Файл: Фабрикант, В. Л. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 152
Скачиваний: 1
раз, а затем другим устройством полученное напряжение Ш пово рачивается на угол а:
01 = Ш, 0' = 01 е'“ = Ы * 0.
2) одним устройством создается активная слагающая напряже ния на выходе, другим — реактивная; полученные напряжения суммируются:
|
|
|
|
0[ = |
k cos aU, |
U’z = jk sin а U, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
O’ = U[ + Ua = |
|
|
||||||
|
|
|
|
= A (cos а + |
j sin a) U — ke,a U. |
|||||||||
|
|
|
|
На рис. 3.1 показаны две схемы |
||||||||||
|
|
|
|
получения |
напряжения |
|
U' — kO по |
|||||||
|
|
|
|
первому способу. Отношение напря |
||||||||||
|
|
|
|
жения на выходе схемы 0' к напря |
||||||||||
|
|
|
|
жению на |
входе |
0 |
может регули |
|||||||
|
|
|
|
роваться: |
по |
величине |
— числом |
|||||||
|
|
|
|
вторичных |
витков |
трансформато |
||||||||
|
|
|
|
ра Г |
и |
по фазе — сопротивлени |
||||||||
|
|
|
|
ем R. В зависимости от отношения |
||||||||||
|
|
|
|
активного и емкостного сопротивле |
||||||||||
|
|
|
|
ний фазоповоротной схемы изменя |
||||||||||
|
|
|
|
ется |
отношение |
соответствующих |
||||||||
г) |
|
|
|
напряжений, |
изображенных |
векто |
||||||||
|
|
|
рами тх и хп на рис. |
3.1, в |
и г, а |
|||||||||
|
|
|
|
также |
ту и уп на рис. |
3.1, в. |
|
|||||||
|
|
|
|
Сумма |
напряжений |
— вектор |
||||||||
|
|
|
|
тп, соответствующий |
напряжению |
|||||||||
Рис. 3.1. |
Методы |
получения |
между точками т и п на рис. 3.1, а |
|||||||||||
и б, остается при изменении сопро |
||||||||||||||
напряжения U'=ke,(xU на выхо |
тивления R неизменным. |
Также ос |
||||||||||||
де, пропорционального |
напря |
тается |
неизменным |
и |
равным я/2 |
|||||||||
жению U на входе, |
с |
регули |
||||||||||||
угол |
между |
этими |
напряжениями |
|||||||||||
ровкой коэффициента k по зна |
||||||||||||||
при холостом ходе схемы (зажимы |
||||||||||||||
чению k и углу а: |
||||||||||||||
о—схема с |
двумя контурами; б—схе |
х и у |
разомкнуты), |
так как |
ток в |
|||||||||
ма с одним контуром и автотрансфор |
емкости С и сопротивлении R один |
|||||||||||||
матором; в |
и г—потенциальные диаг |
|||||||||||||
раммы к схемам а и б соответственно; |
и тот же. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Д ~ дроссель, компенсирующий реак |
При этих |
условиях |
|
изменение |
||||||||||
тивное сопротивление схемы |
(может |
|
||||||||||||
|
отсутствовать) |
|
сопротивления R вызывает переме |
|||||||||||
|
|
|
|
щение |
точек х |
и у |
на диаграмме |
|||||||
|
|
|
|
рис. 3.1, в и точки х на диаграмме |
||||||||||
рис. 3.1,г по окружности, описанной на векторе тп, |
как на диа |
метре. При этом напряжение холостого хода 0', изображаемое на потенциальной диаграмме вектором ху, остается неизменным по величине и изменяется по фазе.
48
Обе схемы, изображенные на рис. 3.1, а и б, почти равноценны по параметрам [Л. 13]. В схеме рис. 3.1, б регулировка фазы про ще, так как осуществляется одним сопротивлением, хотя имеется дополнительный автотрансформатор АТ. Суммарная мощность конденсаторов для обеих схем одинакова, однако для схемы рис. 3.1, а суммарная емкость в четыре раза больше, а рабочее напряжение вдвое меньше, чем для схемы рис. 3.1, б (при том же
угле сдвига и -том же напряжении на выходе). |
|
|
|
||||||||||||
Следует отметить, что в |
|
|
|
|
|
||||||||||
схемах |
рис. |
3.1, а и б |
транс |
с) |
|
|
|
|
|||||||
форматор Т может быть заме |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
нен |
автотрансформатором |
или |
|
|
|
|
|
||||||||
потенциометром. |
При |
этом |
|
|
|
|
|
||||||||
первичная |
и |
вторичная |
цепи |
|
|
|
|
|
|||||||
оказываются |
|
гальванически |
|
|
|
|
|
||||||||
связанными. |
|
Кроме того, |
при |
|
|
|
|
|
|||||||
использовании |
потенциометра |
|
|
|
|
|
|||||||||
возрастают потери, а коэффи |
|
|
|
|
|
||||||||||
циент k должен быть по абсо |
|
|
|
|
|
||||||||||
лютному |
значению |
не |
больше |
|
|
|
|
|
|||||||
единицы. |
|
В то |
же |
время по |
|
|
|
. |
|
||||||
тенциометр |
|
является |
более |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
и |
|
||||||||||
простым |
аппаратом |
и |
обеспе |
|
|
и, |
|
|
|||||||
чивает большую плавность ре |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
гулировки, |
а |
автотрансформа |
Рис. |
3.2. Метод получения |
напряже |
||||||||||
тор |
обеспечивает |
уменьшение |
|||||||||||||
ния |
U' = ке>а0, |
пропорционального |
|||||||||||||
потерь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжению 0 |
на входе, |
с регули |
|||||
|
На рис. |
3.2, а |
показан |
вто |
|||||||||||
|
ровкой коэффициента к по активной |
||||||||||||||
рой |
способ |
|
регулировки |
на |
|||||||||||
|
(k cos а) и реактивной (к sin а) |
сла |
|||||||||||||
пряжения |
на |
|
выходе. Оно со |
|
гающим (Л=1/(о)С): |
|
|||||||||
стоит из двух слагающих, од |
|
а —схема; б—векторная диаграмма |
|
||||||||||||
на |
из которых |
совпадает по |
а другая сдвинута на |
угол |
я/2. |
||||||||||
фазе с напряжением |
на |
входе, |
Каждая из этих слагающих может регулироваться по величине из менением витков соответствующих вторичных обмоток трансфор матора Т. На рис. 3.2,6 дана векторная диаграмма, показывающая
получение суммарного напряжения U' из соответствующих 0\ и 01
§3.4. Линейное преобразование тока /
внапряжение ife/
На рис. 3.3 показан наиболее распространенный метод получения э. д. с. (напряжения) U'— kl, имеющей заданное отно шение к току по величине и фазе. Величина & получается сумми рованием двух слагающих: U\, совпадающей по фазе с током /,
49
и 0 2, сдвинутой по отношению к току на угол я/2. Слагающая
Ох получается как падение напряжения от вторичного тока трансформатора Т\ на сопротивлении R. Ее величина регулируется
величиной R. Слагающая U2 получается как вторичная э. д. с. трансреактора Т2. МагнитоПровод последнего обычно, выполняется
Рис. 3.3. Метод получения
напряжения U'=ke,a I на выходе, пропорционального
току / на входе, с регули
ровкой коэффициента к по активной (k cosa) и реак тивной (k sina) слагающим:
а—схема; б—векторная диаграмма
с зазором для обеспечения пропорциональности вторичной э. д. с. первичному току. Регулировка коэффициента пропорциональности осуществляется изменением числа витков первичной обмотки.
Следует отметить, что величина kl может быть получена и дру гими способами, например подключением к трансреактору Т2 фазо поворотной схемы или сопротивления R.
