Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Методы и средства повышения эффективности электроснабжения при несимметрии напряжений
1.1. Общие положения
1.2. Влияние длительной несимметрии напряжений на эффективность электроснабжения потребителей
1.3. Методы оценки несимметрии напряжений в многофазных системах. 22
1.4. Методы и средства уравновешивания режима многофазных систем
Выводы
ГЛАВА II. Согласованный способ передачи электроэнергии по несимметричным линиям .
2.1. Характеристика режимов несимметричной сети ..
2.2. Уравновешивание режима согласованием систем напряжений с сопротивлениями линий
2.3. Синтез системы напряжений, согласованной с сопротивлениями линий.
2.4. Осуществление согласованной электропередачи.
2.5. Исследование пропускной способности согласованной электропередачи по несимметричным линиям..
2.6. Согласование режима трехфазной четырехпроводной линии
Выводы.
ГЛАВА III. Преобразователи уравновешенных систем
3.1. Общие положения по расчету и выбору преобразователей уравновешенных систем. 96
3.2. Преобразование и синтез уравновешенных систем с помощью автотрансформаторов
3.3. Оптимизация установленной мощности преобразователей уравновешенных систем3.4. Преобразование и синтез уравновешенных систем на базе трансформаторов.
3.5. Расчет и выбор преобразователей уравновешенных систем. 194
3.6. Преобразование системы напряжений для согласованной электропередачи. {.?
Выводы
ГЛАВА IV. Повышение эффективности электроснабжения при поперечной несимметрии сети .
4.1. Общий случай уравновешивания режима трехфазной трехпроводной сети при несогласованной нагрузке
4.2. Уравновешивание режима трехфазной четырехпроводой сети при подключении однофазных и двухплечевых нагрузок. ...7.
4.3. Симметрирование токов и напряжений в четырехпроводных системах с помощью активных элементов
Выводы
Заключение
Литература
- Влияние длительной несимметрии напряжений на эффективность электроснабжения потребителей
- Уравновешивание режима согласованием систем напряжений с сопротивлениями линий
- Преобразование и синтез уравновешенных систем с помощью автотрансформаторов
- Общий случай уравновешивания режима трехфазной трехпроводной сети при несогласованной нагрузке
Введение к работе
Актуальность задач повышения эффективности электроснабжения при наличии факторов, снижающих качество электроэнергии, обусловлена тем, что она непосредственно связана с решением задач снижения потерь, экономии, рационального и эффективного использования энергии и электротехнологического оборудования. Важность этих задач для народного хозяйства отмечена в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, утвержденных ХХУІ съездом КПСС, а также в постановлениях партии и правительства об ускорении научно-технического прогресса.
Развитие новых производств, применение новых электротехнологических установок, широкое распространение несимметричных, нелинейных и быстроизменяющихся нагрузок оказывает существенное влияние на качество электрической энергии.
Отклонение показателей качества электроэнергии от регламентируемых ГОСТом 13109-67 приводит к снижению эффективности процессов во всех звеньях системы электроснабжения, усилению взаимного отрицательного влияния нагрузок, т.е. к нарушению электромагнитной совместимости электрической сети и потребителей.
Для обеспечения эффективного электроснабжения потребителей в таких условиях необходимы разработка и осуществление методов и технических средств, характер которых определяется происходящими в системе энергетическими процессами.
Большой практический интерес представляют вопросы повышения эффективности и качества электроснабжения при наличии несимметрии напряжений и токов. Это обусловлено тем, что во-первых, указанная несимметрия отрицательно влияет на все остальные показатели качества электроэнергии и, во-вторых, энергетические процессы в систе-
ме в этом случае, характеризуются наличием пульсирующей мощности, обуславливающей неуравновешенность режимов сети.
Существенный вклад в разработку методов и средств повышения качества электроснабжения в условиях несимметрии внесли советские ученые Н.А.Мельников, А.К.Шидловский, В.К.Лебедев, В.А.Кулинич, Л.А.Жуков, А.Н.Милях, И.В.Жежеленко, В.Г.Кузнецов, Д.В.Тимофееі, Р.Р.Мамошин, В.Г.Аввакумов, Л.А.Цейтлин, А.В.Праховник, М.Г.Шалимов и др., а среди зарубежных - В.Бадер, Е.Горошко, М.Годинка, П.Венар, Д.Генкин, А.Моррис, Р.Ргоденберг, К.Вагнер, Р.Эванс и др.
