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: 127
Скачиваний: 1
Максимальному значению ТОП РРБ соответствует
am t y = — aresin |
c o s 4 9 ° 2 |
8 ' ~ c |
o s ^ ^ |
L |
. |
g _ 6 o y . |
( |
5 . 2 I 3 ) |
|||||
|
2 |
|
"1/2 [1—cos (60° — 3 5 ° + 4 9 ° 2 8 ' ) ] |
|
|
|
|||||||
На рис. 5-38 изображено максимальное значение ÙpM, |
сформи |
||||||||||||
рованное геометрической суммой напряжений трехлучевого зигзага |
|||||||||||||
трансформаторов РРБ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Принимая 1/рм = |
UА, получаем следующие два уравнения: |
||||||||||||
|
|
aUA |
+ ~yUA |
+ ~ |
|
pu А = UA cos |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5-214) |
|
|
|
2 |
' |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из этих |
уравнений |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
7 = 0,953 — а; |
|
|
|
(5-215) |
|||||
|
|
|
|
1,04 |
|
|
а . |
|
|
|
(5-216) |
||
Исходя |
из необходимости |
получения однотипных |
трансформаторов |
||||||||||
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|||||
РРБ находим, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
«м = Рм = Ѵм = 0,52. |
|
|
(5-217) |
|||||||
Общая установленная мощность трансформаторов РРБ |
|
|
|||||||||||
|
ST P |
2 = 3-0,52 ^ |
(sin 49° 28' + |
|
sin 35° - f |
|
|
||||||
+ 1 / 2 [ 1 - |
cos (60° - |
35° + 49° 28')] 1 UA |
= 1,98с/л • / п л м - |
(5-218) |
|||||||||
Установленная |
мощность трансформаторов |
РРБ в этом режиме на |
|||||||||||
|
|
|
1,98—1,725 |
|
100 = 15% |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1,725 |
|
|
|
|
|
|
|
|
больше установленной мощности трансформаторов РРБ в режиме I .
I V
Рис. 5-38 |
Рис. 5-39 |
165
Введем для режима I I те же обозначения симметрирующих полей РРБ . Поля ИППС и РППС остаются неизменными и в этом режиме. Поля ИФПС и РФПС существенно отличаются от соответст вующих полей в режиме I . Все поля для этого режима работы по строены на рис. 5-39. Так же как и в режиме I , если исходить из усло вия ир ^ с/рМ (см. рис. 5-38), то участок симметрирования абвб'а в данном режиме не может быть использован, хотя это обстоятельст во в режиме I I не влияет на степень симметрирования, так как РФПС за вычетом участка абвб'а полностью охватывает РППС. Исключение составляет ничтожный участок РППС, где / п - » - / п м , а / л -»- 0. Этот незначительный участок на рис. 5-39 заштрихован. Разница между РФПС и РППС на рис. 5-39 затенена.
23. Трехфазно-двухфазные Р Р Б
Схема трехфазно-двухфазной РРБ была разработана в 1968 г. [76], и на нее автором совместно с канд. техн. наук А. В. Ефимовым было получено авторское свидетельство [64].
Трехфазно-двухфазная РРБ, собранная по схеме двух открытых треугольников, разработана в двух вариантах: на трех трансформа торах (рис. 5-40, а) и на двух трансформаторах без базисного (рис. 5-40, б). В первом случае конденсаторы могут включаться на напряжение, определяемое геометрической суммой выбранных про
ектировщиком напряжений |
вторичных |
обмоток трансформатора, |
|
во втором — только на напряжение тяговой сети. |
|||
Как видно из рис. 5-40, емкость РРБ |
разбита на два блока — Сх |
||
и С2 |
, параллельно которым |
включены |
управляемые реакторы L x |
и L 2 |
с поперечным подмагничиванием. В отличие от однофазной РРБ |
в трехфазно-двухфазной РРБ конденсаторы |
Сх и С2 включены на |
|
неизменное по модулю и аргументу напряжение, а токи |
/ р 1 и / р 2 |
|
обоих блоков регулируются только за счет |
изменения |
индуктив- |
ностей реакторов с поперечным подмагничиванием.
Рис. 5-40
166
Если опережающий и свободный трансформаторы выбрать с та кими коэффициентами трансформации, при которых геометрическая сумма напряжений
Ùpl |
а()A -f oßt/л и с/р2 -v. aÙA + |
а 2 у(/ л |
в режиме минимальных индуктивностей L x и L 2 |
реакторов с попе |
речным подмагничиванием будет обеспечивать формирование ТОП РРБ, являющихся образующими потребного поля симметрирования
тяговой нагрузки, то, регулируя индуктивности |
ЬГ и L 2 |
реакторов |
||
РРБ в пределах от L m t n |
до L m |
a x , можно обеспечивать формирование |
||
любого ТОП РРБ в пределах |
параллелограмма, |
построенного на |
||
выбранных образующих |
(рис. 5-41). Поле формируемых |
РРБ ТОП |
||
на рис. 5-41 затенено. |
|
|
|
|
Токи блоков: |
|
|
|
|
/ р і ^ р х ^ С , - - ^ - ) ; |
|
(5-219) |
||
/ р 2 |
= / £ / р 2 ( с о С 2 - - . |
|
(5-220) |
Как и для однофазной РРБ , примем коэффициенты трансформа ции трансформаторов РРБ по фазам А, В и С равными соответствен но а, у и ß.
