Диссертация (Повышение управляемости фазоповоротных устройств с тиристорными коммутаторами), страница 12

В этом режиме коэффициенты трансформации ШТ двух неотключенных фаз одинаковы.Третья фаза в этом режиме является отключенной, поэтому выражения из блока обобщенныхсоотношений (2.1) – (2.10), содержащие коэффициент ШТ отключенной фазы, для описанияданного режима отсутствуют.На протяжении всего процесса переключения НПФ_С режим работы ФПУ возникаетдважды – при выключении фазы А и при выключении фазы С (которое, согласно алгоритму,происходит после включения фазы В). Для получения аналитических выражений рассмотримпервый НПФ_С режим работы ФПУ при отключении фазы А, когда фазы В и С еще находятся вначальной ступени регулирования.

При этом коэффициент трансформации ШТ соответствует=начальной ступени регулирования и равеннеобходимыхтоковинапряженийвоспользуемся==обобщенной. Для расчета всехсистемойуравнений(2.1) – (2.10). Аналогично, подставив в эти уравнения необходимые коэффициентытрансформации ШТ, можно получить выражения и для второго НПФ_С режима, гдекоэффициент трансформации ШТ соответствует конечной ступени регулирования и равен===.Ниже приведены расчетные соотношения для первого НПФ_С режима. Согласноалгоритму, импульсы управления снимаются с фазы А и в фазе А ТК пропадает токИз первого соотношения системы (2.6) следует, что= 0.= 0. Тогда согласно первомусоотношению системы (2.5) с учетом первого соотношения системы (2.8):==−∙.(2.65)Согласно закону Кирхгофа для токов линии до и после ФПУ++= 0,(2.66)++= 0.(2.67)Из соотношений (2.66), (2.67) и (2.8) получается++= 0.(2.68)67Поскольку= 0, из последнего соотношения системы (2.7) следует=−(2.69).Тогда из последнего соотношения системы (2.6) следует=−(2.70).А, значит,=+,=−,==−.=−=(2.71)=−−(2.72).=(2.73).Подставив во второе соотношение системы (2.5), соотношения (2.71), (2.72), второесоотношение системы (2.8) и второе соотношение системы (2.6) с учетом (2.65), получим=(2.74).∙ − + ∙Аналогичным образом получается выражение для определения тока=Для того, чтобы найти ток(2.75).∙ − − ∙, воспользуемся выражением (2.12) и распишем его отдельныесоставляющие, учитывая соотношения систем (2.9) и (2.10)=−−∙=+−(−=+−−(−−∙,)∙,)∙(2.76),(2.77)=−∙,(2.78)=+∙.(2.79)Из (2.74) и (2.75) следует, что−=− ∙∙.(2.80)68Из второго и третьего соотношений системы (2.8) с учетом первого соотношения системы(2.71):−=−= ∙∙(2.81).Отсюда получим аналитическое выражение для определения тока=−))+(.)∙=(2.82)∙∙∙ √3 ∙)=−)∙(∙(−С учетом соотношений((:−и∙∙ √3 ∙=+∙ √3 ∙∙∙ √3 ∙.∙, получим(2.83)Подставляя (2.83) в (2.82) после некоторых математических преобразований, получится√∙∙∙√∙∙∙=(2.84).()∙∙Согласно таблице 2.1 выражение (2.84) может быть также записано в виде∝∙∙=∙∙(∝∝∙).(2.85).(2.86)С учетом (2.65)∝∙∙=∙∙(∝∝∙)Подставив (2.84) или (2.86) в выражение (2.78), получим два варианта расчета напряжения– через коэффициенты трансформации и через угол регулирования .∙=√∙∙√∙∙∙−∙(=−∙)∙∙∝(2.87)∙∝∙∙(,)∙∝∙.(2.88)Аналогично, подставив (2.84) и (2.85) в выражение (2.79) с учетом (2.65), получим дваварианта расчета напряжения:69∙=√∙∙√∙∙∙+∙(=)∙+∙∝∙∙(2.89),∙∙(∝∙∝∙)(2.90).Теперь преобразуем выражения (2.74) и (2.75) с помощью все тех же (2.84) и (2.85).∙∙√∙√∙∙∙=∙ − + ∙()∙=∙∙√∙∙(∙∝∝∙√∙(2.92).)∙∙=∙ − − ∙()∙∝∙∙∙(=Из (2.71) известно, что,(2.93)∙∙=(2.91)∙∝∙∙,∝∝∙(2.94).).

