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: 129

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В соответствии с уравнениями (5-173)—(5-174):

Y

І А 2 - І т І А 2

**JA2_

 

21А2

/ 2 / Л 2 ( / Л 2 - І т / Л 2 )

(5-J 75)

2UA

УЗ г р ( / Л 2 - І т / Л 1 )

21А2

V 2 I A 2 ( I A 2 - l m i A 2

)

(5-176)

Y 2UA

У 3 z P { I A 2 - l m i M )

Таким образом, при работе РРБ в режиме минимума потерь энер­ гии, когда концы вектора (Ур находятся в пределах параллело­ грамма S3 (см. рис. 5-28), коэффициент трансформации базисного трансформатора а = а м , a коэффициенты трансформации у и ß должны быть регулируемыми в соответствии с формулами (5-175) и (5-176).

Переходим теперь к оценке основных показателей качества

энергии

при

наличии однофазной Р Р Б . Эта

оценка

 

облегчается

тем, что

показатели

ка ­

чества

энергии зависят только

от

режима,

в

котором работает

однофазная

Р Р Б ,

и не зависят

от ее схемы

соединений.

 

 

 

 

 

 

 

Ток обратной

последовательности

в режиме

I

 

 

 

 

 

 

 

 

1А2

2

I

= 0

>

 

 

 

 

 

 

 

а в режиме I I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Л 2 2 П = 0 , 5 ( / Л

2

+

І т / Л

1 ) .

 

 

(5-177)

Коэффициент несимметрии токов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а , , =

 

 

1

 

 

 

.

 

 

(5-178)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1А2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Ha рис. 5-29 приведены зависимости

/]Д22ІІ =

1\^п<

7f j> Г Д Е

 

 

 

 

/ Л 2 Д І І =

'A2XU

= 0 . 5 -

0,3 ( 1 + n )

 

(5-179)

 

 

>А2

Уп2—п+1

 

Из рис. 5-29 видно, что даже в режиме одноплечей нагрузки

однофазная

Р Р Б в режиме I I обеспечивает снижение несимметрии токов

в 5 раз и более.

156


Потери энергии в питающей сети, отнесенные к потерям энергии при от­ сутствии Р Р Б , в режиме I

ААі=—-

ДЛ i

=

і , 2 ( л + 1 ) У я а — п + 1

(5-180)

ДЛ

2 я 2 +

я + 2

 

 

 

в режиме I I

 

 

 

 

 

 

1 , 3 2 п 2 + 1 , 1 4 4 п + 1 , 3 1 5

0,6 (п +

1) (я 2

— 1,004я + 1,005)

 

АЛп =

 

 

 

У « 2

+ « + 1

(5-181)

 

2п2 + п-г-2

 

 

 

 

 

 

 

На основании формул (5-180) и (5-1S1) на рис. 5-29 построены зависимости

АЛ* и АЛ*Т о т я и - ^ , из которых видно, что оба режима по потерям энергии

в питающей сети практически равноценны.

Коэффициент мощности на стороне первичной обмотки тягового транс­ форматора в режиме I

COS ф ==-

 

Re / Al

(5-182)

 

 

J (Re/A^

+ (ïm/Mf

+ 2lm/AlIA2

+ IA2

Вводя в формулу (5-182) отношение токов плеч питания, получаем

COS ф =

0,8 ( я + 1 )

(5-183)

 

] / 2 я 2 +

я + 2 — 1,2 ( я + 1 ) У я 2 — я + 1

 

В режиме I I минимизация потерь энергии приводит к неполному симмет­ рированию тяговой нагрузки. Учитывая это обстоятельство, в качестве оцен­ ки степени потребления реактивной мощности тяговой подстанцией исполь­ зуем углы сдвига фаз между токами и фазными напряжениями на первичной стороне тягового трансформатора.

