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: 121
Скачиваний: 1
где Д Р Э 2 ~ суммарные потери мощности |
на электровозе, включая |
потери |
||||
|
мощности в главном трансформаторе и расход мощности на соб |
|||||
Роч |
ственные |
нужды, кет; |
|
|
|
|
— активная |
мощность на ободе |
колеса, |
развиваемая |
на 33-й по |
||
|
зиции в часовом режиме, кет; |
|
|
|
||
т)э |
— суммарный к. п. д. электровоза в часовом режиме на 33-й позиции. |
|||||
Потери в цепи выпрямленного тока, |
включая |
мощность |
собственных |
|||
нужд, |
|
|
|
|
|
|
|
А Р Э b S |
= Д Р э 2 — Д Р Г Э = 870 — 104,2 = 765,8 кет. |
|
|
||
Эта мощность представляет собой сумму потерь мощности в цепи |
выпрям |
ленного тока от постоянной и пульсирующей составляющих этого тока, потерь мощности в звене передачи и мощности, потребляемой на собственные нужды электровоза.
Введем понятие расчетного активного сопротивления цепи выпрямлен ного тока. Под ним будем подразумевать такое сопротивление, при прохож дении через которое выпрямленного тока в нем будет рассеиваться такая же мощность, как и в цепи выпрямленного тока при прохождении через нее пуль сирующего тока.
|
Д л я часового |
режима |
электровоза |
В Л 6 0 К на 33-й позиции такое расчет |
||||
ное |
сопротивление |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Д^эв2 |
|
765-103 |
|
|
|
|
|
RB = |
/ | , |
= |
30902 = 0,0802 ом, |
||
где / в ч — выпрямленный ток в часовом режиме, |
а. |
|||||||
|
Это расчетное |
сопротивление |
несколько завышено, так как оно вычис |
|||||
лено с учетом |
потерь мощности в звене передачи и мощности, потребляемой |
|||||||
на |
собственные |
нужды. |
МПС показали [24], что для гармоники 100 гц отно- |
|||||
|
Исследования |
Ц Н И И |
||||||
шение — = 0,2 -г 0,25. Однако при этом следует |
учитывать, что при / д ч = |
|||||||
= |
хв |
|
|
|
|
|
|
|
515 а действующее значение основной гармоники 100 гц равно всего 90 а. |
||||||||
Полные потери |
мощности |
в сглаживающем реакторе при часовой нагрузке |
||||||
|
|
|
АРрг=т*Ряч |
|
Яѵо |
+1,05тЧІ |
Rp&, |
|
где |
Rpo — омическое сопротивление обмотки реактора, ом; |
|||||||
|
1,05 — коэффициент, учитывающий наличие высших гармоник в кривой |
|||||||
|
выпрямленного тока; |
|
|
|
||||
|
Іх — действующее значение тока |
первой гармоники, а; |
||||||
|
•^ра — активное сопротивление реактора в схеме замещения для гармо |
|||||||
|
ники |
100 гц, а; |
|
|
|
|
||
|
m — число |
двигателей, присоединенных к реактору. |
||||||
|
По данным [24], R p o = |
0,016 ом; R v a = 0,33 ом. Потери мощности в реак |
||||||
торе при часовой |
нагрузке |
|
|
|
|
|
Д Р р 2 = 9-5152 -0,016-10-3 + l,05-9.902 .0,33.10-s =63,5 кет.
Расчетное активное сопротивление реактора выпрямленному току
ДР„
RBV=—t£-= 0,0266 ом. m212 дч
Оно более чем на порядок меньше активного сопротивления реактора по отно шению к основной гармонике 100 гц выпрямленного тока. В соответствии с [24] суммарное индуктивное сопротивление цепи выпрямленного тока, при -
2 Зак. 265 |
33 |
веденное к одному тяговому двигателю, для основной гармоники при часовой нагрузке равно 10,46 ом.
Результирующее индуктивное сопротивление цепи выпрямленного тока
электровоза на частоте 50 гц |
|
|
10,46 |
* в = |
=0,871 ом. |
|
2-6 |
Соотношение расчетного активного и индуктивного сопротивлений цепи выпрямленного тока на 33-й позиции при часовой нагрузке
— = 0,092 А 0,1.
Именно это соотношение и принято ниже в качестве расчетного для соот ношения сопротивлений в цепи выпрямленного тока.
Индуктивное сопротивление цепи выпрямленного тока на 33-й позиции, приведенное к 27,5 кв,
|
хв 2 7 5 = * в к | э |
= 0 , 8 7 Ы 2 , 1 4 2 = 129 ом, |
где ктд |
— коэффициент трансформации главного трансформатора электровоза |
|
|
на 33-й позиции. |
|
Приведенное к напряжению 27,5 кв и выраженное в относительных еди |
||
ницах |
значение выпрямленного |
тока |
где U0 |
— действующее значение напряжения |
источника питания, в; |
|
|||||
|
|
|
'к |
— |
|
|
|
|
В табл. 2-2 приведены |
значения |
/* и хп |
для электровоза В Л 6 0 К |
в часо |
||||
вом режиме на 33-й позиции для различных значений к. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2-2 |
|
к |
|
0,03 |
0,05 |
0,10 |
|
0,20 |
0,30 |
0,40 |
|
|
0,0326 |
0,0543 |
0,1086 |
0,2172 |
0,3258 |
0,4344 |
|
хп, |
ом |
3,87 |
6,45 |
12,90 |
|
25,80 |
38,70 |
51,60 |
Соотношение — трансформатора электровоза |
составляет — yg , для тяговой |
|
1 |
1 |
1 |
сети ~2 —-g , для тяговых трансформаторов |
на подстанциях оно менее JQ , |
11
ав питающих линиях -g- — - j - . Примем для расчетов, что среднее значение
Яв = 0,1
34
Вводя эти данные, получаем следующие выражения токов и на пряжений для режимов проводимости и коммутации:
/Г(Ѳ) = /Г(0)е-°-НѲ-ѳ1 ) |
|
V 2 j L _ [ ( C O s e — 0 , 1 sinѲ) |
- |
||||||||
1 |
' |
1 |
|
|
|
1,01 |
( 1 + к ) |
ëkjç—[і_е-о.і(Ѳ-ѳ,)].(2-35) |
|||
_(cosOj — 0,1 sin Ѳ0в—o.i (Ѳ-ѳ,)] |
0,1 (1 + к) |
||||||||||
|
і\ |
(Ѳ) = |
il (0) е - 0 ' 1 |
(в-в.) — ^ |
|
[(cos Ѳ —0,1 sin Ѳ)— |
|
||||
|
|
|
—(cos Ѳ2 —0,1 sin Ѳ2) er-0-1 (Ѳ-ѳ,)]; |
(2-36) |
|||||||
|
i*a(Q) = i*t{0)e-°-1 |
<в - в . ) _ 10£*к[1 _ е - о . і ( Ѳ - ѳ г ) ] ; |
( 2 -37) |
||||||||
|
|
|
Ы ;(Ѳ) = J ^ s i n O + |
J Ä J L - |
(2-38) |
||||||
|
|
|
|
1 + к |
|
|
I+к |
|
|
||
|
|
|
У 2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р* |
1 . 0 1 ( 1 + « ) |
[0,1 sin Ѳ2 —cos Ѳ2 |
+ |
|
|||||
|
|
|
|
я + |
|
Ѳх — Ѳ 2 + |
|
|
|
|
|
+ |
(созѲ 1 - 0,1 sin Ѳх) е ~ 0 А |
< ѳ * - ѳ > > ] _ |
11Ш [ 1 - е - 0 - 1 (Ѳ.-Ѳ,)] |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
.(2-39) |
|
|
|
|
+ — |
|
( Ѳ . - Ѳ . ) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
в — 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
( 1 + к ) |
|
|
||
Момент начала коммутации Ѳ 2 соответствует и%(Ѳ) = |
0. В со |
||||||||||
ответствии |
с формулой (2-38) получаем |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
K.FZ |
|
|
|
|
|
|
Э2 |
= —arcsin -==5- . |
|
(2-40) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1/2 |
|
|
5.Применение метода припасовывания
иметода скорейшего спуска для оценки массива начальных значений токов, напряжений,
углов зажигания и коммутации
Всоответствии с законами коммутации имеем следующие урав нения 17]:
«*1 (ѳ.-)=»; (ѳ 2);
*; (Ѳа —) = (Ѳя); |
(2-41) |
* и ѳ а — ) — * ; ( ѳ 3 ) . |
|
2* |
35 |
|
Учитывая, |
что |
в |
установившемся |
режиме |
работы і*(03 ) = |
|||||||||
= |
— |
|
и Ѳ3 = я + |
Ѳ ъ |
получаем |
|
следующую систему |
транс |
|||||||
цендентных уравнений: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1,01 (1 +к) |
|
|
|
|
|
|
1 +к |
е — 0 , 1 ( Ѳ . - Ѳ , ) . . |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
— ( c o s Ѳ2 - |
0,1 sin Ѳ2) - |
|
1 +к |
= і\ (0) |
|
||||||||
|
'•;<о)+ |
1,01 |
( 1 + 0 |
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
(2-42) |
|||
|
|
1,01 |
(cos Ѳ2 |
—0,1 sin Ѳ3) |
g - 0 , 1 |
|
( я + Ѳ , - Ѳ г ) _ | _ |
||||||||
|
|
/ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
-уf--2î- (cos Ѳ х - 0 , 1 sin Ѳх) = |
- |
і |
\ (0) |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
1,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{[il (0) + |
10£* к] е - 0 ' ' |
( я + ѳ ^ . ) _ іо£* к |
= |
і* (0), |
|
|
|
||||||||
в |
которую |
в качестве |
неизвестных |
вводят |
|
четыре корня |
— Ѳ ъ |
||||||||
г*(0), i'l(O) |
и |
£ д . Задаваясь последовательными |
значениями |
к и лю |
|||||||||||
бого из четырех корней, например, |
£ д , можно |
из системы (2-42) |
|||||||||||||
определить остальные корни, так как система |
уравнений |
(2-42) |
|||||||||||||
становится |
определенной, |
а значение |
|
Ѳ2 — известным в соответ |
|||||||||||
ствии с формулой (2-40). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
При таком подходе в систему уравнений входят три корня — |
||||||||||||||
iî(0), »1(0) и ѲІ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для определения |
массива корней |
этих |
уравнений в реальном |
диапазоне работы электровоза был использован метод градиента [28} (скорейшего спуска). При расчетах была принята точность А = Ю - 8 для обеспечения расчетов углов коммутации и зажигания с точ ностью до 1-й минуты.
В соответствии с методом градиента матрица исследуемой век
тор-функции |
равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
" / і |
|
|
|
|
|
(2-43) |
|
|
|
|
|
î- |
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h = »І(0)- |
" |
1 / 2 |
к |
(cos9 |
1 - 0,lsin0 1 ) |
+ |
1 0 ^ ' c |
-0,1 |
(6 |
|||
|
|
1,01 (1 |
|
+к) |
|
|
|
1 |
+к |
|
|
|
У2 |
|
( c |
|
s Ѳ3 —0,1 sin02 ) - ^ |
|
|
-i't |
(0) = 0; |
|
|||
^mnl^ |
+к) |
o |
1 |
+к |
|
|||||||
1,01 |
(1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
>2 = |
ч(0) + |
?^-(cose |
2 ~o,isine 2 ) |
g—0, 1 ( Я + Ѳ і - Ѳ г ) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•lO^J«: —iî(0) = 0; |
|
|
|
|
|
||
/з = Ul (0) + |
Ю £ * /с] е - 0 ' 1 |
(^-ѳ»-в.)_ i o £ * к — il (0) = |
0. |
36
Матрица Якоби вектор — функции / равна:
|
|
|
|
|
|
|
# 1 |
|
|
dfx |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ЛІ (0) |
|
dit |
(0) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
W |
дх |
|
0/s |
|
|
àh |
|
|
àh |
|
(2-44) |
|
|
|
|
|
|
ді\ |
(0) |
|
dit |
(0) |
à&2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
а»? (0) |
|
dfs |
|
dh |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
dit |
(0) |
dQ2 |
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
àh |
^е—o.i (Ѳ,-ѳ,). |
dfx |
- = |
— l . |
àfi |
_ |
0, |
|
|
|||||||
ôi* |
(0) |
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
1 V |
' ' 1 + K |
|
Ѵ2к |
х |
g-0,1 (Ѳ,-Ѳ,). |
|
àh |
|
_ |
,. |
|
àh |
: g — 0, 1 (Я+Ѳ,-Ѳ2). |
|||||
|
|
sin Ѳ |
|
|
|
|
di\ |
(0) |
|
' |
|
ai? |
(0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
^ • = - 0 , 1 |
Ï-;(0)+ |
V1,01F |
(cos Ѳ2 —0,1 sin92 ) |
g - 0 , 1 |
( я + Ѳ . - Ѳ , ) . |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Va |
(sin 6j — 0,1 cos9x); |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1,01 |
|
|
|
|
|
|
|
( я + Ѳ . - Ѳ , ) . |
|
||
|
|
|
àh |
|
|
|
dh |
|
^ g - 0 , 1 |
|
||||||
|
|
|
dit |
(0) |
|
|
dit |
(0) |
|
|||||||
|
|
Êll = |
_ 0,1 [i[ (0) + |
10£* к] e- |
°-1 |
|
|
|
||||||||
|
|
аѲі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Множитель (д, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
(/(fi), |
WnWn |
/<">) |
|
|
(2-45) |
|||||
|
|
|
|
|
(wnw'n |
/<">, |
|
WnWnfin)) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где |
Wn |
— матрица Якоби на п-м шаге приближения; |
||||||||||||||
|
WN |
— транспонированная |
матрица |
|
Якоби |
на п-м шаге при |
||||||||||
|
fin) |
ближения; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
— матрица вектор-функции |
/ на п-м шаге приближения. |
||||||||||||||
Матрица вектор-корня хСН-') |
системы / на (п |
+ |
1)-м шаге при |
|||||||||||||
ближения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2-46) |
Последовательность решения полученной системы такова: задают исходные начальные значения корней системы х ( 0 ) ; опре
деляют / ( 0 ) , W0, Wo;
по формуле (2-45) определяют JA0;
по формуле (2-46) определяют матрицу вектор-корня л:( 1 ) си стемы / н а 1-м шаге приближения.
37