Из второго и третьего соотношений системы (2.8)+=+(2.95).Из (2.66) и (2.67) с учетом (2.65) следует равенство токов+=+(2.96).Для того чтобы выполнялись оба условия (2.95) и (2.96), необходимо, чтобы====∙∙∝∙(∙∙∝∙∝)∙(∝∙∝∙)∙,(2.97).(2.98)∝Теперь, воспользовавшись найденными токами, можно рассчитать недостающие токи инапряжения и выразить их через коэффициенты трансформации и угол регулирования .70Из (2.65)=−∙∙=−∝∝∙∙(∝∙(2.99).)Из (2.71)==−=∙∙=∝∝∙∙(∝∙(2.100).)= 0.Из (2.70)=−=−∝∙∙=∙∙∝∝∙(∝(2.101).)= 0.Из (2.72) и (2.73)=−=−∝∙∙=∙(Подставим получившееся выражение для тока==√∙∙−∙∝∙,√∙∙ − − ∙=)∙−∙(∝∙=∙√∙)+∙∙(2.104).,√∙∙ − + ∙)∙(2.103)во второе соотношение системы (2.10)∙∙∙+(,∝∙Подставим получившееся выражение для тока∙∙∙∝∙∙(2.102).)−(=∝во второе соотношение системы (2.9)∙∙∙∙∙,(2.105)71=∝∙∙+∝∙∙(∝∙∙)Подставим получившееся выражение для тока==√∙∙−∙в третье соотношение системы (2.9)∙,√∙∙∙−∙ − + ∙(=)∙∝∙∙−∝∙∙(=∙√∙∙∝∙∙)+∙(2.108).,√∙+∙ − − ∙=)∙∙+(2.107)в третье соотношение системы (2.10)∙∙∙(,∙Подставим получившееся выражение для тока=(2.106).∙,(2.109)∙∝∙∙∙(∝∝∙∙)(2.110).Из систем соотношений (2.2) следует∙====∝(∝∙∝+∝∝∝∙(=,и∙)∙((2.111),∝)∝+Теперь найдем фазные напряжения∝)(∙=∙+∙=∝,(2.112).(2.113)∝)из второго соотношения системы (2.3):,72=√∙∙∙√∙∙∙∙∙∙∙∙+∙)∙∙(=∙∙+∝∝∙∙∙(2.114),∙∝∙∝∙∙)∙((2.115).Из третьего соотношения системы (2.3)=∙=√∙∙∙√∙∙,∙∙∙∙∙∙+∙)∙∙(=∙−∝∙∙∙∝∙(2.116),∙∝∙∝∙∙)∙((2.117).Из третьего соотношения системы (2.4)+(=∙∙∙√∙∙√∙∙∙∙(∙∝∙∙∝∙∝∙∙)∙∙∙(∙∙∙∙∙∙∙,(2.119)∙(∙(2.118),)∙∙∙(∙)∙−)∙∙)∙∝∙(∙∙∙)(2.120).)∙(В НПФ_С режиме работы к выключенному вентилю тиристорного моста отключаемойфазы прикладывается напряжение, на которое влияют две составляющиеи.

Поэтомунапряжение на тиристорных вентилях соответствующего МТК отключаемой фазы А вычисляетсяпо формуле:.МТК=∙∑±∙∙∙2,(2.121)73– номер моста ( = 1 … 4),где– минимальный коэффициент трансформации ШТ,вычисляемый из соотношения (2.34);– количество последовательно соединенныхтиристорных ячеек в плече моста.В НПФ_С режиме работы к выключенному вентилю тиристорного моста фаз В и С, сучетом соответствующих коэффициентов трансформации, прикладывается напряжениеисоответственно. Поэтому, с учетом соотношений (2.112) – (2.113), напряжения натиристорных вентилях соответствующего МТК фаз B и С вычисляются по формулам.МТК=±∙∙2,(2.122).МТК=±∙∙2.(2.123)На рисунке 2.5 приведены векторные диаграммы всех напряжений и токов в НПФ_Срежиме работы ФПУ.

Эти векторные диаграммы иллюстрируют главную отличительнуюособенность НПФ_С режима относительно ПФ_С режима работы ФПУ, которой являетсяувеличение вектора фазного напряжения отключенной фазы А ТК, что говорит овозникающем перенапряжении на ТК в отключенной фазе. При этом при переходе изотрицательной ступени регулирования это напряжение возрастает несколько меньше, чем припереходе из положительной ступени. Также происходит изменение напряжения в линии, котороеможет как увеличиваться, так и уменьшаться.