Токи РРБ в первичных обмотках тягового трансформатора:
/ P * = - J ? r - ( 2 a - ß ) + - ^ ( 2 a - Y ) ; |
||
|
V з |
/ з |
|
Іп |
/р2 |
ірв- |
У з |
(2ß - а) + — ^ - (а + у); |
|
V з |
/ Р с = — £ - ( « + ß) + - ^ r ( 2 Y - a ) . |
|
У з |
V з |
(5-221)
(5-222)
(5-223)
ТПП и ТОП РРБ фазы Л на первичной стороне тягового транс форматора:
/ P ^ = - ~ ( a |
+ as ß) + J ^ ( a + aY ); |
(5-224) |
|
V з |
УТ |
|
|
/ Р Л 2 = - % г |
(а + aß) + -!Ц=г (а + a2 |
ï)- |
(5-225) |
У з |
/ з |
|
|
ТПП и ТОП блоков РРБ на стороне первичной обмотки тягового трансформатора:
/ p i i = - ^ ( a + aa ß); |
(5-226) |
У з |
|
167:
,бі |
hi , |
, |
о ч |
(5-227) |
|
V з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( а |
+ |
а 2 ''Y ) ; |
(5-228) |
|
( а - г - а у ) . |
(5-229) |
Для схемы, изображенной на рис. 5-40, б, в формулах (5-221) — (5-229) а = 1.
Анализ формул (5-221) — (5-229) показывает, что результирую щий ТПП формируется по мнимой оси как арифметическая сумма ТПП обоих блоков РРБ , а ТОП — как геометрическая сумма ТОП блоков РРБ . Конденсаторы блоков РРБ включены в этой схеме на неизменное напряжение. Фазосмещающие трансформаторы выпол няются простыми нерегулируемыми.
Так как исходные расчетные формулы для схем РРБ с базисным и без базисного трансформатора одинаковы, далее исследования вы полняются для схемы с базисным трансформатором (см. рис. 5-40, а), предполагая для схемы без базисного трансформатора а = 1.
Идеальное и реальное потребные поля симметрирования (ИППС и РППС) остаются независимо от режима работы РРБ теми же, что и для однофазной РРБ . Как и для однофазной РРБ , показатели ка чества энергии исследуются в двух режимах ее работы: полного сим метрирования I и минимума потерь энергии П.
Рис. 5-41
168
Рассмотрим задачу выбора коэффициентов трансформации транс форматоров РРБ .
Р е ж и м I . При работе РР Б в режиме I должно выполняться условие
|
/л s 2 = 0. |
|
(5-230) |
|
В этом случае ТОП РРБ на первичной стороне подстанции |
|
|||
IVA2t = |
у = - Ylh + Ih-21 |
nt Int cos ( 6 0 ° - Ф п |
< + Ф л і ) |
. (5-231 ) |
В отличие |
от однофазной |
РРБ, где значения |
коэффициентов |
трансформации управляемы, составляют задачу следящего регули рования и являются функцией текущего сочетания нагрузок плеч питания, коэффициенты трансформации трехфазно-двухфазной РРБ неизменны, но их выбор зависит от случайных величин: то ков плеч питания и коэффициентов мощности этих токов. Следо
вательно, выбор этих коэффициентов |
также |
является вероятност |
|
ной задачей. Как видно из формулы |
(5-231), ТОП РРБ |
является |
|
функцией четырех случайных величин Іли Іы, |
ф л / , ф ш . |
|
|
С учетом практического отсутствия |
или очень слабых |
корреля |
ционных связей между токами плеч питания одной и той же подстан ции можно считать эти случайные величины взаимно независимыми [18]. Гистограммы токов плеч питания тяговых подстанций (см. рис. 1-2) характеризуются, как правило, резкой несимметрией, они одномодальны и ограничены конечными пределами / П Л п ] 1 п и / п л т а г
С учетом специфики тяговой нагрузки д-р техн. наук Г. Г. Марквардт предложил использовать усеченный нормальный закон [65].
Позднее, |
в 1965 г. д-р техн. наук К. Г. Марквардт указал |
[66] на |
возможность, а в 1969 г. предложил применить кривые |
Пирсона |
|
I I I типа |
(гамма-распределение) для аппроксимации распределения |
тяговой нагрузки. Одновременно появилось предложение [9] ап проксимировать распределение тяговой нагрузки кривыми Пирсона I типа. Появились и другие предложения, в частности о возможности
использования |
ряда |
Эджворда и закона Релея [88] применительно |
|||||
к распределению тяговой нагрузки и ТОП. |
|
||||||
Наряду с отмеченными |
выше законами тяговую нагрузку фор |
||||||
мально можно |
аппроксимировать |
логарифмически |
нормальным, |
||||
экспоненциальным, |
бета-распределителями. |
|
|||||
Пирсоном [98] в фазовой плоскости (ßi — ß2 ) построены области |
|||||||
применимости |
различных |
|
аппроксимирующих |
распределений |
|||
(рис. 5-42). |
|
|
|
|
|
|
|
Здесь ß i = |
-^3 - и |
ß 2 = |
Hl |
; р,2 ; |
L I 3 И р,4 —дисперсия, асиммет- |
||
|
fx| |
|
|
|
|
рия и эксцесс.
Из рис. 5-42 видно, что наибольшую область занимает бета-рас пределение, имеющее два параметра формы. Нормальное и экспо ненциальное распределения в качестве области применения имеют точки (0,3) и (9,4) соответственно. Гамма-распределение хорошо ап-
169