Файл: Г.И. Разгельдеев Эксплуатация систем электроснабжения.pdf

19

вочное значение напряжения КЗ трансформатора, %; Sпр – полная мощность преобразователя, кВА; Кр – коэффициент расщепления об-

моток трансформатора.

Коэффициент расщепления обмоток трансформатора рассчитывается по формуле

где U K (нн1 − нн2) – напряжение КЗ между расщеплёнными вторичными

обмотками трансформатора, %.

Студенту необходимо дать краткое описание различий трёхобмоточных трансформаторов и трансформаторов с расщеплённой обмоткой.

Для трансформаторов с расщепленными обмотками Кр = 0 ÷ 4, ес-

ли ветви его нижнего напряжения (НН) имеют хорошую электромагнитную связь друг с другом; Кр = 0, если обмотки НН не имеют маг-

нитной связи друг с другом или если преобразователь выполнен по схеме с двумя трансформаторами, имеющими разные схемы соединения обмоток. В случае, если в качестве трансформатора преобразовате-

20

ля был выбран трансформатор с нерасщеплённой вторичной обмоткой (для 6-пульсовой схемы выпрямления), коэффициент расщепления принимается равным нулю.

Коэффициенты несинусоидальности Кнс необходимо рассчитать

для всех заданных углов управления.

В случае, если Кнс ≥ 5 %, то необходимо принять меры по его сни-

жению с помощью либо батарей конденсаторов, которые должны включаться последовательно с защитными реакторами, либо с помощью узкополосных силовых резонансных фильтров (фильтрокомпенсирующих устройств – ФКУ).

Батареи конденсаторов (БК) с защитными реакторами применяют в случае, если выполняется условие

где K = Sпр / SK – отношение мощности Sпр ПП к мощности SK корот-

кого замыкания, которое задано по условиям выполнения курсового проекта.

Если условие (42) не выполняется, то применяют ФКУ.

4.2.6. Выбор фильтро-компенсирующего устройства В соответствии с заданием на выполнение курсового проекта сту-

дент должен выбрать тип ФКУ, которое состоит из соединённых в треугольник или звезду индуктивных сопротивлений (реакторов) L и конденсаторов С (рис.5), настроенных в резонанс с соответствующей гармоникой.

Рис.5. Схемы включения ФКУ в треугольник и в звезду

Схему соединения ФКУ (в треугольник или в звезду) выбирают в зависимости от соотношения номинальных напряжений сети и конденсаторов.

21

Впреобразователях с 6- и 12-пульсовым выпрямлением применяют ФКУ, рассчитанные на 5-ю, 7-ю и 11-ю гармоники (3-й гармоники в мостовых схемах выпрямления нет).

Обычно суммарную реактивную мощность, генерируемую ФКУ, на основной частоте (50 Гц) определяют из условия баланса реактивной мощности (РМ) подстанции, к шинам которой присоединяют ПП, поскольку ФКУ будет частью компенсирующей установки этой подстанции.

Вданном случае РМ подстанции неизвестна, а поэтому требуемая суммарная реактивная мощность QФ∑ , генерируемая ФКУ, должна со-

где Qпр – реактивная мощность полупроводникового преобразователя,

квар, определённая по формуле (36).

Суммарная мощность ФКУ есть сумма реактивных мощностей Qфi фильтров, настроенных на соответствующие гармоники. Она опре-

деляется следующим образом:

где Qф5 , Qф7 ,Qф11 - мощности ФКУ для 5-й, 7-й и 11-й гармоник.

Для выбора ФКУ, рассчитанного на определённую ν-ю гармонику, необходимо определить ток этой гармоники Iν и реактивную мощ-

ность, потребляемую преобразователем на этой гармонике Qν. Студент должен рассчитать эти параметры по приведённым ниже формулам:

где Uном – номинальное напряжение ФКУ либо напряжение сети.

Выбор ФКУ существенно упрощается, если номинальное напряжение сети составляет 10 кВ, так как отечественная промышленность выпускает стандартные фильтры на это напряжение. Технические параметры ФКУ приведены в прил. 2, с помощью которого студент должен выбрать типы фильтров для указанных выше гармоник.

Выбор типа ФКУ из прил. 2 производится по следующим услови-

ям:

22

где Iф.доп – длительно допустимый ток фильтра для резонансной частоты; Qф – реактивная мощность, генерируемая фильтром.

В случае, если указанные условия (47) и (48) не выполняются, то необходимо предусматривать параллельное включение нескольких однотипных фильтров.

Результаты выбора фильтров на напряжение 10 кВ сводятся в табл. 4.

Для вариантов КП, в которых номинальное напряжение сети составляет 35 кВ, студент должен самостоятельно набрать ФКУ 5-й, 7-й и 11-й гармоник из батарей конденсаторов и реакторов. Батареи (БК) целесообразно набирать из конденсаторов напряжением выше 1 кВ большой единичной мощности (50-100 квар). Выпускаемые промышленностью батареи конденсаторов имеют наибольшее номинальное напряжение 10,5 кВ, следовательно, в каждой фазе фильтра необходимо предусматривать, как минимум, 4 батареи конденсаторов, включенных последовательно. При этом необходимо следить, чтобы выполнялись условия (47) и (48). Если эти условия не выполняются, то следует предусматривать параллельное включение нескольких БК. Индуктивное сопротивление реактора фильтра рассчитывают так, чтобы в цепи “конденсатор-реактор” создавался резонанс напряжений на резонансной частоте гармоники, на которую необходимо настроить последовательную LC - цепь ФКУ:

где ν р – номер резонансной гармоники; С– суммарная ёмкость бата-

рей конденсаторов в расчёте на одну фазу, определяемая по паспортным значениям ёмкостей каждой батареи конденсаторов; w=2π f – основная круговая частота (w = 314); L – требуемая индуктивность реак-

23

тора фильтра.

Результаты выбора фильтров на напряжение 35 кВ сводятся в табл. 5.

Согласно разделу 3, в курсовом проекте студент должен выбрать аппараты для включения в работу фильтров, а также для включения трансформатора и преобразователя. Выбор коммутационной аппаратуры необходимо производить по номинальному напряжению сети (Uc –

для питающей сети переменного тока, Ud – для сети постоянного тока),

к которой производится подключение, и по рабочему току подключаемых аппаратов, в качестве которого следует брать:

при подключении трансформатора и преобразователя к сети переменного тока – действующее значение тока в первичной обмотке трансформатора I1 , определённое по формуле (20);

при подключении ФКУ ν-й гармоники к шинам подстанции – действующее значение тока этой гармоники Iν;

при подключении преобразователя к сети постоянного напряжения – среднее значение выпрямленного тока Id (оно задано по ус-

ловиям проектирования).

5. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Система управления выпрямителем должна создавать систему управляющих сигналов, сдвигаемую во времени в зависимости от величины задающего или определяющего воздействия с целью регулирования выходного напряжения (тока) преобразователя.

Импульсно-фазовыми системами управления называют такие сис-