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: 197
Скачиваний: 1
имеющим порядок 0,5 ом. Таким образом, пользование выражением (4.35)
вданном случае допустимо.
Втех случаях, когда в трансформаторе напряжения отсутст вуют обмотки, соединенные по схеме фильтра нулевой последова тельности, а также при отсутствии измерительных трансформато ров напряжения приходится применять другие фильтры. Одна из
|
|
|
|
наиболее распространенных схем показа |
||
А |
В |
С |
О |
на на рис. 4.26. Сопротивления Z0 могут |
||
иметь различный характер. Наиболее |
||||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
распространены емкости и активные со |
||
|
|
|
|
противления. Данные о единичных фильт |
||
|
|
|
|
рах этого типа приведены в табл. 4.3. |
||
|
|
|
|
Возможно также включение проме |
||
|
|
|
|
жуточных |
трансформаторов напряжения |
|
|
|
|
а: у |
по схеме рис. 4.23 или 4.25. В качестве |
||
|
|
|
фильтра тока почти всегда применяется |
|||
Рис. 4.26. Фильтр напря |
либо фильтр, осуществленный непосред |
|||||
ственно обмотками измерительных транс |
||||||
жения |
нулевой |
последо |
||||
вательности |
с |
тремя |
форматоров тока по схеме рис. 4.24, либо |
|||
одинаковыми |
сопротив |
специальный трансформатор тока нуле |
||||
|
лениями |
|
вой последовательности стремя фазными |
|||
|
|
|
|
проводами |
в качестве первичных обмо |
|
ток. Ввиду того, что такие трансформаторы применяются исклю чительно для защиты от замыканий на землю, они рассматрива ются в курсе релейной защиты.
§ 4.10. Комбинированные фильтры
Комбинированными фильтрами называются устройства, для которых напряжение и ток на выходе пропорциональны задан ной линейной комбинации симметричных составляющих напряже ний или токов на входе:
^нагр s ^нагр— kliPl 4 ^а^а 4 |
(4.38) |
или |
|
^нагр == ^нагр=: ^ l4 ^2^'а 4 |
(4.39) |
Если в (4.38) или в (4.39) ни один из коэффициентов не равен нулю, то выражение через симметричные составляющие не имеет
преимуществ перед выражением через фазные напряжения или токи:
H a r p |
= клОА 4 |
kdJs 4 |
kcUc', |
; |
(4.40) |
^нагр = ^ |
|
|
|||
^нагр — Aiarp— Ьа^А 4 |
kelВ 4 |
kclc- |
|
(4.41) |
|
168
№ |
|
|
|
|
|
Данные единич |
вн' |
°потр» |
д |
Схема фильтра |
|
ного фильтра, |
'акт» |
||||||
фильт |
|
ом |
ДО |
ет |
|||||
ра |
|
|
|
|
|
ом |
|
|
|
|
А |
В |
< |
С О |
Ло = 1 |
— /0 ,3 3 |
3 - |
0 |
|
|
|
|
|
йJ f |
|
|
|
|
|
|
|
Сд |
С, |
|
|
|
|
|
|
|
-X, '■ -X, - ~-*о |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
— а |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 ,3 3 |
3 |
3 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4 .3 |
|
фнагр |
|
|
’•’нагр |
|
|
с |
а |
э |
С |
а |
|
нагр» |
^нагр» |
|
|||
до |
|
|
ва |
|
|
п , 1 |
3 ,7 |
ОО |
1,5 |
0 ,5 |
ОО |
1 |
0 ,3 3 |
0 ,3 3 |
0 ,7 5 |
0 ,2 5 |
0 ,2 5 |
Однако в ряде случаев один из коэффициентов k в (4.38) или (4.39) равен нулю. Наиболее часто применяются фильтры тока с
k'o = 0 или £2 = 0 [см. (4.39)].
Фильтр с ko = 0 легко может быть получен из фильтра об ратной последовательности нарушением его регулировки. Всякое нарушение регулировки (изменение соотношения сопротивлений элементов) фильтра обратной последовательности приводит к по явлению на выходе фильтра составляющей, пропорциональной прямой последовательности величин на входе. Чем больше откло-
Рис. 4.27. Векторная диа грамма для получения на пряжения холостого хода фильтра (см. рис. 4.22,г) при симметричной системе прямой последовательности
токов на входе
Рис. 4.28. Векторная диа грамма для получения на пряжения холостого хода фильтра (см. рис. 4.22,г) при симметричной системе обратной последовательнос
ти токов на входе
нение от регулировки фильтра обратной последовательности, тем больше эта составляющая. При этом для выполнения условия
k'o = 0 должна быть сохранена компенсация нулевой последова тельности. Напротив, для получения на выходе составляющей, про порциональной нулевой последовательности величин на входе, сле дует нарушить компенсацию нулевой последовательности.
Рассмотрим в качестве примера фильтр (см. рис. 4.22, г), в ко тором нарушены соотношения, указанные в подрисуночной надпи си. Проще всего рассмотреть режим холостого хода фильтра. Напряжение на выходе, как легко видеть из схемы,
0 ХЛ= IbR'i + (/'В - 3/0) Rx + Дм ( й - /с). |
(4.42) |
Если к фильтру подведена система токов прямой последователь ности, то, как видно из (4.42) и диаграммы рис. 4.27, напряжение на выходе
0 х.х1= Ib\JR i + R\ — V 3*„). |
(4.43) |
170
Если к фильтру подведена система токов обратной последова тельности, то, как видно из (4.42) и диаграммы рис. 4.28, напря жение на выходе
|
|
0 , |
С.Х2 = |
|
2 |
|
|
|
(4.44) |
|
|
|
i B { R \ -Г Rx + К ЗХ М). |
|
|
||||
Наконец, |
если к фильтру подведена |
система |
токов нулевой |
||||||
последовательности, то последний член |
(4.42) обращается |
в нуль, |
|||||||
/во = /о и (4.42) |
приобретает вид |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Ох.хО —10№ |
— 2/?i). |
|
(4.45) |
|||
Таким образом, для удовлетворения условия t/x.xо=0 необхо |
|||||||||
димо, чтобы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R[ = 2Ru |
|
|
(4.46) |
|
При этом суммарное напряжение холостого хода |
|
||||||||
Ох,х |
= |
(R i h Rx— V |
ЗХМ) 1 в\ + (R \ + Rx т V |
3X J 1в2 = |
|||||
= (R'x + Rx - |
V |
ЗХМ) ( / В1 |
+ |
R'.+ R± + V ™* 1в2 | |
1 \ + */,. |
(4.47) |
|||
|
|
|
|
|
R\ -j- |
— V |
|
|
|
где |
|
|
|
|
R\ -f- |
-г У ЗХЫ |
|
|
|
|
|
|
k = |
|
(4.48) |
||||
|
|
|
R\ + R \ - У зхм |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Изменяя |
отношение |
X j(R x -f |
R\), |
можно |
получить |
различ |
|||
ные значения k. Для получения заданного k, как следует из (4.48),
необходимо, |
чтобы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Х ы |
_ |
k — 1 |
|
|
|
|
(4.49) |
|
|
|
у ц к + i) |
|
|
|
|
|
Для удовлетворения условия |
Uх.х2 = 0, |
|
как |
следует из |
(4.44), |
|||
необходимо, |
чтобы |
|
|
|
|
|
|
|
|
X u = - ( R l |
-I- R’x)lV3. |
|
|
(4.50) |
|||
Знак «минус» указывает на необходимость изменения поляр |
||||||||
ности вторичной обмотки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
При этом суммарное напряжение холостого хода |
|
|||||||
|
0х.х = 2 (Rx + R x) 1вх + (Rx - |
2 Rx) |
Iо |
= |
|
|||
|
/ |
^ |
2^ |
. |
\ |
|
|
(4.51) |
= |
2 (R\ - f Ri) I I bx H---------- \-----------\ r |
h |
) = |
7 i |
+ k l 0, |
|||
|
\ |
Щ + Щ |
|
J |
|
|
|
|
171
где
R[ - 2Rj
(4.52)
2R[ + 2R”
*>
Изменяя отношение Ri/Ri, можно получить различные значе ния k. Для получения заданного k, как следует из (4.52), необхо димо, чтобы
Я' |
1 - 2 k |
(4.53) |
|
R\ |
2(1 -4- А) |
||
|
§4.11. Задачи к главе четвертой
1.Рассчитать фильтр напряжения № 3 из табл. 4.1 по да
мера 4.3. Активным сопротивлением дросселя пренебречь.
2. Рассчитать фильтр тока обратной последовательности по схеме № 3 из табл. 4.2. При токе обратной последовательности на входе 3 а фильтр должен обеспечить мощность на активной нагрузке 2 вт. Сопротивление нагрузки мо жет быть выбрано произвольно.
3. Рассчитать фильтр напряжения нулевой последовательности по схеме
№ 1 из табл. 4.3. Фильтр |
должен обеспечить мощность 0,5 ва на нагрузке с |
|
углом л/3 при напряжении |
нулевой последовательности на входе |
в. Зна |
чение сопротивления нагрузки может быть выбрано произвольно. |
|
|
Г Л А В А П Я Т А Я
ВЫПРЯМЛЕНИЕ. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МОЩНОСТИ И ЧАСТОТЫ. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. НЕ ЛИНЕЙНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
§ 5.1. Линейное преобразование синусоидального напряжения и тока в постоянные (выпрямленные) напряжение и ток
Для преобразования синусоидальных напряжений и то ка в постоянные (выпрямленные) применяются вентили. В цепях управления, в том числе в устройствах релейной защиты и автома тизации энергосистем, применяются полупроводниковые венти ли — купроксные, селеновые, германиевые и кремниевые. Отдель ный полупроводниковый д и о д может выполнять функции вен тиля для преобразования небольшой мощности, или путем после довательного и параллельного соеди нения таких диодов могут составлять ся более мощные вентили.
В каталогах и справочниках дают ся максимальный длительно допусти мый прямой ток / пр.дЛ, максимальная амплитуда прямого тока / пр.макс и амплитуда обратного напряжения ^обр.доп. Кроме того, дается значение прямого тока при прямом напряжении
(7пр= 1 в. Все эти величины зависят также от температуры.
Для увеличения обратного напряжения диоды можно включать последовательно. Однако следует учитывать, что обратные сопро тивления отдельных экземпляров диодов могут резко отличаться (в 20 раз). Кроме того, для разных экземпляров обратные сопро тивления различно изменяются с изменением температуры. Поэто му распределение обратного напряжения между последовательно включенными диодами происходит неравномерно и меняется с из менением температуры. Практически почти все обратное напряже ние может упасть на один диод. Поэтому при последовательном включении диодов их необходимо шунтировать сопротивлениями, обеспечивающими достаточно равномерное распределение напря жения между диодами (рис. 5.1).
Включение шунтирующих сопротивлений усложняет вентиль и ухудшает его выпрямляющие свойства (увеличивается обратный ток).
Для увеличения прямого тока диоды можно включать парал лельно. Однако и распределение прямого тока между диодами тоже происходит неравномерно ввиду большого колебания прямого
173