ВУТ 280/25 до (115±5) % максимального значения;

- короткого замыкания на выходе ВУТ иди повышения выпрямленного тока до 300 % и выше номинального значения без замедления;

- в режиме стабилизации напряжения повышения выпрямленного тока до (220±10) % номинального значения с замедлением более 10Омс;

- в режиме стабилизации тока повышения выпрямленного тока (120 ±5) % номинального значения без замедления;

- пропадания выпрямленного напряжения;

- при неравномерном распределении тока между двумя блоками тиристоров от 40 до 60 А только для ВУТ 70/600.

ВУТ рассчитаны на параллельную работу на общую нагрузку в количестве четырех устройств.

В режиме стабилизации тока допускается работа пяти устройств.

При этом выполняются следующие требования:

- стабилизация выпрямленного напряжения сохраняется с точностью ±1 %, при параллельной работе свыше двух ВУТ точность стабилизации может ухудшаться до ±2 %;

- ток нагрузки между параллельно работающими ВУТ в пределах изменения нагрузки от 100 до (30—35) % номинального значения тока одного ВУТ распределяется равномерно с точностью 20 % номинального значения тока одного ВУТ; при номинальном токе нагрузки, ток нагрузки между параллельно работающими ВУТ устанавливается с точностью 10% номинального значения;

- при повышении выпрямленного напряжения осуществляется селективное отключение только неисправного ВУТ;

- ВУТ с номинальным напряжением 60В, ВУТ 152/50 и ВУТ 280/25, включаются и выключаются на параллельную работу автоматически в зависимости от величины станционной нагрузки;

- ВУТ с номинальным напряжением 24В включаются на параллельную работу вручную.

Допускается параллельная работа в режиме стабилизации напряжения более четырех устройств без равномерного распределения нагрузок между ними при ухудшении КПД комплекта выпрямительных устройств.

В ВУТ предусмотрена местная и дистанционная сигнализация. В зависимости от выполняемых функций ВУТ можно разделить на три основные части:

- собственно выпрямитель или силовую часть ВУТ;

- систему управления тиристорами;

- систему автоматики, защиты, сигнализации и параллельной работы.

Рис.2.1. Устройство выпрямительное типа ВУТ.

Устройство выпрямительное ВУТ 70600 (и дальнейшем именуемое ВУТ) выполнено по принципиальной электрической схеме, основное отличие данного ВУТ от выпрямительных устройств с условной мощностью 2, 4, 9 и 16кВт - большая выходная мощность - 42 кВт (условная - 40 кВт). Поэтому для уменьшения искажении питающей сети, вносимых ВУТ с такой выходной мощностью, его силовая часть выполнена по 12-фазной схеме (у выпрямительных устройств меньшей мощности - схема выпрямления - 6-фазная). Кроме того, введена схема выравнивания токов нагрузки между двумя параллельно включенными 6-и фазными схемами выпрямления с точностью 10-15А предусмотрено защитное отключение ВУТ при неравномерном – 40-60 А - распределение тока между этими схемами. По спектральному составу пульсации ВУТ соответствует требованиям аппаратуры МТ 20, 25. В разделах настоящего технического описания излагаются только те особенности схемы ВУТ, которые свойственны данному ВУТ, а также приводится описание конструкции ВУТ, поскольку она имеет существенные отличия.

Силовая часть

 

В ВУТ для преобразования переменного тока в постоянный применена 12-фазная схема выпрямления с параллельным включением двух полностью управляемых (симметричных) трехфазных мостовых схем (6-фазных) на тиристорах через уравнительный дроссель. Регулирование и стабилизация выпрямленных напряжении и тока осуществляется изменением момента включения тиристоров, т. е. изменением его угла регулирования а. Для получения заданных выходных параметров угол регулирования а изменяется в определенных пределах: от а _min до а _max. Отпирание тиристоров двух 6-фазных схем выпрямления осуществляется от управляющих сигналов, создаваемых системой управления.

