диплом. Федотов М.А. Дипломный проект тема Реконструкция распределительного устройства 3,3 кВ с выбором схемы вольтодобавочного устройства

• Название: Дипломный проект тема Реконструкция распределительного устройства 3,3 кВ с выбором схемы вольтодобавочного устройства
• Анкор: диплом
• Дата: 16.05.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: Федотов М.А.docx
• Тип: Диплом; #532431
• страница: 7 из 10

3.3.3 Коэффициент мощности
Отношение активной мощности, потребляемой из сети, к полной кажущейся мощности называется коэффициентом мощности вычисляется по следующей формуле
(3.5)

где i0	–	ток холостого хода трансформатора;
ν	–	коэффициент искажения формы кривой сетевого тока;
	–	угол коммутации, эл.град.

Определим величину коэффициента мощности


3.3.4 Коэффициент полезного действия (КПД)
Отношение активной мощности, отдаваемой преобразователем приемнику постоянного тока, к активной мощности, потребляемой выпрямителем из сети, называется коэффициентом полезного действия и определяется по формуле
(3.6)

где ΔРd

–

суммарная величина потери мощности в выпрямительном режиме.

ΔР_d преобразователя вычисляется по формуле
(3.7)
Величина ΔР_т – потери мощности в преобразовательном трансформатореопределяются исходя из величины потерь холостого хода – ΔР_ХХ и величины потерь короткого замыкания – ΔР_КЗи определяются по формуле
(3.8)
Рассчитаем потери мощности в диодах
(3.9)
(3.10)

где rсу

–

активное сопротивление сглаживающего реактора.

Мощность системы охлаждения ΔР_ох= 0 кВт (с естественным охлаждением), ΔР_ох= 2 кВт (с принудительным охлаждением). Мощность системы управления ΔР_у = 0 кВт (преобразователь на диодах), ΔР_у = 1,5 кВт (преобразователь на тиристорах).

Определим величину КПД







Аналогичные расчеты производим для выпрямителя ПВЭ-5 с преобразовательным трансформатором ТДП-16000

Полученные данные сводим в таблицы 4.3 и 4.4.
Таблица 3.1 – Энергетические характеристики и параметры выпрямителя В-ТПЕД-3,15к-3,3к с преобразовательным трансформатором ТРСЗП-12500/10УХЛ1

Параметр	Выпрямительный режим
	0·IdН	0,25·IdН		0,5·IdН	0,75·IdН	IdН
	0	787,5		1575	2362,5	3150
γ, эл. град	0	10,7		15	18,6	22
ΔUп, В	7,2	7,394		7,589	7,783	7,98
Ud, В	3449	3408,35		3374,91	3331,47	3308
λ, о.е.	0	0,994		0,99	0,985	0,981
ΔРт, кВт	14	28,3		42,5	56,8	71
ΔРп, кВт	0	2	4,4		7	10
ΔРсу, кВт	0	3,7	14,9		33,5	59,5
ΔРох, кВт	0	0	0		0	0
ΔРу, кВт	0	0	0		0	0
ΔРd, кВт	14	31	61,8		97,3	140,5
η, о.е.	0	0,999	0,999		0,999	0,999

Таблица 3.2 – Энергетические характеристики и параметры выпрямителя ПВЭ-5 с преобразовательным трансформатором ТДП-16000/10/3,3

Параметр	Выпрямительный режим
	0·IdН	0,25·IdН	0,5·IdН	0,75·IdН	IdН
	0	787,5	1575	2362,5	3150
γ, эл. град	0	14,8	20,3	24,2	28,5
ΔUп, В	15,3	15,38	15,42	15,48	15,54
Ud, В	3630	3568,1	3502,7	3447,3	3383,1
λ, о.е.	0	0,939	0,923	0,911	0,907
ΔРт, кВт	17,5	32,5	51	69,5	91,5
ΔРп, кВт	0	4,8	9,7	14,7	19,8
ΔРсу, кВт	0	3,7	14,9	33,5	59,5
ΔРох, кВт	2	2	2	2	2
ΔРу, кВт	0	0	0	0	0
ΔРd, кВт	14	31	61,8	97,3	140,5
η, о.е.	0	0,987	0,987	0,984	0,982

По найденным в ходе вычислений значениям внешние характеристики выпрямительного преобразователя, зависимости угла коммутации γ, коэффициента мощности  и коэффициента полезного действия  построим зависимости от выпрямленного тока. Полученные характеристики приведены ниже в Приложении Е.

