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: 125
Скачиваний: 1
Будем рассматривать коэффициент мощности тяговой нагрузки в качестве постоянной величины, равной оценке его математическо го ожидания.
Перейдем теперь к аппроксимации распределения ТОП тяговой нагрузки. При наличии больших выборок токов плеч питания и их коэффициентов мощности и отсутствии ЭВМ вычисление вручную ТОП для всей выборки, а затем подбор по полученной выборке зна
чений |
ТОП параметров |
аппроксимирующего |
распределения SB |
|||||||
Джонсона |
сопряжены |
с большим |
количеством |
вычислений и по |
||||||
этому неудобны. В этих |
случаях |
более |
предпочтительным |
оказы |
||||||
вается |
использование метода получения характеристик |
системы |
||||||||
по данным |
о параметрах |
компонентов. |
|
|
|
|
||||
Как видно из формулы (5-231), ТОП тяговой подстанции |
зависит |
|||||||||
от четырех |
случайных |
величин / л , |
/ п , ф л |
и ф а . |
наличием функцио |
|||||
Формально можно было бы воспользоваться |
||||||||||
нальной связи (5-231) между случайной величиной I А2 |
И случайны |
|||||||||
ми величинами / л , / п , ф л |
и Ф П |
И на основании метода преобразования |
||||||||
случайных |
величин |
найти |
плотность |
распределения |
случайной |
функции ІА2- Однако этот метод сопряжен с большими математи ческими трудностями, громоздок и по этим причинам неприемлем. Значительно проще найти аппроксимирующее распределение и его параметры для ТОП методом получения моментов системы. Пред полагая, как и для токов плеч питания и их коэффициентов мощно сти, что распределение ТОП хорошо описывается распределением SB Джонсона, в качестве первого шага находим по выборкам токов плеч питания и их коэффициентам мощности несколько сочетаний токов плеч и их коэффициентов мощности, которые могут сформировать экстремальные значения токов обратной последовательности, и по
ним в соответствии с формулой |
(5-231) находим е и e + |
À для рас |
пределения ТОП, т. е. |
|
|
е = |
ІА2 min; |
(5-253) |
е + А = / л 2 т а х . |
(5-254) |
Находим по правилам получения моментов системы математи
ческое ожидание IА2, вводя |
обозначения Іл = хх\ |
|
||
/ п |
= *а ; совфл = л:з; |
созфп = х4 : |
|
|
M (ІА2) = т^ѴМ2 |
(Xl) + M2 |
(x2)-M |
(Xl) M (xa) [M (x3) M |
(xt)+ |
"'+V< 1-МЦх3)Ѵі-М*(Х;)+ |
КЗ Y 1-M2 (x4 ) M(x3)- |
"' |
||
|
' " ' |
(xt) Y1 |
—M1 (x8 ) . |
(5-255) |
175
Если принять коэффициенты мощности тяговой нагрузки плеч питания равными их математическим ожиданиям, то дисперсия рас пределения Т О П
|
|
[М2 (*,) a2 ( Х і ) + |
ЛГ2 |
(лсх) а 2 |
(х,)] (44-к2 ) |
- |
|||
0 2 |
( / л 2 ) = |
|
3 6 М 2 |
( / „ 2 ) |
|
|
(5-256) |
||
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к = M (х3) |
M (xt) + ] / [ |
1 - |
M 2 |
(дс8 )1 [l—M2 |
(xt)] |
+ |
|||
+ > |
3 M ( х 3 ) |
> 1—УИ2 (Х4 ) — / 3 |
M |
(хл) |
Yl—M*(xa). |
||||
Далее по формулам (5-249) |
и (5-250) |
определяют параметры т), а |
и уі2 распределения нормированной нормальной случайной величи
ны г в соответствии с преобразованием |
(5-232), где х-—случайная |
|||
величина IА2. |
ПЛОТНОСТЬ распределения |
S ß Джонсона модуля Т О П |
||
определяется |
формулой (5-234), где т ] / , и у[2 |
— параметры |
распре |
|
деления S в Джонсона для Т О П , а параметры |
M (х) и о2(х) |
— мате |
||
матическое ожидание и дисперсия случайной величины IAI, |
опреде |
|||
ляемые соответственно по формулам (5-255) и (5-256). |
|
Выбор коэффициентов трансформации трансформаторов трех фазно-двухфазной РРБ связан не только с модулем Т О П тяговой нагрузки, как случайной величины, но и с ее аргументом. Следо вательно, он должен основываться на совместной функции распреде ления декартовых координат вектора Т О П .
Декартовы координаты Т О П РРБ:
^ - [ / л С О в ф л — / п COS (60 — |
Ф П ) ] ; |
(5-257) |
|
|
|
|
[7л 8ІПфл |
+ / п 8 І п ( б О — ф п ) ] . |
|
|
(5-258) |
||||||
Математическое |
ожидание и |
дисперсия |
случайных |
величин х |
|||||||||
и у: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ w i M |
{ X l ) м |
{ Х з ) ~ Т М |
{ Х г ) |
^ { Х |
і ) |
+ |
||||||
|
|
|
+ |
У |
3 Vl-M*(xt)]\ |
|
; |
|
|
|
(5-259) |
||
|
|
а |
Ч |
х ) |
= ^ Ш а Ц х і ) |
+ |
|
|
|
|
|||
+ |
36 —35А12 |
(л4 ) |
+м(Хі) |
|
Y |
i - м ц х , ) |
о 2 |
(xt); |
(5-260) |
||||
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
M |
(Xl) |
M (x3) + |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Уз |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ \ M |
(x2) |
|
[УЗ |
M (xt) |
- |
Y1 - |
M2 |
(xt) |
} j |
; |
(5-261) |
176
+ |
1 + 2Л12 |
(х3)—2 |
У3~M ( x 4 ) l / l — Л42 (х4 ) 2 |
|
|
|
|
12 |
а 2 |
( х 2 ) . (5-262) |
|
|
|
|
|
В соответствии с формулами (5-245) и (5-246) без учета членов со вто
рыми частными производными |
получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
[М (х) — ех] [Хх |
±гх —М(х)) . |
|
|
|
|
|
|
(5-263) |
|||||||
|
|
|
|
|
К о (х) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
і)хК[К |
+ 2ех-2М(х)]о* |
|
(X) |
|
1 п |
Я |
ж |
|
М(х)~ех |
(х) ' |
|
(5-264) |
||||
2 [ М ( x ) - |
8 x ] |
2 [Г Л^ |
+ e x |
— M ( x ) ] 2 |
+ е |
х — M |
|
||||||||||
|
о г л /.Л |
_ 19. |
I |
|
U / ..\Т) |
Ж' |
|
' |
|
|
|
|
|||||
где M (х), |
о (х) — математическое ожидание и |
среднеквадратичное |
|||||||||||||||
|
|
уклонение декартовой координаты |
х ТОП Р Р Б , |
||||||||||||||
8Ж , Хх |
|
определяемые по формулам (5-259) и (5-260); |
|||||||||||||||
+ еж |
— минимальное и максимальное значения |
абсциссы |
|||||||||||||||
|
|
ТОП |
РРБ в режиме I , определяемые по формуле |
||||||||||||||
|
|
(5-257) из статистических |
данных. |
|
|
|
|||||||||||
Аналогично |
параметры |
|
и уу |
распределения |
ординаты ТОП |
||||||||||||
РРБ в режиме I : |
|
[М(у)-еу] |
|
lhj |
+ |
ey-M(y)} |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5-265) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
К о (у) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
щуку |
\%у-2ву-2М(у)]а* |
|
(у) |
|
— Г|„1П |
|
М(у)—гу |
|
|
(5-266) |
||||||
У у |
2[М(у)-еу]Цку |
+ еу-М(у)У |
|
|
|
|
гѵ-М(у) |
|
|||||||||
|
, у |
ку + |
|
|
|
|
|||||||||||
Плотности |
распределения токов |
плеч |
питания: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Лхі Язсі |
|
|
|
|
X |
|
|
|
||
|
|
|
|
yr2n |
(Хі—гх1) |
|
(lxi—£xi—xt) |
|
|
|
|||||||
|
x e x p i - - |
|
|
|
|
xl |
— е жі |
|
|
|
|
|
(5-267) |
||||
|
|
|
|
|
kxl— exi—xx J |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ЦХ2 Язс2 |
|
|
|
|
X |
|
|
|
||
|
|
|
|
V2n |
(x2 |
— ex2) |
(%x |
-x2) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
X exp |
|
4x2 + |
Пх2 ІП • |
Ж2 |
|
|
2 . |
|
|
(5-268) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я;с2 |
— |
X |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
||
Так как x1 и x2 независимы друг от друга, плотность |
совместного* |
||||||||||||||||
распределения |
токов плеч |
питания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Цхі Яжі Цхг Яж2 |
|
|
|
|
|
|
X |
|||
|
|
2п(х1 |
— ех1) |
(х2—гх2) |
(кх1+ |
ех1—х{) |
(кх2 |
+ ех2 |
— х2) |
||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
X ехр { - |
j Ѵ*і + Л«і1п |
xl |
КЖ1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Яхі — ËJC1 |
|
|
Х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ѵ*2 + Л*2ІП'кх2 |
Х 2 |
ЪХ2 |
|
2 |
| |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
+—Еж2 |
*2 |
—. J |
|
|
|
(5-269) |
177
При отсутствии экономических ограничений коэффициенты транс формации трансформаторов РРБ и ее мощности следовало бы вы брать так, чтобы РРБ была способна симметрировать тяговую на грузку во всем диапазоне ИППС. Однако при этом резко увеличи вается стоимость РРБ . Анализ статистических данных показывает, что наибольшие значения координат вектора ТОП в значительной своей части сосредоточены за пределами 5-го и 95-го процентилей распределения токов плеч питания.
