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

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

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. A +

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