8.6 Влияние преобразователей на питающую сеть

Выпрямитель, обеспечивающий в нагрузке мощность Р_d0=1 МВА, подклю­чен к промышленной сети с мощностью короткого замыкания S_k=50 МВА. При выборе значения индуктивной компоненты напряжения u_xt короткого замыка­ния трансформатора или реактора, включенного в сеть переменного тока, необходимо учитывать, что при повышенных значениях u_xt ток короткого за­мыкания существенно ограничен, что упрощает выбор устройств защиты, но при этом значительно возрастает индуктивная составляющая изменения вып­рямленного напряжения u_dxt. Для последующего расчета предположим, что u_xt = 8%.

Коэффициент подключения К_р=P_d0/S_k=1/50=2%. При отсутствии управления (=0) влияние преобразователя на питающую сеть характеризуется следующи­ми величинами:

- длительность провалов в кривой напряжения

cos₀=1-(u_xt+K_p)=1-(0,08+0,02); ₀=25,8 (8.33)

- величина провалов:

h₀= = =7,54% (8.34)

- для определения частного коэффициента гармоник используем формулу (8.35)

d_xt=U_dxt/U_{di 0}=A·u_xt (8.35)

где А-коэффициент наклона внешней характеристики, зависит лишь от схемы выпрямления; его значения берутся из справочных данных

при А=0,5 находим

d_xt = 0,5·8%=4%

для  =5 согласно рис. 8.8. при α=0 имеем I₅/I_5t =0,8.

Следовательно, частный коэффициент гармоник согласно (8.36)

k_ν=K_р·I_ /I_i (8.36)

равен k₅= K_р ·I₅/I_5i =2%·0,8=1,6 %;

Рис. 8.8. Изменение относительного действующего значения 5-ой гармони­ки потребляемого от сети тока (по отношению к значению тока этой гармо­ники в идеализированном выпрямителе) в зависимости от обусловленного ин­дуктивными сопротивлениями относительного снижения напряжения d_xt при различных углах управления α

- далее находим

(8.37)

и при К_р=2% получаем с помощью рис. 8.10 (а и б), что k_г<4%.

Р ис. 8.9. Кривые для определения полного коэффициента гармоник k_г в функции зависимости от коэффициента подключения K_р и относительного напряжения короткого замыкания u_k: а - при α=0; б - при α=π/2-γ/2

- для того же преобразователя при U_d = 0( управляемый выпрямитель при нулевом выпрямленном напряжении, т.е. при α₁=π/2-γ/2) ξпределяем по (8.38) длительность провалов (определяемая углом перекрытия γ₁)

sin(γ₁/2)=(u_xt+K_p)/2 (8.38)

sin(γ₁/2)=(0,08+0,02)/2=0,05; следовательно γ₁=5,73°.

- по формуле (7.39) определяем значение провала напряжения

h₀ = (8.39)

h₀ =

- по рис. 8.8 при d_xt=4% и α ≈ 90° находим I₅/I_5i=0,98; тогда согласно (8.36)

частный коэффициент гармоник равен k₅=2·0,98=2%

- согласно рис. 8.9, б k_г=5,5%.

Таким образом, при переходе от неуправ­ляемого режима преобразователя к режиму с нулевым выпрямленным напряже­нием изменение напряжения равно:

∆u=1,1· K_p=1,1·2 =2,2%.

Следовательно, ∆u меньше указанного в справочных данных граничного значения промышленной сети.