Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Симметрирование нагрузки с помощью реакторов и конденсаторных батарей.Протекание несимметричных токов нагрузки по эл. сети приводит к появлению несимметрии напряжений. Несимметричная система токов может быть представлена симметричными составляющими прямой, обратной и нулевой последовательностей. Задача симметрирования состоит в том, чтобы параллельно несимметричной нагрузке подключить устройство, которое компенсировало бы ток обратной и (или) нулевой последовательности. Для этого ток компенсирующего устройства должен быть равен по модулю и противоположен по фазе по отношению к току нагрузки. Такое компенсирующее устройство в общем случае состоит из комбинации емкостных, индуктивных и резистивных элементов. Рассмотрим два примера симметрирования с помощью реактивных (емкостных и индуктивных) элементов. 2.8.1. Пример 1: к трехпроводной эл. сети на линейные напряжения Uab и Ubc подключены одинаковые активные нагрузки (рис.2.6) Рис.2.6. Несимметричная нагрузка, подлежащая симметрированию. Несимметричную система токов Ia, Ib, Ic необходимо разложить на симметричные составляющие. На рисунке 2.7 приведены векторные диаграммы и результаты разложения: Ia1, Ib1, Ic1 – система прямой последовательности, Ia2, Ib2, Ic2 - система обратной последовательности и отсутствующая в данном случае Ia0, Ib0, Ic0 - система нулевой последовательности. Рис. 2.7. Разложение несимметричной системы токов на симметричные составляющие. Для проверки правильности разложения следует найти исходную несимметричную систему токов, как векторные суммы токов прямой и обратной последовательности. Рис.2.8. Векторные диаграммы токов СУ и результирующих токов. Для устранения несимметрии необходимо компенсировать систему токов обратной последовательности, т.е. подобрать и подключить несимметричный набор реакторов и конденсаторов, образующих симметрирующее устройство (СУ), которое обеспечит протекание линейных токов Iсуа, Iсуb, и Iсус (рис. 3.3.б). Для достижения необходимого симметрирующего эффекта в данном случае могут использоваться два реактивных элемента (схема Штейнметца): - реактор, включенный на линейное напряжение Uab и проводящий ток Iраb; - конденсатор, включенный на Ubc и проводящий ток Iкbc (рис.3.3.в). На рис.2.8.г приведена векторная диаграмма токов симметрирующего устройства. Токи СУ Icya, Icyb и Icyc образуют симметричную систему обратной последовательности. Общая схема подключения несимметричной нагрузки с СУ приведена на рис.2.8.д. На рис. 2.8.ж изображена результирующая векторная диаграмма токов после симметрирования, из которой видно, что линейные токи Ia, Ib, Ic равны по величине, сдвинуты на 120 градусов и образуют систему прямой последовательности.
2.8.2. Пример 2: к четырехпроводной эл. сети на фазные напряжения Ua и Ub подключены одинаковые активные нагрузки (рис.2.9). Ток нагрузки фазы С отсутствует, токи нагрузки Iна, Iнb образуют несимметричную систему, разложение которой на симметричные составляющие показано на рис. 2.9. Ток в нейтральном проводе Iн = 3Iно равен току в фазах. Протекание тока в нейтральном проводе приводит к дополнительным потерям активной мощности. Основную проблему в четырехпроводных сетях, питающихся от трансформаторов Y/Y, представляют токи нулевой последовательности Iнао, Iнbо и Iнсо, которые, складываясь в нейтральном проводнике, вызывают напряжение смещения нейтрали Uo, которое, в свою очередь, искажает фазные напряжения на нагрузке.
Рис 2.9. Разложение несимметричной системы токов Iна, Iнb на симметричные составляющие. В идеале, когда сопротивление нулевой последовательности эл.сети равно нулю, напряжение Uo=0. На практике же, кроме сопротивления нейтрального проводника, следует учитывать сопротивление нулевой последовательности трансформатора. Эти два сопротивления включены последовательно и, складываясь, обычно значительно превышают сопротивления прямой и обратной последовательностей. Поэтому ток, протекая по нейтральному проводнику и по сопротивлению нулевой последовательности трансформатора, вызывает появление напряжения смещения нейтрали. При значительной несимметрии нагрузки это напряжение также может быть значительным . Имеется два пути снижения напряжения смещения нейтрали: Рис. 2.10. Компенсация тока в нейтральном проводнике.
Рис. 2.11. Компенсация тока Iно с помощью токов конденсаторов Iка, Iкс. Путь1. Уменьшение сопротивления нулевой последовательности трансформатора (ZOТ). Оно зависит от схемы соединения обмоток трансформатора: Звезда – звезда (Υ/ΥО ) : ZOТ>> ZТ Треугольник – звезда (Δ/ΥО): ZOТ≈ ZТ Звезда – зигзаг (Υ/ΖО): ZOТ<< ZТ, где ZТ – сопротивление прямой последовательности трансформатора Следует заметить, что снижение ZOТ приводит к увеличению тока однофазного короткого замыкания, поэтому не всегда применение трансформатора с малым ZOТ возможно. Путь 2. Снижение тока нулевой последовательности. Для уменьшения тока, протекающего по нейтральному проводнику и сопротивлению нулевой последовательности трансформатора, используются конденсаторные батареи: за счет подключения конденсаторов, имеющих разные мощности в фазах добиваются такого тока в нейтрали конденсаторов Iко, который был бы направлен встречно и равен по модулю току в нейтрали нагрузки Iно (рис. 2.10). На рис.2.11 показан графический способ определения состава СУ и нахождения токов отдельных конденсаторов. Ток в нейтрали СУ Iко должен быть равен по модулю току в нейтрали нагрузки Iно, но направлен встречно (рис. 2.11б). Далее (рис.2.11-в) ток Iко раскладывается на составляющие: в данном случае – на токи конденсаторов, подключенных на фазные напряжения Ua (Iка) и Uc (Iкс). Схема подключения конденсаторов СУ показана на рис.2.11-г. В результате подключения СУ система токов Ia, Ib, Ic их симметричные составляющие изменились (рис.2.12): ток обратной последовательности увеличился, а ток нулевой последовательности полностью исчез.
Рис. 2.12. а) Схема подключения СУ; б) Результирующие токи Ia, Ib, Ic; в), г), д) Разложение системы токов Ia, Ib, Ic на симметричные составляющие.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-29 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |