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
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=