В токах линии также происходит изменение: токина входе и выходе ФПУ отключаемой фазы ТК в НПФ_С режиме становятся равными друг другу=, входной ток ФПУ фазы В становится равным выходному току ФПУ фазы Са входной ток ФПУ фазы С становится равным выходному току ФПУ фазы В==,[56].Фазные токи оставшихся включенными фаз равны по модулю и противоположны по знаку=−.74Рисунок 2.5 Векторные диаграммы напряжений и токов в неполнофазном симметричном режиме работы= −15, б) – напряжения для перехода изФПУ: а) – напряжения для перехода изв) – токи для перехода из= −15, г) – токи для перехода из= 15,= 152.2.2 Аналитическая модель установившегося неполнофазного несимметричногорежима работы ФПУ в энергосистемеЕще один неполнофазный режим, возникающий в процессе переключения по алгоритму внулетока,называетсянеполнофазнымнесимметричным(НПФ_НС)режимом.Привозникновении НПФ_НС режима работы ФПУ коэффициент трансформации ШТ однойнеотключенной фазы соответствует начальной ступени регулирования, а другой неотключеннойфазы – конечной ступени регулирования.

Третья фаза в этом режиме является отключенной,75поэтому ее коэффициент ШТ при аналитическом описании не учитывается и уравнения,содержащие этот коэффициент для описания данного режима отсутствуют.На протяжении всего процесса переключения НПФ_НС режим работы ФПУ возникаетоднократно – при выключении фазы В (которое, согласно алгоритму, происходит послевключения фазы А в конечную ступень регулирования).

В НПФ_НС режиме работы ФПУ послевыключения фазы В оказывается, что фаза А уже перешла в конечную ступень регулирования, афаза С еще находится в начальной. Значит, здесь коэффициент трансформации ШТ для фазы Аравен==, а для фазы С= 0,сказать, что. Поскольку отключается фаза В, то сразу же можно= 0 и равны токи линии до и после ФПУ=.Для расчета всех необходимых токов и напряжений снова воспользуемся обобщеннымисистемами уравнений (2.1) – (2.10).

Аналитические выражения для данного режима работы ФПУполучаются громоздкими и поэтому полностью приведены в приложении. После сложныхматематических операций получаются соотношения всех искомых величин в зависимости отпотенциалови, образуемых источниками напряженияизвестных параметров: сопротивлений линиифаз А и Сии,и,=−−=+∙∙∙=, который∙_∙_∙_∙_∙_∙∙∙_∙_∙∙∙∙∙∙∙_(2.125)∙−∙∙_+.∙_(2.124).∙_∙∙−∙∙____∙_(2.126).∙_∙=−−∙∙=−−∙__и вектора поворота.__, а также от других, коэффициентов трансформации ШТ для, коэффициента трансформации СТопределяет потенциалыи∙∙∙−∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙(2.127).76∙_=∙_+_∙_∙__∙_∙=−−∙_∙+=∙_∙∙∙∙∙+∙_∙_∙(2.129).∙∙_∙_∙_∙_∙∙_∙_∙_∙_∙_∙∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙∙_∙∙_∙_∙_∙_∙_∙∙∙∙∙+(2.131).__(2.130).__−∙_=−−_._∙=+∙_(2.128)∙__=+(2.132).∙∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙_∙+(2.134).∙_∙_∙_∙_∙_∙∙_∙_∙_∙(2.133).__−∙_=+__∙_++_∙∙+∙_∙_=∙_∙_∙_∙+(2.135).77∙_++∙_∙_∙∙∙_∙_∙∙_∙∙_∙∙_∙_∙∙_∙____∙∙∙__(2.143)).∙∙∙.−∙∙()∙∙_=−∙∙∙_(2.142)∙_∙(−∙∙_=−.∙_∙((2.141)∙∙=−∙___∙__.∙_∙∙_(2.140)∙∙_+∙___=∙_∙∙_.∙__(2.139)∙_∙−∙∙__.∙_∙_=+∙∙_(2.138)∙∙∙+∙__∙_+∙_=−−∙_∙_+−∙.∙__(2.137)∙∙∙_+∙____=∙_∙∙_−∙.∙__(2.136)∙∙∙_+∙____=∙∙∙_∙___−∙_=∙−∙(2.144)∙_∙).78∙_=∙_+∙∙_∙__∙_(2.145)∙_∙_+∙_.∙_= 0.= (−∙_∙_−∙_∙∙∙∙_∙.∙_∙_(2.147)∙__−∙_∙=−∙_∙_−∙_)(2.146)(2.148)∙_∙_−∙.∙_= 0.+∙_=∙_∙∙∙_∙___(2.149)(2.150)∙_∙_+∙__.∙В НПФ_НС режиме работы к выключенному вентилю тиристорного моста отключаемойфазы прикладывается напряжение, на которое влияют две составляющиеи.