Коэффициент мощности тиристорных преобразователей

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 12

Полная мощность, потребляемая преобразователем из сети переменного тока:

,                             (1.101)

где и − действующие значения первичных напряжения и тока трансформатора.

Слагаемыми полной мощности  при симметричной нагрузке и синусоидальном характере тока в сети будут активная мощность  и реактивная мощность , т. е. . При несинусоидальном характере тока в сети это равенство нарушается, и, для обеспечения баланса мощностей вводят понятие мощности искажения, которое обозначают - Т. Это понятие не имеет размерности мощности, может быть положительным или отрицательным. Уравнение баланса мощностей будет иметь вид

.                    (1.102)

Активная мощность является полезной и зависит от нагрузки и степени регулирования напряжения преобразователем. Поэтому повышение коэффициента мощности К тиристорных преобразователей возможно лишь за счет минимизации составляющих полной мощности Q и Т.

 .                                (1.103)

Реактивная мощность определяется величиной основной гармоники тока и ее фазовым сдвигом  относительно синусоидального напряжения сети. В общем же случае величина мощности Q з ависит от:

· намагничивающего тока трансформатора,

· угла открытия вентилей ,

· угла коммутации вентилей ,

· параметров цепи нагрузки.

От намагничивающего тока зависит мощность холостого хода трансформатора в преобразователе, которая составляет примерно 3 − 7 % номинальной мощности трансформатора ((это  или ) из соответствующей таблицы приложения).

Перекрытие анодов вентилей во время коммутации приводит к дополнительному потреблению реактивной мощности из сети, которая составляет не более 3 % мощности нагрузки.

Основная часть реактивной мощности выпрямителя зависит от угла открытия тиристоров, параметров цепи выпрямленного тока и режима работы.

При работе преобразователя на якорь двигателя в повторно-кратковременном режиме с большими нагрузками в сети возникают резкие колебания реактивной мощности, значения которой изменяются от 3−8 % до 250−320 % номинальной мощности приводного двигателя.

Большое потребление реактивной мощности и ее резко переменный характер оказывают неблагоприятное влияние на питающую сеть и других потребителей.

Несинусоидальный ток и процессы коммутации вентилей являются причинами искажения кривой напряжения сети. Особенно сильно это сказывается на кривой напряжения при питании преобразователя от сети соизмеримой мощности.

 Высшие гармоники тока и напряжения, наряду со снижением коэффициента мощности, ухудшают качество напряжения сети и являются причиной появления радиопомех. Все е сказанное относится к преобразователям, у которых отсутствуют фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ), рассчитанные в параграфе 1.3.

Количественной оценкой отклонения напряжения или тока от синусоидальной формы служит коэффициент искажения синусоидальной формы кривой (коэффициент искажения синусоидальности), равный отношению действующих значений всех высших гармоник к действующему значению первой гармоники (ГОСТ 308.4.4.30-2013). Этот коэффициент можно рассчитать, используя данные, приведенные для соответствующего выпрямителя в табл. 5.3.1. В качестве действующего значения тока первой гармоники принимаем , которое было определено в параграфе 1.2. Тогда коэффициент искажения синусоидальности тока

.                                             (1.104)

В этой формуле нужно просуммировать величины гармонических составляющих токов, указанных в табл. 1.3.1 для шестипульсного преобразователя.

Рассчитать коэффициент искажения синусоидальности нужно два раза – для преобразователя без ФКУ (гармоники с 5 по 25-ю) - и после установки ФКУ (гармоники с 11-й по 25-ю) - .

А в качестве критерия качества электроэнергии в сети можно будет воспользоваться следующей формулой:

 .             (1.105)

Необходимо рассчитать коэффициент искажения синусоидальности тока для системы «тиристорный преобразователь− двигатель» без фильтрокомпенсирующего устройства () и после установки ФКУ (), для чего дважды воспользоваться формулами (1.104) и (1.105).

Oценить влияние ФКУ можно по относительной величине изменения

(1.106)

 При  качество электроэнергии улучшается (уменьшается искажение синусоидальности кривой тока). В качестве можно принять любое значение.

Приложения

Приложение 1

Таблица П1

Технические данные силовых трансформаторов серии ТС

Примечания: 1) Т – трехфазный, С – сухой, 3 – трехфазный, 2) напряжение вторичной обмотки может иметь любое из перечисленных значений.

Таблица П2

Технические данные силовых трансформаторов серии ТС и ТСТ

Примечания:
    1. Трансформаторы ТСТ имеют третью обмотку, предназначенную для питания цепей управления, ее Р = 5 % от номинальной.
    2. Для трансформаторов разных типов вторичные напряжения могут быть выполнены для всех значений, указанных в табл. П 2.

                                                                                                          Таблица П3

Основные параметры тиристоров

Таблица П4

Технические данные трехфазных токоограничивающих реакторов

Таблица П5

Технические данные трехфазных токоограничивающих реакторов

Примечание. Р − реактор; О − однофазный; С − охлаждение естественное, воздушное;

Технические данные сглаживающих дросселей
серии ФРОС

Реакторы серий ФРОС предназначены для сглаживания пульсаций выпрямленного тока цепи в тиристорных преобразователях и рассчитаны для длительной работы в цепи выпрямленного тока со значением выпрямленного напряжения не выше 500 В. Реакторы допускают (кроме реактора с индуктивностью 5 мГн) кратковременное протекание тока, линейно нарастающего от 0 до 3-х кратного значения номинального, в течение 0,05 с. Допустимые превышения температуры обмотки для умеренного климата 115 ⁰С. Реактор состоит из обмотки, насаженной на стальной стержень.

Таблица П6

Примечание. Ф − фильтровый; Р − реактор; О − однофазный; С − охлаждение естественное, воздушное

Технические данные сглаживающих дросселей
серий СРОМ и СРОС

Реакторы серии СРОМ предназначены для сглаживания пульсации выпрямленного тока в схемах тиристорных выпрямителей. Допустимое превышение температуры для умеренного климата обмоток составляет 65 ⁰С, магнитопровода 75⁰С. При кратковременном увеличении тока до 1000 А индуктивность не менее 0,1 Гн для СРОМ 5500/20У1. Реактор состоит из обмотки и стержневого магнитопровода, помещенного в бак с трансформаторным
маслом.

Таблица П 7

Примечание. Два значения I _н получаются пересоединением вводов на последовательное или параллельное включение обмоток и стержней. С − сглаживающий; Р − реактор; О − однофазный; М − естественное масляное охлаждение; С − охлаждение естественное, воздушное при открытом исполнении.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов