Файл: Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 1

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

ѴХ-одан трансформатор

 

H-<5ßa

трансформатора.

 

 

 

 

 

Рис. 5-46

Д л я

отстающей

фазы

 

 

 

 

cos ф л =

 

0,481«

+ 0,431

 

Т/0,239л 2 +

0,189+ 0,401л

 

 

 

 

для

опережающей

фазы

 

 

 

cos ф с =

cos

2я

 

0 , 3 8 « + 0,435

 

—

— arctg

 

 

 

 

3

 

— ( 0 , 1 6 4 л + 0,343) J

для

свободной

фазы

 

 

 

 

 

 

,2л

±

— 0,388л— 0,415 \

 

cos œ R = cos

—

— arctg

.

 

^ в

 

\

3

— 0,297л — 0,088 /

1620а

(5-315)

(5-316)

(5-317)

 

 

1

I и I I

Зависимости коэффициентов мощности от л | — j для режимов

(см. рис. 5-45) построены

по полученным

выше формулам.

 

Режим напряжения

при применении

трехфазно-двухфазной Р Р Б

иссле­

дован для той же расчетной схемы, которая была использована для трехфаз­ ной и однофазной Р Р Б . Практически отсутствует разница между фазными на­

пряжениями в режиме I I и между режимами

I и I I . При этом в обоих

режимах

трехфазно-двухфазная Р Р Б обеспечивает

стабилизацию

напряжения

на ши­

нах

подстанций

так же эффективно, как и однофазная

и трехфазная

Р Р Б

в идеальном режиме, что иллюстрируется рис. 5-46.

 

 

 

 

 

Установленная мощность конденсаторов

Р Р Б для обоих режимов

работы

одна и та же.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность конденсаторов 1-го

блока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qx-

У

3(7 Л I p A

2 m a x .

 

 

(5-318)

 

 

Из

формул

(5-282) и (5-283)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рА2

max-

 

 

(5-319)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

значения % из

формул

(5-280) и х ( 1 )

и у ( 1 ) из

 

формул

(5-276), (5-277), получаем

 

 

 

 

 

 

 

Q 1

=

Yx\

(0,95)+л:І (0,05)— 2хх

(0,95) х2

(0,05) cos (60°— срп + фл)

UА.

 

 

Аналогично

 

 

 

 

 

 

 

(5-320)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

=

Y х\ (0,05) +х% (0,95) - 2Хі (0,05) хг (0,95) cos (60°—q>n + q>„) UA.

 

(5-321 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

185

 

Д л я

выбранной

выше

подстанции

получаем:

Qx =

4400

квар;

Q2 =

= 8910 квар.

На этой

подстанции

 

/ Л т а х

=

300 а,

/ П т а х

=60 0

а, т. е. уста­

новленная

мощность

конденсаторов

Р Р Б

составляет 53,7%

максимальной

мощности,

потребляемой тяговыми нагрузками от подстанции.

 

 

 

 

Мощность трансформаторов

Р Р Б для

обоих режимов также одинакова.

Мощность

опережающего

трансформатора

 

(см. рис. 5-41) для схемы

двух от­

крытых

треугольников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 0 пт =

- y j

UA sin і|>, 1 / 1 ІБРА2

m a

x .

 

 

 

(5-322)

и у 1

Подставляя

значения

% из формулы

 

(5-280) и координаты

І р Д

2

m a x х{1~>

1

) из формул

(5-276), (5-277) в формулу (5-322), получаем

после

преобра­

зований

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2UA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^опт = — — sin (45°— О.бфі) X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

]/''

х\

(0,95 )4- 4

(0,05) — 2Хі

(0,95) х 2

(0,05) cos ( 6 0 ° — ф п

+ фл) >

 

(5-323)

где

 

 

 

 

 

 

хх

(0,95) sin ф л + х2

(0,05) sin (60°— ф„)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

Фі = arctg

(0,95) cos фл — x2

 

 

— — L .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xj

(0,05) cos (60°— фп )

 

 

 

 

Мощность базисного

трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5бт =

V'A ( c

o s

^2 / " 3

 