Вводим условие, заключающееся в том, чтобы РРБ обеспечивала симметрирование тяговой нагрузки в пределах от 5-го до 95-го про центилей распределений токов плеч питания.
Учитывая, что распределение исследуемых случайных величин аппроксимируется распределением SB Джонсона и что при этом слу чайные величины преобразованием (5-232) функционально связаны с нормированной нормально распределенной величиной z, находим значения токов плеч питания, соответствующих указанным выше процентилям.
С учетом преобразования (5-232) значения тока / л , соответствую щие 5-му и 95-му процентилям нормированной нормально распреде ленной величины z, равны:
(5-270)
(5-271)
Значения тока Іп, соответствующие 5-му и 95-му процентилям его распределения:
|
( _ |
1,645 + у ж 1 |
^ |
|
Х і (0,05) = |
I |
ч*і |
! |
(5-272) |
|
|
|
(5-273)
178
Функция |
совместного |
распределения |
токов |
плеч питания- |
||||||||
|
F |
[X (0,05) < |
X < X (0,95), |
гу < у < |
г/(0,95)] - |
|
||||||
|
= Р [X (0,05) < |
X < X (0,95), |
еу |
< |
у < |
г/ (0,95)] = |
|
|||||
|
|
Л:, (0,95) хг |
(0,95) |
,- |
1 |
|
|
|
|
|
||
Чхі |
1^x2 кх2 |
' |
I |
е Х Р |
|
Yxi + |
4 x i l n ^Ж1"Ь Ехі —Xi |
|||||
|
2я |
Xi (0,05) |
ЛГ2 |
|
|
(xi |
— Exi) (x2 —ехг) (^хі + Exi— |
|||||
|
|
(0,05) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
7x2 + 4x2 ІП |
Xj |
6x2 _ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
^ХІ 4"EX2 |
-*-2 |
|
dxxdx2. |
(5-274> |
||
|
|
|
|
*l) (Ä-X2 4"EX2 |
X2) |
|
|
|
|
|||
Заменяя переменные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x i — Exl |
|
|
||
|
|
2x1 = |
Y x l + M x l ІП- ^-xl + £xi —x |
i |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
хг |
ex2 |
|
|
|
|
|
2x2^7x2+4x 2 ІП- ^<X2 4"eX2 |
x2 |
|
|
|||||||
получаем вместо (5-274) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р [ - |
1 , 6 4 5 < г ж < 1,645; |
— 1,645< z y < 1,645] = 0,810. |
(5-275) |
Координаты ТОП РРБ связаны друг с другом функциональной зависимостью. В то же время поле ТОП РРБ в соответствии с изло женным выше должно лежать в пределах от ТОП РРБ, формируе мого ^(0,95), х2 (0,05), до ТОП РРБ , формируемого хх (0,05)„ х2 (0,95). Соответствующие этим токам компоненты ТОП РРБ:
JC«1»- |
=- \хх (0,95) cos ф л — х |
2 (0,05) cos (60 —<рп)]; |
(5-276) |
|||
|
Уз- |
|
|
|
(0,05) sin (60 — фп )]; |
|
|
Уз |
\хх |
(0,95) sin Ф л |
+ х2 |
(5-277) |
|
Х (2) = |
• |
[ X i |
(0 j 05) cos Ф л |
— х 2 |
(0,95) cos ( 6 0 - ф п ) ] ; |
(5-278> |
|
У з |
|
|
|
|
|
(2). |
1 |
[хх (0,05) sin ф л + х2 (0,95) sin (60 — Ф п ) ] . |
(5-27»), |
|||
|
||||||
У |
Уз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Углы грі и ур2 (см. рис. 5-41):
, |
я |
1 |
arctg- M) |
(5-280> |
|
|
|
,0>l |
|
|
|
|
(2)1 |
(5-281) |
|
4 |
2 |
6 U(2) |
|
Т 2 |
|
179»