Файл: Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 152
Скачиваний: 3
Аналогичным образом были найдены оригиналы остальных контурных токов для периодов проводимости и коммутации і* (Ѳ)ц, t* (о)ік, іѳ (6)іік, і* (Ѳ)шк выпрямленного напряжения ив (Ѳ), напряжения на УК в периодах проводимости и коммутации utK (Ѳ), "вкк (Ѳ), а также напряжения на конденсаторе УК в обоих перио дах искі (Ѳ) И «СК2 (Ö). В силу громоздкости эти выражения здесь не приведены.
В периоде проводимости ток на участке между источником пита ния и УК
в ветви |
УК |
і\аь (Ѳ) •= і* (Ѳ), + і* (Ѳ)„; |
(3-13) |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
іТйб(Ѳ)-і*(Ѳ)„; |
(3-14) |
|
в |
ветви между |
УК и |
электровозом |
|
||
|
|
|
|
*ТЬс (Ѳ) |
(Ѳ)і. |
(3-15) |
В периоде коммутации ток на участке между |
источником пита |
|||||
ния и |
УК |
|
|
|
|
|
в |
ветви |
УК |
|
; * 2 „ ь ( Ѳ ) - І * ( Ѳ ) , К + ; * ( Ѳ ) П К ; |
(3-16) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
/2еб'к(Ѳ)-і'*(Ѳ) іІ К ; |
(3-17) |
|
в |
ветви между |
УК и |
электровозом |
|
||
|
|
|
|
і2Ь гК (Ѳ) = /*(Ѳ)І К ; |
(3-18) |
|
на |
стороне выпрямленного тока |
|
||||
|
|
|
|
іНѲ) - |
і* ( Ѳ ) Ш к . |
(3-19) |
15. Определение начальных значений токов, напряжений и углов коммутации и зажигания
В уравнения токов и напряжений по периодам входят в ка
честве неизвестных величин £*, |
« ^ ( Ѳ ^ , и*к 0 (Ѳ2 ), *оп (ѳ і), t'*n (Ѳі), |
|||||||||
/*оп(Ѳ2 ), /*оп(Ѳ2 ), |
ÏOK (Ѳг ), |
*о«(Ѳ2 ), |
ИМ, |
ИА%), |
І*от$і), Ііт(%), К |
|||||
Ѳ2 . |
Здесь |
и выше U*KO (öi)> и *ко (Ѳ2 )-—начальные |
значения |
напряже. |
||||||
ния |
на конденсаторе УК в режимах |
проводимости и коммутации |
||||||||
соответственно, |
/*п (Ѳх), г'оп (Ѳх )— начальные значения |
контурных |
||||||||
токов І'*(Ѳ)І и |
г ' * ( Ѳ ) П в |
режиме |
проводимости, |
а Ц'п(Ѳ2)иг'*п(Ѳ2) |
— |
|||||
в режиме коммутации; і£к |
(Ѳх), і*т (Ѳх), і*ов (Ѳх) и г*к |
(Ѳ2), г£т (Ѳ2), г*в (Ѳ2)— |
||||||||
начальные |
значения токов] в |
реакторе УК, анодной цепи за |
УК |
|||||||
и в цепи |
выпрямленного |
тока |
в |
периодах проводимости |
и |
ком |
мутации соответственно; Ѳх и Ѳ2 —значения углсв, соответствую щих началу и окончанию периода проводимости.