+ sin i|)2) X

 

 

 

 

 

 

X

] / ( / Р ^ т а х ) 2 + ( / р Л 2 т а х ) 2

+

2 ^ Л 2 max 1?А2 шах COS №

+

ф,) ,

(5-324)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'брА2

 

тах =

^

Г

 

(0.95) + X ? ( 0 , 0 5 ) - 2 ^ (0,95) х2 (0,05) cos ( 6 0 ° - ф п + ф п ) -

 

 

 

 

У

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; р л 2

max = Члз

У х і

(0,05) + 4

(0,95) - 2 х , (0,05) * 2

(0,95)cos ( 6 0 ° - ф п + ф л ) •

 

 

 

 

У з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МОЩНОСТЬ свободного

 

трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

Sex =yf"A

s i n

У 3 /рЛ2 max-

(5-325)

Подставляя

значения г|;2 и координаты /р.д2 max х < 2 )

и

У(г) и з

формул

(5-281),

(5-278),

(5-279) в формулу (5-325),

получаем

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

S C T = у = - ( 7 Л 5 І П ( 4 5 ° — 0 , 5 ф 2 ) Х

 

 

 

х У

*?(0,05)+ 4 (0,95)— 2л:! (0,05) х 2 (0,95) cos (60° — ф п + фл)'

(5-326)

где

 

 

 

 

 

 

 

ф, =

arctg • *i(0,05) sin ф л + х 2

(0,95) sin (60° — ф п )

 

 

 

хх (0,05) cos фл— х2

(0,95) cos (60°—

ф п )

 

Д л я выбранной выше подстанции мощности трансформаторов Р Р Б 5 0 П т =

= 890 ква; Se =

12850 ква; 5 С Т = 5 2 1 0 ква.

исполнении

состав­

Суммарная

мощность трансформаторов

Р Р Б в таком

ляет 18 950 ква,

что превышает мощность конденсаторов

на 42,2%.

 

186

Перейдем к формированию напряжений блоков и минимизации мощности трансформаторов РРБ . Для получения необходимого век­ тора напряжения реактивной батареи (блока РРБ) может быть ис­ пользовано бесчисленное множество сочетаний геометрических сумм из шести имеющихся на трехфазной тяговой подстанции перемен­

ного тока напряжений: ±pUA',±a2qUА

И +агІ)А,

без технико-эко­

номических ограничений задача формирования Ùp

не имеет строго­

го решения.

 

 

Произвольное формирование необходимого Up связано с увеличе­ нием мощности трансформаторов РРБ, а следовательно, с капиталь­ ными затратами на них и их эффективностью. Таким образом, задача формирования Üp связана в первую очередь с минимизацией мощ­ ности трансформаторов РРБ . Как показано выше, задача симметри­ рования и компенсации реактивной мощности тяговых нагрузок при помощи однофазной или трехфазно-двухфазной РРБ может быть ре­ шена, если обеспечить наряду с линейным преобразованием подобия возможность линейного преобразования вращения напряжения от­ стающей фазы в пределах менее ± 6 0 ° . Линейное преобразование по­ добия может быть выполнено либо за счет регулирования напряже­ ния только на базисном трансформаторе, либо получено в виде суммы

PÛA= 9{ÙB+Ùc)=pUA-q(a*

+ a)UA.

Линейное преобразование вращения без опережающего и (или) свободного фазосмещающих трансформаторов выполнить невоз­ можно.

Суммарная мощность трансформаторов РРБ пропорциональна периметру многоугольника, формирующего Uѵ . Задача минимиза­ ции мощности трансформаторов РРБ, таким образом, сводится к ми­ нимизации этого периметра.

 

Из рис. 5-47 видно,

что ІІр

можно сформировать, как сумму век­

торов

pUА

и —a2 qUA

или

(р + Ар) UA

+ I—a2 UA (q — Ар)]

+

+ аАрѴА,

где 0 <

Ар < A p m a x . При Ар =

Д р г а а х вектор —a2UA

(q—

— Ар) стягивается в точку

 

 

 

и вектор Üv

формируется

 

 

 

двумя

векторами: (р +

 

 

 

+

д Р т а х ) ^ л

 

+аАртлхиА.