§3.5. Получение суммарной э. д. с. (напряжения) Е
по выражению (3.1)
Получение суммарной э. д. с. (напряжения) Е по выра жению (3.1) достигается последовательным соединением элемен тов, каждый из которых создает э. д. с., соответствующую отдель ному члену выражения (3.1). Пример такой схемы показан на рис. 3.4. По теореме об активном двухполюснике [Л. 14] ток в цепи нагрузки
^нагр — 0%. х/(21Н+ 2нагр), |
(3.2) |
где t)x.x — напряжение холостого хода схемы |
(напряжение между |
зажимами х и у при отключенной нагрузке); |
Znarp— сопротивле |
ние нагрузки; ZBn — внутреннее сопротивление схемы, которое можно получить замером со стороны зажимов х и у при исклю ченных входных напряжениях (первичные зажимы, к которым под-
50
водится |
напряжение, |
закорочены) |
и токах (первичные зажимы, |
|||||
к которым подводится ток, разомкнуты). |
||||||||
Схема |
замера |
ZBH по |
|
|
||||
казана |
на рис. 3.5. |
Оче |
|
|
||||
видно, что сопротивле |
|
|
||||||
ние ZBH |
не |
зависит |
от |
|
|
|||
подводимых |
к элементам |
|
|
|||||
схемы |
рис. |
3.4 |
токов и |
|
|
|||
напряжений, |
если |
|
эти |
|
|
|||
элементы |
линейны. |
|
|
|
ьнагр |
|||
Как видно из рис. 3.4, |
|
|||||||
напряжение |
холостого хо |
|
|
|||||
да схемы в целом равно |
|
|
||||||
сумме |
напряжений |
хо |
|
|
||||
лостого |
хода |
отдельных |
|
|
||||
элементов. Из схемы же |
|
|
||||||
рис. 3.5 видно, что внут |
|
|
||||||
реннее |
в |
сопротивление |
Рис. 3.4. Пример получения э.д.с. (напря |
|||||
схемы |
целом |
равно |
жения) |
суммированием отдельных ее со |
||||
сумме внутренних |
сопро |
|
ставляющих: |
|||||
Г,—трансформатор напряжения; Г,—трансформатор |
||||||||
тивлений |
отдельных |
эле |
|
тока; Г,—трансреактор |
||||
ментов. |
|
Таким |
образом, |
|
|
|||
выражение (3.2) |
можно переписать в виде |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
У |
и. |
|
|
|
|
|
|
Л<агр |
т—1 |
( 3 .3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
-нагр
т = 1
где Uх.хт — напряжение холостого хода m-го элемента; ZBHTn — внутреннее сопротивление т -го элемента, замеренное аналогично схеме рис. 3.5; п — число последовательно включенных элемен тов.
Напряжение на нагрузке может быть получено умножением выражения (3.3) на ZIiarp;
П
Таким образом, ток в нагрузке и напряжение на ней пропор циональны сумме напряжений холостого хода элементов схемы рис. 3.4. Знаменатели выражений (3.3) и (3.4) изменяют в одина ковой степени все члены, входящие под знак суммы числителя, и не отражаются на соотношении этих членов. Поэтому для обеспе-
51
чения необходимого соотношения членов в выражении (3.1) сле дует добиваться такого же соотношения напряжений холостого хода отдельных элементов схемы рис. 3.4. Напряжение же на каж дом из этих элементов при включенной нагрузке зависит как от напряжения, подведенного к этому элементу, так и от напряже-
|
|
|
мы рис. 3.4 |
|
|
|
|
|
ний и токов, подведенных к другим элементам. |
Поэтому эти на |
|||||||
пряжения |
не соответствуют |
отдельным членам выражения (3.1). |
||||||
Следовательно, |
регулировка элементов |
схемы |
рис. 3.4 для соот |
|||||
|
|
|
ветствия этой схемы выражению (3.1) |
|||||
|
с!н |
|
должна производиться по напряжени |
|||||
|
|
|
ям |
холостого хода |
этих элементов, а |
|||
|
|
|
не |
по напряжениям |
при |
включенной |
||
|
|
- нагр |
нагрузке. |
|
на |
нагрузке, однако, |
||
|
|
|
Напряжение |
|||||
|
|
|
отличается от суммы напряжений хо |
|||||
|
|
|
лостого хода, как это следует из (3.4). |
|||||
|
|
|
Чем меньше внутреннее сопротивление |
|||||
Рис. 3.6. Эквивалентная схе |
схемы по сравнению с сопротивлени |
|||||||
ма для определения тока в |
ем нагрузки, тем |
меньше это отличие. |
||||||
нагрузке |
и напряжения на |
Отклонение |
напряжения |
на нагрузке |
||||
ней для |
схемы |
рис. 3.4 |
||||||
|
|
|
от |
предусмотренного |
выражением |
|||
мы сравнения. |
|
(3.1) |
|
|
|
может |
||
Для схемы сравнения |
по абсолютному значению |
важно отклонение абсолютного значения напряжения, для схемы сравнения по фазе — отклонение фазы напряжения.
Для устранения влияния этого отклонения применяются сле дующие меры:
1)уменьшение внутреннего сопротивления схемы по сравнению
ссопротивлением нагрузки, что приводит, однако, к увеличению потребления схемы и ее габаритов;
52