Блоки «Орион»

Для организации бесперебойного питания микропроцессорных блоков релейной защиты и автоматики ЗАО «Радиус-Автоматика» выпускает блоки серии «Орион» (рис. 1), например «Орион-БПК-2» и «Орион-БПМ-2».

Рис. 1. Блок «Орион-БП-2»: внешний вид (а) и таблички (б)

Вид блока «Орион-БПК-2» со снятой крышкой приведен на рис. 2.

Рис. 2 Блок «Орион-БПК-2» со снятой крышкой

Подключение всех внешних соединений производится к блокам зажимов серии Б326 с 10-ю (поз. 1 на рис. 2) и 5-ю (поз. 2 на рис. 2) винтовыми зажимами, рассчитанных на длительное протекание тока 25 А. Назначение остальных элементов и узлов блока питания будет рассмотрено ниже.

Блок питания «Орион-БПК-2» содержит четыре гальванически развязанных выпрямителя переменного напряжения (рис. 3),

Рис. 3 Выпрямители переменного напряжения

работающих на:

- накопительный конденсатор емкостью 330 мкФ (поз. 4 на рис. 4);

- два конденсатора суммарной емкостью 660 мкФ (рис. 5).

Рис. 4 Радиатор стабилизатора напряжения

1 – плата крепления конденсатора, 2 – шпилька,

3 – радиатор, 4 – конденсатор 330 мкф, 400 В

Рис. 5 Конденсаторы в цепях выхода

постоянного тока

1- изолирующая прокладка из гетинакса, 2 – узел крепления платы с конденсаторами, 3 конденсатор 330 мкф, 400 В, 5 – шпилька крепления конденсаторов, 6 – узел крепления крышки блока, 7 – основание для конденсаторов

Не смотря на то, что в документации производителя показаны два ограничителя – стабилизатора напряжения (рис. 6), следует отметить, что в цепи накопительного конденсатора установлена только цепочка со сглаживающим RC-фильтром. Поэтому на рис. 6 сделано соответствующее исправление.

Максиселектор, организованный на четырех выпрямительных мостиках (см. рис. 3), выбирает наибольшее напряжение.

Блок «Орион–БПМ-2» не предназначен для питания цепей управления привода выключателя, поэтому в нём отсутствует канал заряда накопительного конденсатора.

Рис. 6 Структурная схема блока «Орион-БПК-2»



Питание нагрузок осуществляется либо от вторичного тока трансформаторов тока, преобразуемого трансформаторами «ток-напряжение» (рис. 7), либо от напряжения, поступающего на любой из двух входов напряжения (рис. 8).

Рис. 7 Трансформаторы «ток-напряжение»

1 – соединение вывода обмотки с проводником,

2 – колодка соединительная, 3 – винтовой зажим для подключения проводника к трансформатору тока

Рис. 8 Трансформаторы «напряжение-напряжение»

1 – монтажные провода,2,3 – трансформаторы,

4 – колодка зажимов,5 - предохранитель

Таким образом, в данном блоке реализовано АВР без переключения источников напряжения.

        Потребляемая каналами тока мощность практически линейно возрастает с увеличением тока (рис. 9) и не зависит от наличия или отсутствия напряжения на трансформаторах «напряжение-напряжение».

Рис. 9 Зависимость потребляемой каналом тока

мощности от значения тока

Для ограничения роста выходного напряжения[1] на выходе постоянного тока установлен стабилизатор-ограничитель напряжения (см рис. 4), не позволяющий выходному напряжению увеличиваться сверх 250 В (рис. 10).

а)

б)

Рис. 10 Зависимость выходного напряжения от входного напряжения (а) и тока (б)

На этом выходе установлены два конденсатора по 330 мкФ (рис. 11), суммарной емкости которых в подавляющем большинстве случаев хватает для питания цифрового блока релейной защиты, его входов и выходов[2] в течении установленного в РД 34.35-310-97 промежутка времени при отсутствии питания на входах тока и напряжения блоков «Орион-БПК-2» или «Орион – БПМ-2».