 

 

 

В

первом

случае,

когда

 

 

 

Ар — 0, периметр

много­

 

 

 

угольника,

формирующего

 

 

 

с/р ,

равен

(р + q)UА.

В

 

 

 

любом

другом

случае

при

 

 

 

0 <

Ар ^

А р т а х периметр

 

 

 

равен

(р +

q+Ap) UA, т. е.

 

 

 

он

увеличивается

на

Ар.

 

Рис. 5-47

 

187

Следовательно, на основании изложенного можно сделать выво­ ды о том, что минимальная мощность трансформаторов РРБ (блока

РРБ)

соответствует случаю, когда ІІр формируется с помощью

двух

векторов, сдвинутых между собой на ; максимальная мощ­

ность — случаю, когда Uv формируется двумя векторами, сдвину­ тыми между собой на у , а остальные случаи являются промежуточ­ ными по отношению к двум первым.

24. Рациональные схемы РР Б

На рис. 5-48 представлены возможные схемы соединения одно­ фазных РРБ и их векторные диаграммы. На рис. 5-48, а изображена схема однофазной РРБ, собранная по схеме двух открытых треуголь­ ников. При ф л = фп = 37° и Іл — Іп мощность ее трансформаторов по отношению к мощности батареи составляет (из расчета симметри­ рования всего поля ТОП)

Sm = Q r \ s i n 3 3 ° 3 0 , - f s i n 2 6 ° 3 0 , + c o s 3 3 ° 3 0 ' + s i n 3 3 o 3 0 ' t g 3 0 ° ) ,

, р

Ч С Ч cos 30°

cos 30°

6 >

 

 

 

 

(5-327)

где Qc

=

UmIpM.

 

 

Отсюда мощность трансформаторов РРБ

 

 

 

 

5 т р = 2,306 Qc.

(5-328)

Поле формируемых напряжений РРБ приведено для этой схемы на рис. 5-48, б.

Если пересоединить в этой схеме выводы фазосмещающих транс­ форматоров так, как это изображено на рис. 5-48, а штриховой ли­ нией, то мы получим схему однофазной РРБ , собранной по схеме двух зигзагов. Для этой схемы мощность трансформаторов РРБ при тех же условиях

S

= Q C f s i n 3 3 °3 о °' + s i n 2 6 ° 3 0 '

+ cos 33°30' - sin 33°30' tg 30°Y (5-329)

p

\ cos 30°

cos 30°

 

/

 

Отсюда мощность трансформаторов РРБ

 

 

 

5 т р

= 1,668 Qc.

(5-330)

Поле формируемых РРБ напряжений для схемы двух зигзагов изображено на рис. 5-48, в.

Если принять за 100% мощность трансформаторов РРБ для схе­ мы двух открытых треугольников, то для схемы двух зигзагов, т. е. тогда, когда 0Ѵ формируются напряжениями, сдвинутыми друг от-

188

Рис. 5-48

носительно друга на - j я, мощность трансформаторов составляет

уже 72,4%.

На рис. 5-48, г, д приведены схема и поле напряжений Р Р Б , собранной по схеме трехлучевого зигзага. Для этой схемы, как было показано выше в разделе однофазных РРБ, мощность трансформато­ ров РРБ при условии их однотипности составляет

S T P = 1,725 Qc.

(5-331)

Если базисный трансформатор разбить на две неравные части [34], из которых в качестве одной — нерегулируемой — использо­ вать часть обмотки отстающей фазы тягового трансформатора, пре­ дусмотрев для этого соответствующий промежуточный вывод с этой обмотки, а в качестве второй (половина от нерегулируемой части) — регулируемой — и двух фазосмещающих трансформаторов (также регулируемых) применить однотипные однофазные трансформаторы и при этом обеспечить возможность перемены полярности этих ре­ гулируемых трансформаторов, то мощность трансформаторов РР Б

189

Смотрите также файлы