Рис. 5-29

15Г


Д л я отстающей

фазы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 , 8 / Л 1

+

 

л

 

 

 

п

 

 

 

 

п

0 , 3 / Л 1

X

 

cos Ф л

=

 

[ /

 

cos ф л — /

 

cos ( 6 0 ° - ф

 

) ] -

 

X

 

У 0 , 8 2 / Л 1 - 0 , 6 / ж

 

/ А 2 + 0 , 5 / * Л 2 + —

( 0 , 8 I M — j - - J

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ /

л cos фл

/ п

cos (60° — фп) ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 А 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X [ / л

cos Ф л - / П cos ( 6 0 ° - ф п ) ] + — : ( 0 , 6 / у , , - 0 , 5 / Л 2 )

[ / л sin ф л + / п sin

( 6 0 ° - ф п ) ]

 

 

 

 

 

 

} о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-184)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вводя в формулу

(5-194) отношение токов плеч питания,

получаем

 

 

 

1,2/г + 0,34-

 

0,24п а — О.ОЗбп—0,276

 

 

cos ф л :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У « 2

/ г + 1

 

 

2 , 3 2 / г 2 + 1 , 6 4 я +

0,82 — (0,9я +

0 , 7 9 6 ) у Ѵ — я + 1 —

 

 

 

 

 

 

 

 

0,48 (п +

1)2 (0,8/г—0,921)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-185)

Д л я свободной фазы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (240 — ф в

) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,39/г' 2 — 0,71п+0,19

 

 

 

- ( 0 , 6 п + 0 , 2 6 ) +

 

Уп2-п+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-186)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 / 0 , 8 2 1 ^ + 0 Л 4 4 П + О , 8 2 3 -

0 - 4

 

3 " 3 - 1 ' 5

б

 

" 2 + 0 ' 0 9

" - 0

^

Отсюда

~" с о 5 ф в = с о з [240 —arccosx

-(0,6« + 0,26) + -0,39п 2 — 0,71« + 0,19

 

 

~\/п2—п + 1

(5-187)

 

 

 

 

 

,

„ 0 , 4 3 я 3

— 1,56п2

+

0,09п — 0,02

821п

2

—0,144/г + 0,823 — - —

] / п 2

П+1

 

 

 

158


Учитывая, что система результирующих токов уравновешена, получаем

 

 

 

 

 

 

 

A cos ( ф А

+

30°)

cos ( ф д

— 30°)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg<Pc =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-188>

 

 

 

 

 

 

 

A cos ( Ф л

 

+ c o s ( 6 0 ° + ф в )

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

6 0 ° )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,32rt

 

 

1,28гг3 + 0,22гс2

— 0,4n+0,35

 

 

 

 

 

 

 

2 - fl,64rt+0,82 —

 

 

Уп2

п + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

А=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-188>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,43/t3 — 1,56к2 + 0,09я —0,02

 

 

 

 

0,821га2

 

— 0,144« + 0,823-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уп1

— п + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимости косинусов углов сдвига между фазными напряжениями и то­

ками

на вводах тягового трансформатора для обоих

режимов

работы Р Р Б от

л и

— приведены

на рис. 5-30.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние Р Р Б на режим напряжений исследовано на той же расчетной схе­

ме,

что и для трехфазных батарей. Разница

между

фазными

 

напряжениями

оказалась в режиме I I ничтожной, а разница между напряжениями в режимах

I

и I I также

значительно меньшей, чем между режимами

симметрирования

и

идеальным

для трехфазной Р Р Б . Это легко

объясняется

тем, что в

обоих

режимах

однофазная Р Р Б генерирует

 

наряду

с ТОП равные

им по модулю-

ТПП,

за

счет

чего

 

в обоих

режимах

однофазная РРБ обеспечивает

стабили­

зацию

напряжения

 

по фазам

практически также эффективно,

как трехфазная

Р Р Б

в идеальном

режиме. Сказанное

 

выше

 

иллюстрируется

 

рис. 5-31, где

приведены совмещенные общим полем для обоих режимов зависимости

напря­

жений от нагрузок трансформаторов мощностью 20; 31,5; 40,5 Мва

(сущест­

вующие трансформаторы) при « =

0,2 -f- 1,0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установленная

мощность конденсаторов

 

Р Р Б может

определяться

в ре­

жиме

I одним из следующих

соотношений тяговых

нагрузок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— ^лм>

І-п—0;

 

 

 

 

 

 

(5-189)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-190)

 

 

 

 

 

 

 

 

/л —0;

 

/ т т = / п м -

 

 

 

 

 

 

(5-191)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторные диаграммы напряжений и токов однофазной

Р Р Б в режиме I

для этих трех соотношений тяговых

нагрузок

 

приведены на рис. 5-32.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos<f\

 

- 7

режима

 

 

 

 

 

 

 

 

:

: —

-

 

 

режим I

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЙ

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ци

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

5-30

 

0,8

0,6

0,4

0,2

 

 

0,2

0,4

 

0,6

0,8

П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

159=