Силовая часть ВУТ (собственно выпрямитель) состоит из трансформаторов тока Т A1......Т A10, двух силовых трансформаторов Т V1 и Т VЗ, двух тиристорных.мостов VТ1...... VТ6 и V Т14...... VТ19, собранных по схеме Ларионова (трехфазная мостовая схема выпрямления), уравнительного дроселя L1 и L2 и фильтровых конденсаторов С4......С9 и С40 по С51. Каждая 6-фазная схема выпрямления состоит их силового трансформатора Т V1 (Т V3) и тиристорного моста V'Т1...... VТ 6 (VТ14...... VТ1 9). Вторичные обмотки силовых трансформаторов VТ1 и VТЗ соединенных в треугольник и подключенных к основному трехфазному выпрямительному мосту на тиристорах. Первичные обмотки силовых трансформаторов рассчитаны на напряжения 380 В. Первичные обмотки силового трансформатора V Т1 соединены в треугольник, а первичные обмотки силового трансформатора VT3 - в звезду. Благодаря такому включению первичных обмоток осуществляется сдвиг их вторичных обмоток на 30 электрических градусов.

Две 6-фазные схемы через уравнительный дроссель соединены; параллельно. Сложение выпрямленных напряжений со сдвигом фаз питающих напряжений на 30 электрических градусов даст в результате выпрямленное напряжение с частотой пульсации 600 Гц (12-фазиая схема выпрямления). Уравнительный дроссель обеспечивает независимую работу двух схем Ларионова.

В цепь каждой фазы ВУТ между главными контактами магнитного пускателя КМ2 и первичными обмотками силовых трансформаторов включены первичные обмотки трансформаторов тока ТА1......ТА6, вторичные обмотки которых через выпрямительные мосты подключены к цепям автоматики защиты и параллельной работы.

Трансформаторы тока ТА7 и ТА9 включены в разрыв линии вторичной обмотки трансформаторов Т V1 и Т VЗ и являются датчиками тока устройства для выравнивания токов. Трансформаторы тока ТА8 н ТА10 включены в разрыв линии вторичной обмотки трансформаторов TV1 и TV3 и являются датчиками тока защиты от неравномерного распределения тока нагрузки между двумя 6-фазными схемами выпрямления.

Выпрямленное напряжение с шести катодов двух мостов плюсовым полюсом подается на выходную клемму, а минусовым полюсом с анодов трех тиристоров двух мостов через уравнительный дроссель - на двухзвенный фильтр, осуществляющий сглаживание пульсации до заданной нормы. Каждое звено фильтра состоит из дросселя фильтра к конденсаторов, которые защищены силовыми предохранителями F1……F4. Параллельно силовым предохранителям установлены сигнальные предохранители соответственно F5...... F8. Ток и напряжение на выходе ВУТ измеряются амперметром и вольтметром класса точности 1,5. Для автоматического включения и выключения со стороны переменного тока в ВУТ установлен магнитный пускатель КМ2. Для отключения ВУТ со стороны переменного тока при проведении профилактических и ремонтных работ, а также в случае аварии в ВУТ установлен ремонтный разъединитель. На выходе ВУТ в минусовом полюсе установлен силовой предохранитель F20, выполняющий помимо своего основного назначения, роль однополюсового рубильника, при помощи которого ВУТ может быть отключен от минусового полюса нагрузки, для этой же цели служит перемычка между клеммами Х2: 10 и Х2: 11.

Для уменьшения уровня радиопомех на входе ВУТ установлены конденсаторы С1......СЗ, а на выходе - С38, С39, С60.....С67.

 

Система управления.

 

Конструктивно элементы системы управления размешены в двух одинаковых специальных блоках управления (АЗ и А4) и в блоке выравнивания токов и зашиты БВТ и 3).

Блок управления.

Блок управления АЗ управляет тиристорами VТ1......VТ6, блок управления А4 - тиристорами VТ14..... VТ19. Управляющие импульсы, вырабатываемые блоком управления АЗ, сдвинуты относительно импульсов вырабатываемых блоком правления А4, на 30 электрических градусов.

