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: 190

Скачиваний: 1

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

должны быть подобраны таким образом, чтобы на диаграмме точ­ ка х треугольника АВх совпадала с точкой у треугольника ВСу, как и показано на рис. 4.12. Поскольку к фильтру подведены ли­ нейные напряжения (в фильтре нет нулевой точки), условие (4.2) отпадает.

Для проверки выполнения условия (4.3) рассмотрим потен­ циальную диаграмму того же фильтра при напряжениях обратной последовательности на входе (рис. 4.13). Треугольник АВС приложенных напряжений отличается от аналогичного треуголь­ ника диаграммы рис. 4.12 тем, что стороны АВ и СВ обменены местами. Вместе со стороной АВ перемещается и жестко связанный с нею треугольник АВх, занимая новое положение, показанное на рис. 4.13. Аналогично, со стороной ВС перемещается треугольник ВСу. При этом точки х и у находятся друг от друга на расстоя­ нии ху, соответствующем в масштабе диаграммы напряжению холостого хода.

Для определения этого напряжения рассмотрим треугольник Вху (см. рис. 4.13). Треугольник этот — равнобедренный, так как

Вх = Ву,

что следует из диаграммы рис.

4.12. Из того же рисунка

следует,

что а + |3 = я/3 и,

следовательно,

угол при вершине В тре­

угольника Вху на

рис.

4.13 ZB = a + p + n/3= 2я/3.

Каждый

из

остальных углов соответственно равен я/6.

 

 

как

По

теореме синусов стороны треугольника относятся,

синусы противолежащих углов, т. е.

 

 

 

 

 

 

_ j _ =

 

=

у з ,

иж 4 = m V z .

(4.16)

 

В х

Sin (я/6)

 

 

 

 

 

 

Если В х = В у Ф 0,

т. е. точка

х, у

на диаграмме

рис.

4.12

не

совпадает с точкой В, то и х у ф 0, т. е. условие (4.3) выполняется. Отношение холостого хода, равное, согласно (4.5), частному от деления напряжения холостого хода на подведенное линейное на­ пряжение обратной последовательности, также легко определяет­ ся из диаграммы рис. 4.13 и равно

т = ху/АВ,

или, используя (4.16),

т = В х У з /АВ.

(4.17)

Величины Вх и АВ в (4.17) могут быть определены по диаграмме рис. 4.12.

Использование потенциальной диаграммы дает возможность легко конструировать фильтры напряжения обратной последова­ тельности, имеющие схему рис. 4.11. Для этого в равностороннем треугольнике АВС (см. рис. 4.12) задаются произвольной точкой х, у, не совпадающей с точкой В. Выбранную точку х , у соединяют с точками А, В и С треугольника. Отношение сопротивлений Ах и

147



хВ в плече А (см. рис. 4.11) по величине и углу должно быть равно

отношению векторов Ах и хВ, так как при холостом ходе фильтра эти сопротивления обтекаются одним и тем же таком и отношение напряжений на них равно отношению сопротивлений.

Отношение абсолютных значений сопротивлений в плече А должно, следовательно, удовлетворять условию

■Zax/Zxb = Ах/ хВ,

(4.18)

а разность углов сопротивлении должна удовлетворять условию

ф*в — фл* =

Фд.

(4.19)

Аналогично в плече С:

 

 

ZBy/Zyc = Ву!уС\

(4.20)

Фйс — Фв«, =

фс.

(4.21)

Углы фд и фс показаны на рис. 4.12.

 

устройство по схеме

При выполнении условий (4.18)-4-(4.21)

рис. 4.11 будет фильтром напряжения обратной последователь­ ности.

Пример 4.1. Определить соотношение сопротивлений., в фильтре напряжения обратной последовательности, схема которого дана на рис. 4.14.

 

Рис. 4.14. Схема фильт­

 

 

Рис.

4.15. Потенциальная

 

 

ра к

примеру 4.1

 

 

 

диаграмма фильтра (см.

 

 

 

 

 

 

рис. 4.14) к примеру 4.1

 

я/2

Р е ш е н и е .

Поскольку

сопротивления в

плече

А

отличаются по

углу на

(активное сопротивление и емкость), то согласно

(4.19)

 

 

 

Фд= Ф*в— Флг = 0—

л/2) = л/2-

 

 

 

 

— >

— ^

— >

 

 

 

 

 

Так как сумма векторов Ах+ хВ= АВ, то точка х должна лежать на полу-

окружности, построенной на стороне АВ как на диаметре

(рис. 4.15).

 

 

Аналогично по (4.21)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фс =

Фус

Фву = ° — (— л /2) =

л /2

 

и точка у должна лежать на полуокружности, построенной на стороне

ВС как

на

диаметре. Совмещенная

точка

х, у

может

находиться только в точке пере­

148


сечения этих полуокружностей, но не в точке В. Таким образом, точка х, у должна быть расположена в середине стороны АС.

Тогда, в соответствии с (4.18) и (4.20),

гАх

 

Ах

1

 

* л

=

tg 3 0 °= —г г ,

2хВ

хВ

Vз

гву

* с

Ту

tg 6 0 °= / Г .

 

 

=

гус

 

~ус

 

§ 4.6. Единичные фильтры.

Расчет фильтров напряжения обратной последовательности

В качестве представителя типа фильтра может быть принят любой конкретный фильтр данного типа. В табл. 4.1 даны параметры и показатели таких фильтров некоторых рекомендуе­ мых типов, обладающих более высокими показателями. Для уни­ фикации в качестве представителей различных типов приняты фильтры с сопротивлением одного из плеч, равным единице. Такие фильтры названы е д и н и ч н ы м и .

В табл. 4.1 даны как простейшие фильтры, рассмотренные в § 4.5, так и такие, для которых построение потенциальной диаграм­ мы более сложно.

Втабл. 4.1 потребляемая единичным фильтром полная Sn0Tp и активная Ракт мощности даны при приложенной системе напря­ жений прямой последовательности Ui= le, а мощность на нагрузке SHarp — при приложенной системе напряжений обратной последо­ вательности U2= 1в И При 2нагр= 2вн.

Всоответствии с конкретными условиями выбирается фильтр' того или иного типа. После этого расчет фильтра заключается в определении масштабного коэффициента k, на который надо умножить сопротивления единичного фильтра, чтобы получить

сопротивления искомого фильтра. При расчете может быть зада­ на одна из следующих величин:

1) допустимое потребление фильтра (полная мощность)

5потр.

при номинальном напряжении UBом;

 

 

2) допустимые потери активной мощности в фильтре

Ракт

при номинальном напряжении Uном;

 

 

3) напряжение

обратной

последовательности U2 ,

при

кото­

ром на нагрузке

должна

обеспечиваться заданная

мощность

*5нагр •

Все заданные величины для искомого фильтра — Snoip, Ракт, l4

и S«arp— отмечены штрихом для отличия от соответствующих вели­ чин для единичного фильтра.

] 49>


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

4.1

 

Данные элементов еди­

 

 

 

 

 

 

 

Р

<Рнагр=л/3

Фнагр = 3

 

 

Схема фильтра

т

 

Zbh- 0JK

 

ва

 

 

 

 

 

 

V/

ничного фильтра, ом

 

 

вт

Снагр»

а

Р

Снатр*

а

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ва

 

 

ва

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wB = wc ; Ra = 0,5;

0,87

 

0,43е~*

6

 

1

0,5

.0,87

0,87

1,73

0,47

0,47

0,94

0,5

 

* 4 = 0 ,8 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« л = 0,87; * 4 = 0 ,5 ;

п

сс

—i °.27л

2,64

1,73

2,52

0,96

1,46

1,03

0,39

0 , 6

0,29

 

1,5 0

 

,6 6 е

 

 

 

 

« с = 0,29;

* с = 0 ,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« Л= 0 ,5 ;

* ^= 0 ,8 7 ;

1,5

0,75

 

 

 

1

1

1

1

1

0,75

0,75

0,75

0,29

 

« с = 0,5;

* с = 0,87

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« л= 0,87; * „ = 0 ,5 ;

1,5

0,43

 

 

 

1,73

1,73

1,75

1 , 0 1

1 , 0 1

1,3

0,76

0,76

0,29

 

« с = 0,87;

* с = 0 ,5 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щ=и>2\ *i=l;

! ,73

 

0,87е

'

3

 

1,73

3,46

,73

! ,15

0,58

0,67

0,5

 

«2=1,73

 

 

 

 

 

 

 

Х,& *г

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A w, В

 

 

Я

 

 

aij=0,5 к;2;

1 ,15е

—/т

1,73 1,73 3,46

[, 15 0,67 0,67 0,5

3

Л \= 1 ; « 2 =1,73;

 

 

 

 

X2= l

*2

я? Ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х"

by

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А^ _ "1

_ £

£

m>i = 2 o>2; /?i =0,87;

0,58е 3

0,87 0,87

1,73

 

0,58

0,67 0,67

0,5

 

 

 

I Л-! =0,5;

* 2 = 0 ,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

В

с

Wi=w«; * t= 1;

1,73 0,87е

1,73

3,46

,73

,15

0,58

0,67

0,5

 

ff

в

« 2 = 1

,73

 

 

 

 

 

w,

X,

ЧНт<=И

1к «г