81
В |
соответствии с |
принципом непрерывности тока получаем |
ton = |
'от — 1 ов и 'on = |
і0к> поэтому количество неизвестных в вы |
веденных выше уравнениях сокращается с пятнадцати до девяти. Воспользовавшись, как и выше, методом припасовывания, по лучаем следующие уравнения для установившегося режима работы:
"с„і(—Ѳ2 ) = « £ к 2 ( + Ѳ2); |
|
|
|||
«г„аІ - (я+ Ѳ 1 )]= ---- иг„і( + Ѳ1); |
|
|
|||
і\ьь' ( — Ѳ2) ~ і\ьь' |
( -f Ѳ2); |
|
|
||
і Т ь е ( - Ѳ , ) - - Й Ь е ( |
+ Ѳ,); |
|
|
||
|
»*з(Ѳ2) = 0; |
|
|
( ^ U ) |
|
і 1 е б - [ - ( я + |
Ѳ 1 )] -- = - / Ьб'( + Ѳ1); |
|
|
||
» 1 ь Л - ( « + Ѳ1)] = - і Т Ь с ( + Ѳ1); |
|
|
|||
^ [ - ( я + ѳ о і - ^ І ь Л + ѳо. |
|
|
|||
Наряду с перечисленными неизвестными начальными условия |
|||||
ми в систему уравнений |
(3-20) входят четыре параметра — к, ц, s |
||||
и W. Если задаться одним из девяти неизвестных, например £д |
|||||
Ідиапазон изменения |
при заданных |
значениях |
к |
известен из |
|
уравнений границ режима IV (см. главу 11)1, и всеми четырьмя пара |
|||||
метрами, то система уравнений (3-20) |
становится |
определенной. |
|||
Так же как для естественного режима работы электровоза, |
|||||
массив корней полученной |
системы трансцендентных |
уравнений |
для последовательных значений Е%, к, W, г\ и s был определен мето дом скорейшего спуска на БЭСМ-4 для всего диапазона изменения £д в режиме IV. Последовательность расчета остается той же, что и выше. Вычисление элементов матрицы Якоби, транспонирован
ной матрицы |
Якоби |
и множителя и. здесь не приводится. |
|
||
Решение системы трансцендентных уравнений (3-20) |
методом |
||||
скорейшего спуска для последовательных значений Е\, к, |
W, ц и s |
||||
обеспечивает |
получение |
массива |
последовательных |
значений |
|
«ско (Ѳл ), «с *ко(Ѳ2 ), |
Ѳ1 ; Ѳ2 , |
t'on(Oi), |
t'Sn (Ѳ2 ), іок(&і), г'ок(Ѳ2), не |
обходимых для оценки основных показателей качества энергии преобразовательного электровоза при наличии УК. Переходим
коценке этих показателей.
16.Оценка основных показателей качества энергии электровоза при наличии УК
Относительное значение выпрямленного тока |
|
/* — — $/ГЬ е (Ѳ)гіѲ+ j H(Q)dB |
(3-21) |
82
Действующие |
значения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
выпрямленного |
тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
/в*эк - |
— Г іПс (Ѳ) dQ -Ь — |
Г іГ (Ѳ) dQ\ 2 |
; |
(3-22) |
|||||||||
|
|
1 |
|
ѳ, |
|
|
|
ѳ2 |
|
> |
|
|
|
|
первичного тока на участке между УК и электровозом |
|
|
||||||||||||
/ п |
э в С = M - f |
(Ѳ) dO + |
f |
(Ѳ) d9 |
2 ; |
(3-23) |
||||||||
|
|
1 |
|
Oi |
|
|
|
e„ |
|
; |
|
|
|
|
первичного тока на участке между УК и источником |
питания |
|
||||||||||||
|
|
|
|
I |
ѳ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ п э а в |
- ^ |
j |
[iîb c |
(Ѳ) + i \ b b . |
(Ѳ)]2 de + |
|
|
|
||||
|
|
+ |
^ |
f tö* |
|
(Ѳ) - f * 2 V (Ѳ)]2 dQ 2 |
; |
|
(3-24) |
|||||
|
|
|
|
ѳ2 |
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
тока в цепи УК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
С |
|
Ѳ2 |
|
|
|
я+ѳ, |
. |
î |
|
|
|
|
/ S , w ' = - ^ J i i M e ^ e + J L |
j ' iSgft. (Ѳ)гіѲІ 2 |
. (3-25) |
||||||||||||
Мощность, |