Первичные обмотки трансформаторов Т1......ТЗ блока управления АЗ соединяются в соответствии с соединением первичных обмоток силового трансформатора Т V1 в треугольник (устанавливаются перемычки между клеммами 1 - 2, 5 - 6 и 9 - 10), блока управления А4 в соответствии с соединением первичных обмоток трансформатора Т VЗ - в звезду (устанавливаются перемычки между клеммами 3 - 4, 7 - 8 и 11 - 12).

Усилитель постоянного тока и устройство выравнивания токов.

Усилитель постоянного тока и устройство выравнивания токов установлены в блоке выравнивания токов и защиты.

Усилитель постоянного тока служит для сравнения выходного напряжения или тока (сигнала обратной связи) с величиной опорного напряжения и для усиления сигнала рассогласования. Усилитель постоянного тока является общим для двух блоков управления АЗ и А4.

Усилитель постоянного тока состоит из источника опорного напряжения; входного каскада и двух операционных усилителей выполненных на микросхемах Д1 и Д 2 и двух выходных каскадов.

В качестве источника опорного напряжения входного сигнала используются дна кремниевых стабилитрона V13 и V14. Резистор R39 предназначен для ограничения тока стабилитронов. Диоды V17 и V18 предназначены для температурной компенсации. Входной каскад состоит из транзистора V9, резисторов (R19,R20,R22,R23,R32,R34 и R37), конденсаторов C12, и C15. Операционные усилители на микросхемах Д1 и Д2 дополнены резисторами обратной связи R24 и R25, конденсаторами С9 и С10 с соответствующими резисторами R20 и R21 с корректирующими цепочками из конденсаторов С5 и С6, резисторами R13...... R14.

Выходной каскад (в скобках указано обозначение второго выходного каскада) состоит из транзистора V10 (V 11), резисторов R28 (R29), R35 (R36), R40 (R41) и диодов V6 (V5). Нагрузкой выходного каскада является резистор V48, установленный на блоке управления АЗ (А4). Питание входного и оконечного каскадов осуществляется от стабилизированного источника питания блоков управления (источники запараллелены).

Устройство для выравнивания токов между параллельно включенными 6-фазными схемами выпрямления состоит из выпрямительного моста VI (V2), резисторов R47, R1 (R2), нагрузочного резистора R49 (R50), Г-образного RС -фильтра, состоящего из резистора R5 (R6) и конденсатора С1 (С2), нагрузочного резистора R9 (R10) - в скобках указаны обозначения для второй 6-фазной схемы.

Датчиками контролируемого тока являются трансформатор тока ТА7 для одной 6-фазной схемы и ТА9 - для другой. Напряжение, снимаемое со вторичных обмоток трансформаторов тока поступает соответственно на выпрямительные мосты V1 и V2.

Принцип работы устройства для выравнивания токов между параллельно включенными 6-фазными схемами выпрямления заключается в сравнении токов нагрузки двух схем и сложении их разности с сигналом, поступающим с усилителя постоянного тока. Суммарный сигнал воздействует на фазосдвигающие устройства двух блоков управления. В фазосдвигающих устройствах управляющие импульсы сдвигаются на угол регулирования, необходимый для стабилизации напряжения и тока с заданной в ТЗ точностью и для равномерной загрузки двух параллельно включенных 6-фазных схем выпрямления.

Усилитель постоянного тока совместно с устройством для выравнивания токов работает следующим образом. Напряжения, снимаемые с конденсаторов С1 (для моста VI) и С2 (для моста V2), алгебраически складываются (вычитаются), и суммарное напряжение подается к нагрузочным резистора R 9 и R10. Напряжение, снимаемое с нагрузочного резистора R9 (R10) одним полюсом через резистор R13 (R14) поступает на инвертирующих вход 4 микросхемы Д1 (Д2), а другим полюсом на не инвертирующий вход 5 микросхемы Д1 (Д2). Одновременно на вход 5-микросхем Д1 и Д2 поступает напряжение с выхода входного каскада УПТ.