Проведя сравнительный анализ характеристик и энергетических параметров работы двух представленных выпрямительных преобразователей (таблица 4.2) делаем вывод, что установка 12-пульсового выпрямителя В-ТПЕД-3,15к-3,3к с преобразовательным трансформатором ТРСЗП-12500/10 УХЛ1 является наиболее лучшим вариантом.
3.4 Регулирование выпрямленного напряжения на шинах 3,3 кВ с применением вольтодобавочного устройства
3.4.1 Технические характеристики вольтодобавочного устройства
Технические характеристики приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 – Технические характеристики вольтодобавочного устройства

Наименование параметра	Значение
1	2
Количество фаз напряжения сети переменного тока	3
Номинальное напряжение питающей сети, кВ	10
Номинальная частота питающей сети, Гц	50
Номинальное выходное напряжение, В	500
Номинальный выходной ток, кА	3,15
Выходная мощность, кВт, не менее	1500
Напряжения питания собственных нужд трехфазное частотой 50 Гц, В	220

Окончание таблицы 3.3

1	2
Мощность, потребляемая цепями собственных нужд, кВа, не более	5
Коэффициент полезного действия в номинальном режиме, не менее	0,97
Диапазон регулирования выходного напряжения, В	от 0 до 500

3.4.2 Состав оборудования вольтодобавочного устройства
В состав ВДУ могут входить:

 модуль вольтодобавочного устройства (далее модуль ВДУ).

 трансформатор вольтодобавочного устройства 10(6) кВ (далее трансформатор ВДУ);

 шкаф дистанционного управления (далее шкаф ДУ);

 датчик напряжения с предохранителем и комплектом проводов вторичной коммутации (далее ДН).

Шкаф ДУ позволяет управлять как одним, так и двумя модулями ВДУ, установленными на одной тяговой подстанции.
3.4.3 Описание работы вольтодобавочного устройства
Модуль ВДУ включается последовательно с тяговым выпрямительным агрегатом со стороны «минуса». Напряжение на выходе модуля ВДУ суммируется с напряжением тягового выпрямительного агрегата. Регулированием напряжения модуля ВДУ обеспечивается стабилизация значения выходного напряжения тяговой подстанции на заданном уровне. Регулирование выходного напряжения модуля ВДУ осуществляется по сигналам ДН, установленного на сборных шинах постоянного тока тяговой подстанции. Выходной сигнал ДН заводится в шкаф ДУ, где сравнивается с уставкой. По результатам сравнения формируется сигнал управления ВДУ, в результате чего модуль ВДУ обеспечивает выходное напряжение, необходимое для стабилизации напряжения тяговой подстанции на уровне заданной уставки. Для защиты ВДУ от перегрузок используются сигналы с датчиков тока. Защита ВДУ от перегрузок обеспечивается переводом его в режим стабилизации по току. Система управления ВДУ обеспечивает выходное напряжение модуля ВДУ, необходимое для удержания тока ВДУ на уровне, не превышающем уставку. В случае невозможности стабилизации тока и его дальнейшего увеличения (короткое замыкание) обеспечивается минимальное выходное напряжение модуля ВДУ. Для снижения переменных составляющих в выпрямленном напряжении, а также прохождения тока при выключенном ВДУ предусмотрены шунтирующие диоды. В случае возникновения аварийной или нештатной ситуации с тиристоров снимаются импульсы управления, а ток тяговой подстанции замыкается через шунтирующие диоды. В этом случае обеспечивается уровень напряжения на выходе тяговой подстанции без работы ВДУ (без стабилизации). Для обеспечения дистанционного управления ВДУ на тяговой подстанции устанавливается шкаф ДУ. В шкафу ДУ предусмотрена возможность управления и сигнализации ВДУ по системе телемеханики.

Аварийные отключения ВДУ происходят:

 при превышении тока нагрузки;

 при небалансе токов выпрямителя ВДУ;

 при перегреве выпрямителя ВДУ.