потребляемая |
электровозом: |
|
|
|
|
|
|||||||
из питающей сети |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ѳ2 |
|
|
|
|
|
|
л + Ѳ ! |
|
|
|
|
|
|
Pu ---- — Г |
|
sin Ѳ/ТаЬ |
(Ѳ)гіѲ+ — |
Г |
У~2 sin Ѳі5о Ь |
(Ѳ) d6; |
(3-26) |
|||||||
|
ѳ, |
|
|
|
|
|
|
ѳ2 |
|
|
|
|
|
|
на стороне |
выпрямленного |
|
тока |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
P Î K |
= — |
ѳf2 |
« B ( e ) ï î b c ( 6 ) d e . |
|
|
(3-27) |
||||
|
|
|
|
|
|
я , l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ѳ, |
|
|
|
|
|
|
|
Мощность, |
полезно |
реализуемая электровозом, |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
РІ----Е*ЛП. |
|
|
|
|
(3-28) |
||||
Относительное |
действующее |
значение |
п-й гармонической |
сос |
||||||||||
тавляющей тока на участке между УК и электровозом |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
lLn--=Y-YaJ~fb*l, |
|
|
|
|
(3-29) |
83
где
|
ѳ 2 |
л + Ѳ , |
|
|
|
an 9 |
= - | - J i î b c ( 9 ) c o s n e d 9 + |
-^- |
J |
i l * . (Ѳ) cos л ѲгіѲ; |
(3-30) |
|
Ѳі |
|
ѳ 2 |
|
|
|
Ѳ, |
я + Ѳ , |
|
|
|
6П Э |
= — f i*be(0)sinn9de + — |
Г |
ï'Sbc (Ѳ) sin пѲгіѲ. |
(3-31) |
|
|
ѳ, |
ѳ 2 |
|
|
Значение n-й гармонической составляющей тока на участке меж ду УК и электровозом, отнесенное к действующему значению тока электровоза,
дпь=-^-. (3-32)
Относительное действующее значение n-й гармонической сос тавляющей тока УК
|
|
Гикп = у=Ѵа*к |
|
+ Ь*пк, |
(3-33) |
где |
|
|
— |
л + Ѳ , |
|
|
|
|
|
||
аПк = —[і*ьь- |
(Ѳ) cos пѲсЮ + |
Г itbb, (Ѳ) cos лѲгіѲ; |
(3-34) |
||
я |
J |
я |
J |
|
|
ѳ, |
|
|
|
я + Ѳ ,
b„K-=— Г ( Ѳ ) sin яѲ^Ѳ + — Г гіій' (Ѳ) sin пѲсГѲ. (3-35)
я J |
я |
) |
Ѳ, |
|
Ѳ, |
Значение n-й гармонической составляющей тока |
УК, отнесенное |
к действующему значению тока электровоза, |
|
Яп^ф^. |
(3-36) |
/ пэвс |
|
Относительное действующее значение n-й гармонической составяющей тока на участке между источником питания и УК
|
/ п 2 « = у | - [ |
+ |
(3-37) |
|
где |
|
ѳ2 |
|
|
|
|
|
|
|
апг |
-•= — |
Г \і\Ьс (Ѳ) + |
i î w . (0)1 cos nQdQ + |
|
|
я |
J |
|
|
|
|
ѳ, |
|
|
|
я + Ѳ , |
|
|
|
+ |
я~ J |
[г'2ьс(Ѳ) + І2^-(Ѳ)ісо5тгѲи[Ѳ; |
(3-38) |
|
|
ѳ |
|
|
|
84
|
|
ѳ2 |
|
|
bnz = — |
f [i'bo (Ѳ) + іХьь- (9)1 sin /іѲгіѲ + |
|
||
|
я + Ѳ , |
|
|
|
+ — |
f |
[і5Ь с ( 9 ) 4 - ^ . ( 6 ) 1 sin |
гаѲйѲ. |
(3-39) |
я |
J |
|
|
|
|
ѳ2 |
|
|
|
Значение n-й гармонической составляющей тока на участке между УК и источником питания, отнесенное к току электровоза,
^ = 4 ^ - |
(3-40) |
' п э Ь с
Коэффициент мощности электровоза на участке: между электровозом и УК
Хэ = 4 Ц |
(3-41) |
между источником питания и УК
Хн = - ^ - - |
(3-42) |
Коэффициент мощности электрической тяги с учетом воздействия УК
ХТ = 7 ^ - |
(3-43) |
Фаза 1-й гармоники тока на участке; между электровозом и УК
С 0 5 ф 1 ^ у ^ т И |
( 3 " 4 4 ) |
между источником питания и УК
с о з Ф і к = |
І 2 ^ І |
. |
(3-45) |
У |
а-пк + Опк |
|
|
Особый интерес представляет оценка качества напряжения в узле присоединения УК к питающей сети.
Действующее значение напряжения в узле присоединения УК
^ к э = — |
f [ - "*к (Ѳ)]2 |
dQ + |
— |
f |
[ « * K K (Ѳ)]2 d0 2 . (3-46) |
я |
J |
|
я |
J |
I |
V |
Ѳ, |
|
|
Ѳг |
85