Влияние коммутации на форму кривой напряжения питающей сети

Процесс коммутации приводит к искажению формы кривой напряжения питающей сети.

Относительное значение амплитуды любой (k -ой) гармоники коммутационных искажений, е _k*, может быть определено по формуле (94)

(94)

где: U_mk -амплитуда k -ой гармоники

- (95)

-расчетное значение мощности цепи постоянного тока (94) S _кз.= S _{кз тр}+ S _{кз. см.};

S _кз - суммарная мощность короткого замыкания;

S _{кз тр} - мощность короткого замыкания трансформатора;

S _{кз. см} - мощность короткого замыкания синхронной машины, питающей трансформатор;

k - номер гармоники;

k = k _т m ₂ n ±1; n =1,2,3,.. - натуральный ряд чисел;

(96)

(97)

 

где

m ₁- число фаз первичной обмотки трансформатора;

U _1фN номинальное напряжение фазы первичной обмотки трансформатора;

I _{1фкзN тр.} - номинальное значение тока короткого замыкания трансформатора;

I _{1фкзN см} - номинальное значение тока короткого замыкания синхронной машины, питающей трансформатор;

Z _k - полное сопротивление короткого замыкания трансформатора.

При отсутствии проектных данных можно приблизительно оценить мощность короткого замыкания системы, исходя из того, что напряжение короткого замыкания питающих систему трансформаторов находится в пределах 10,…,17%. Поскольку сверхпереходной реактанц синхронной машины обычно равен 20,…,25%, то мощность короткого замыкания сети, питающей выпрямитель, может быть определена в первом приближении как

S _К.З.=(6,…,10) S _ТР+(4,…,5) S _СМ.

 

Относительное действующее значение высших гармоник напряжения питающей сети, Δ U _в.г., из-за явления коммутации:

.

 

(98)

где

х _ф^*= х _тр^*+ х _см^*.

Поскольку стандартом на качество электроэнергии (ГОСТ13109-67) определено допустимое значение действующих значений высших гармоник:

∆U _В.Г.=5% минимальное отношение мощности короткого замыкания питающей сети к номинальной мощности выпрямителя Р_dN должно быть не менее

 

(99)

Стандарт по нормам качества электроэнергии оговаривает также и допустимые колебания действующего напряжения сети при толчковой нагрузке. В связи с этим при проектировании выпрямителя необходимо определить снижение действующего напряжения сети при питании от нее выпрямителя. Обычно при расчете уменьшения действующего значения напряжения сети принимают во внимание реактивную мощность преобразователя, которая максимальна при величине угла регулирования

α= π/2 – γ/2, и относят ее к мощности короткого замыкания сети:

 

(100)

В этом случае выпрямитель рассматривают как обычный потребитель реактивного тока.

При питании от сети нескольких мощных выпрямителей анализ влияния их на питающую сеть нельзя проводить, используя метод суперпозиции, т.е. путем элементарного суммирования влияния каждого из них, так как состав выпрямителей является неоднородным по мощности, а углы регулирования и нагрузки отдельных выпрямителей не совпадают. В этом случае для оценки влияния группы выпрямителей на питающую сеть необходимо применять вероятностные методы.

Можно показать, что при ∆U′;_c.доп=0,015, для х _ф^*=0,1 и двухкратной перегрузки мощность короткого замыкания сети должна быть больше мощности нагрузки выпрямителя не менее, чем в 128 раз, что требует очень жесткой сети [8].