При равномерном распределении токов нагрузки между двумя 6-фазными схемами выпрямления напряжения, снимаемые с резисторов R9 и R10, равны следовательно, равны нулю и напряжения, поступающие на входы 4 и 5 микросхем Д1 и Д2. Режим работы микросхем Д1 и Д2 определяется только режимом работы входного каскада УПТ. В этом случае, если на вход УПТ поступает увеличенное напряжение (сигнал обратной связи), то резко увеличивается ток через стабилитроны V13 и V14, возрастает напряжение смешения на резисторе R37. Транзистор V9 еще больше открывается. На входы 5 микросхем Д1 и Д2 поступает уменьшенное напряжение в результате чего напряжение сигнала на выходной клемме 10 микросхем Д1 и Д2 также уменьшается, транзисторы V10 и V 11 выходных каскадов закрываются, и напряжение на их нагрузочных резисторах R48 уменьшается. При уменьшении входного напряжения напряжение на нагрузочных резисторах R48 увеличивается.

При неравномерном распределении токов нагрузки между двумя 6-фазными схемами (например, напряжение на выпрямительном мосте V 1 -большое напряжения на выпрямительном мосте V2) напряжение на конденсаторах этих схем также соответственно различное (напряжение на конденсаторе С1 больше напряжения на конденсаторе С2). В результате алгебраического сложения этих напряжении через нагрузочные резисторы R9 и R10 начинает протекать корректирующий ток. При этом на инвертирующий вход микросхемы Д1 поступает напряжение положительной полярности через резистор R13, а на тот же вход микросхемы Д2 – через резистор R14 – отрицательной полярности. В результате напряжение на входе 5 по отношению ко входу 4 у микросхемы Д1 меньше, а у микросхемы Д2 больше. Следовательно, напряжение сигнала на выходе микросхемы Д2 увеличится, а на выходе микросхемы Д1 уменьшается, транзистор V10 выходного каскада закроется, а транзистор V11 еще больше откроется, напряжение на нагрузочном резисторе R48 блока управления АЗ уменьшится, а на R48 блока управления А4 - увеличится.

Настройка равномерного распределения токов (выравнивание) между 6-фазными схемами осуществляется переменным резистором R47.

 

Конструкция.

Конструктивно ВУТ, как и выпрямительные устройства с условной мощностью 2, 4, 9 и 16 кВт, выполнен в виде шкафа прислонного типа сборной конструкции с габаритными размерам: 2000Х 1100Х 742 мм. Масса ВУТ - не более 1100 Кг. в левой части шкафа внизу расположены в два ряда друг под другом силовые трансформаторы Т V1 и Т VЗ. в правой части таким же образом расположены блоки тиристоров. На передней балке установлены трансформаторы тока ТА7......ТА10.

В правой части в третьем ряду установлены два дросселя фильтра и уравнительный дроссель, над ними - блоки с фильтровыми конденсаторами (4 блока), еще выше - два блока управления, блок выравнивания тока и защиты, силовой предохранитель F20. За предохранителем установлен шунт амперметра. Над силовыми трансформаторами расположен блок реле. В верхней части шкафа установлены пускатель переменного тока, трансформаторы тока ТА1......ТА6, конденсаторы для уменьшения уровня радиопомех, дроссели блоков управления. Над ними размешаются ремонтный разъединитель Q, клеммники постоянного и переменного тока, разъемы для параллельной работы и входящие в комплект запасных частей кронштейны и планки для укрепления шип переменного тока.

Спереди шкаф закрывается внизу двумя съемными заглушками, а вверху - двумя дверьми со специальными замками. Над левой дверью шкафа установлена откидная панель сигнализации с сигнальными лампочками, тумблером, рукояткой ремонтного разъединителя Q. Над правой - откидная панель с измерительными приборами. Сзади ВУТ закрывается шестью съемными заглушками.

Рис.2.2. Допускаемые действующие значения переменных составляющих напряжения питания 60 В.

Предыдущая1234567891011Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: