Файл: Фабрикант, В. Л. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование учеб. пособие.pdf

держат постоянную составляющую (среднее значение) и гармо­ ники, из которых основная имеет частоту 100 гц. Обычно перемен­ ные составляющие в схемах релейной защиты нежелательны, так как они вызывают вибрацию реле, включенных на выпрямленные токи.

L Z нагл

Для уменьшения переменной составляющей можно рекомендо­

вать следующие меры:

1) включение последовательно с нагрузкой индуктивности, представляющей собой большое сопротивление для переменной составляющей;

2) включение параллельно нагрузке емкости, представляющей собой малое сопротивление для переменной составляющей;

3) включение параллельно нагрузке фильтра, пропускающего переменную составляющую 100 гц, имеющую наибольшую ампли­ туду;

4)включение последовательно с нагрузкой фильтра, задержи­ вающего переменную составляющую 100 гц\

5)расщепление выпрямленных токов или напряжений на сдви­

нутые по фазе, например на три тока или напряжения, сдвинутые на 120°; раздельное выпрямление каждого из этих токов и напря­ жений и их суммирование.

Осуществление сглаживания по пп. 1 и 2 показано на рис. 5.9

и 5.10.

Схема рис. 5.9 пригодна для источников напряжения, т. е. та­ ких, у которых внутреннее сопротивление мало по сравнению с сопротивлением нагрузки. При этом переменная слагающая напря­ жения источника, в основном, падает на индуктивности L. Для источников тока, у которых внутреннее сопротивление велико по сравнению с сопротивлением нагрузки, эта схема неэффективна, так как ток в нагрузке, равный току источника, практически не изменяется.

Напротив, схема рис. 5.10 пригодна для источников тока, так как переменная составляющая тока источника в основном ответв­ ляется через емкость. Для источников напряжения эта схема не­ эффективна, так как напряжение на нагрузке равно напряжению источника и практически не изменяется.

179

Выбором соответствующей величины индуктивности в схеме рис. 5.9 или емкости в схеме рис. 5.10 можно обеспечить заданное снижение переменной слагающей.

Пример 5.2. От схемы двухполупериодного выпрямления питается активная нагрузка с сопротивлением .$=500 ом. Внутреннее сопротивление источника мало и поэтому для сглаживания целесообразно применить последовательное включение индуктивности. Для этой цели применяется дроссель с добротностью

&д = соЦ Я = 6

при нормальной частоте. Выбрать сопротивление дросселя следует так, чтобы амплитуда второй гармоники в выпрямленном токе составляла не более 1 0 % постоянной слагающей. В напряжении источника амплитуда второй гармоники

Путем некоторого усложнения схему рис. 5.9 можно сделать пригодной и для источников тока. Для этого следует дать путь переменной слагающей тока помимо нагрузки. Такая схема пока­ зана на рис. 5.11.

Аналогично схему рис. 5.10 можно сделать пригодной для ис­ точников напряжения включением последовательного сопротивле­ ния (рис. 5.12). Падение напряжения на этом сопротивлении от

180

тока в емкости С понижает переменную слагающую напряжения на нагрузке.

Возможно также заменить в схеме рис. 5.11 шунтирующее ак­ тивное сопротивление емкостью, а в схеме рис. 5.12 — последова-

тельное сопротивление индуктивностью. При этом схемы преоб­ разуются в простейшие Г-образные фильтры нижних частот.

Осуществление сглаживания по пп. 3 и 4 показано на рис. 5.13 и 5.14. Фильтры настраиваются на пропускание (см. рис. 5.13) или

запирание (см. рис. 5.14) частоты 100 гц — основной частоты вы­ прямленного тока. Схема рис. 5.13 неэффективна при источниках напряжения, а схема рис. 5.14 — при источниках тока. Установкой шунтирующего (для рис. 5.14) или последовательного (рис. 5.13)

181

сопротивления, аналогично схемам рис. 5.11 и 5.12, можно сделать эти схемы пригодными для любых источников.

Расщепление выпрямляемых токов или напряжений по п. 5 мо­ жет быть произведено различными способами. На рис. 5.15 и 5.16 показаны две схемы расщепления токов, а на рис. 5.17 — схема

т

/ У б

-0 —

'■'нагр

расщепления напряжений на три тока или напряжения, сдвину­ тые по фазе на 2я/3 и равные по амплитуде, с последующим трех­ фазным выпрямлением (см. § 5.5). При этом, как показано в § 5.5, через нагрузку проходит тот из трех токов, который в данный мо­ мент является наибольшим, или на нагрузку падает напряжение, которое в данный момент является наибольшим. Как следует из рис. 5.18, при этом остается лишь небольшая переменная слагаю­ щая с основной частотой 300 гц.

Пример 5.3. Для сглаживания выпрямленного тока применена схема рас­ щепления рис. 5.17 с двумя емкостями по 2 мкф. Определить активные сопро­ тивления схемы так, чтобы напряжения между точками а, Ь и с образовали правильный тре­

угольник. Влиянием нагрузки можно пренебречь. Р е ш е н и е . Напряжения Uас и Vcm в сумме

равны подведенному напряжению Uam. С другой стороны, если пренебречь влиянием нагрузки (ре­ жим холостого хода), то напряжение Uac отстает от напряжения UCm на угол я/2 , поскольку со­ противление и емкость обтекаются одним и тем же током. Таким образом, точка с расположена на верхней полуокружности аспг, построенной на

векторе am как на диаметре (рис. 5.19). Анало­ гичное соотношение имеет место для делителя abm, только в данном случае вектор и аъ, примы­ кающий к точке а, является опережающим. По­ этому точка b расположена на нижней полуок­ ружности abm. Соотношения активных и емкост­

ных сопротивлений должны быть выбраны так, чтобы точки а, b к с образовали правильный треугольник.

182