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
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
"г |
*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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*и |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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