Рис. 11 Конденсаторы на выходе постоянного тока

1 – изоляционная прокладка из гетинакса, 2 – крепление нижней платы 7 к основанию блока, 3 – конденсатор 330 мкФ, 400 В, 4 – верхняя плата,

5 - шпилька крепления, 6 – элемент крепления крышки блока

Рис. 12 Тумблер 1 и предохранители 2

        При определении характеристики Uвых = f(t), показывающей изменение выходного напряжения после исчезновения питания на входах напряжения (см. рис.8) токовые входы были отключены, а на выход постоянного тока была подключена нагрузка мощностью 20 Вт.

Отключение напряжения питания производится тумблером 1, предохранители 2 обеспечивают защиту выходных цепей постоянного тока блоков типа «Орион» от короткого замыкания (рис. 12).

При испытаниях блока установлено, что время снижения напряжения от 220 В до нуля составило 4 с (рис. 13, а), а от 220 В до 180 В – 350 мс (рис. 13, б).

а)

б)

Рис. 13 Характеристики изменения выходного напряжения

        Характеристика изменения напряжения на накопительном конденсаторе при питании блока только от токовых каналов при отключенных тумблером 1 каналов напряжения зависит от значения тока. После подачи тока 6А, напряжение возрастает до 220 В через 3,5 с рис. 14,а).

а)

б)

Рис. 14 График изменения напряжения в зависимости от значения тока

При токе 20А время установления выходного напряжения уменьшается до 1,7 с (рис. 14,б).

Сопротивление входов тока на частоте 50 гц составляет от 1,0 до 1,2 Ом и, при токах, не превышающих 20А, не зависит от наличия питания в каналах напряжения.

Для индикации наличия выходного напряжения на выходах на корпусе блока установлены светодиоды, подключаемые к специальным соединителям, установленным на плате (рис. 15)

Рис. 15 Соединители 1,2 для подключения проводников от светодиодов

Рис. 16 Крышка блока

1 – соединитель, 2 – проводники, 3,4 - светодиоды

Светодиоды установлены на крышке блока (рис. 16) и сигнализируют о наличии напряжения на соответствующем выходе блока.

        Блок питания типа «Орион» устанавливают на каждое защищаемое присоединение. Выходы ХК12/9 и ХК2/10 блока соединены с полюсами «+» (провод 101) и «—» (провод 102) цепей оперативного питания, к которым в свою очередь подключены вход питания и дискретные входы цифровых блоков релейной защиты (рис. 17)

Вторичные обмотки трансформаторов тока, от которых блок получает энергию при провалах или снижениях напряжения, присоединяют к зажимам ХК1/1 – ХК1/4 соединителя ХК1 (см. на рис. 17 стрелки «к токовым цепям»). Выбор источника напряжения производится с помощью ключа SAC3.

К блоку питания можно подключать цепи питания одного блока релейной защиты (потребляемая мощность 12 - 15 Вт), одного блока дуговой защиты «Орион-ДЗ» (потребляемая мощность 3 – 5Вт) и оптронные входы блоков (потребляемая мощность от 1 до 3 Вт).

Рис. 17 Фрагмент схемы с комбинированным блоком питания «Орион-БПМ-2»

Библиография работ по комбинированным источникам питания приведена здесь: http://bmrz-zakharov.narod.ru/bibliograf.bloki.htm

[1] При существенных колебаниях входного напряжения или при значи-тельных токах КЗ.

[2] Входные и выходные цепи цифровых устройств релейной защиты должны быть запитаны от выходного напряжения комбинированного блока питания.

а)	б)

Рис. 10 Зависимость выходного напряжения от входного напряжения (а) и тока (б)

а)	б)

Рис. 13 Характеристики изменения выходного напряжения

а)	б)

Рис. 14 График изменения напряжения в зависимости от значения тока

Рис. 5 Конденсаторы в цепях выхода

© ЗАХАРОВ О.Г. 2010-2016::: 2017