В последние годы исследование вопросов уравновешивания и создания преобразователей многофазных уравновешенных систем приобрели важное значение и для специальных несимметричных линий электропередачи (НЛЭП). Это связано с тем, что на практике используются системы "два провода - рельс" продольного энергоснабжения нетяговых трехфазных потребителей, "два провода « труба" для питания забойных двигателей при бурении нефтяных скважин и погружных насосов для откачки нефти, а также другие несимметричные линии электропередач, у которых в качестве одного из проводов линии используются земля, корпуса транспортных средств и т.д., характеризующиеся несимметрией сети. Значительное число теоретических и экспериментальных работ отечественных и зарубежных специалистов в этой области /*8~12, 38, 45, 49, 50, 59, 69, 80, 81, 83, 84, 99 и др.У посвящены исследованиям по созданию методов и средств обеспечения допустимых режимов работы электротехнического оборудования энергетических систем в условиях несимметрии сети и потребителей. Однако многие теоретические и прикладные задачи повышения зффеїтивности электроснабжения при несимметрии сети и нагрузки остались нерешенными, рассмотрению которых посвящается настоящая диссертационная работа.
Целью настоящей работы является разработка методов и средств повышения эффективности электроснабжения при несимметрии сети и потребителей, а именно - разработка параметрически уравновешенного (согласованного) способ электропередачи, разработка методов и средств преобразования несимметричных согласованных систем и разработка способов уравновешивания режимов систем электроснабжения при наличии продольной и поперечной несимметрии.
Исходя из указанной цели, в работе были поставлены и решены следующие задачи:
Разработан метод оценки несимметрии напряжений в трехфазных системах с помощью предложенных номограмм;
Разработан способ согласованной передачи электроэнергии по несимметричной линии;
Исследованы вопросы преобразования согласованных уравновешенных систем;
Создана методика и алгоритм расчета и выбора преобразователей уравновешенных систем (ПУС);
Разработаны и внедрены новые методы и устройства уравновешивания режима в несимметричных и симметричных электрических сетях.
Основные положения, выносимые на защиту:
Метод оценки несимметрии напряжений в трехфазных системах с помощью предложенных номограмм.
Параметрически уравновешенный (согласованный) способ электропередачи. Общие условия согласования коэффициентов несимметрии напряжений с сопротивлениями проводов линий электропередач.
Расчет напряжений, согласованных с собственными сопротивлениями проводов НЛЭП;
Методика синтеза структуры преобразователей уравновешенных систем;
Алгоритм расчета и выбора преобразователей уравновешенных систем.
Аналитические зависимости для расчета параметров симметрирующих устройств при подключении к трехфазной трехпроводной сети неуравновешенной нагрузки.
Схемы уравновешивания режима трехфазной четырехпроводной сети при подключении однофазных и двухплечевых нагрузок.
8. Практические разработки уравновешивающих устройств.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения,
списка использованной литературы и трех приложений.
В первой главе диссертации дана характеристика современного состояния исследований в этой области, рассмотрены данные о влиянии несимметрии напияжений на работу электрооборудования. Предложен метод оценки несимметрии напряжений в многофазных системах с помощью номограмм, проведен анализ существующих преобразователей уравновешенных систем, а также определены задачи данного исследования.
Вторая глава посвящена разработке согласованного способа передачи электроэнергии по несимметричным линиям. Дана характеристика режимов несимметричной линии и получены условия уравновешивания режима многофазной системы. Рассмотрен вопрос уравновешивания режима согласованием систем напряжений с сопротивлениями линий и предложен синтез системы напряжений, согласованной с сопротивлениями линий. Проведено исследование пропускной способности согласованной электропередачи по несимметричным линиям при изменении формы треугольника питающих напряжений. Предложены схемные решения для осуществления согласованной электропередачи.
В третьей главе приводятся общие положения и алгоритм методики расчета и выбора преобразователей уравновешенных систем, обеспечивающих электромагнитную совместимость сети и нагрузки. Показа-
- 8 -но, что структуры схемного выполнения преобразователей зависят от параметров нагрузки, поэтому не может быть создана структура универсального преобразователя зфавновешенных систем. В связи с этим разработана методика синтеза структуры, учитывающая конфигурации треугольников входных и выходных напряжений преобразователя. Рассмотрены вопросы преобразования уравновешенных систем на базе трансформаторов и автотрансформаторов. На основе предложенной методики рассматриваются вопросы создания преобразователя степени несимметрии трехфазных напряжений, позволяющего обеспечить уравновешенный, режим источника, линии и нагрузки, а также увеличить пропускную способность согласованной электропередачи.
Четвертая глава посвящена вопросам повышения эффективности электроснабжения при поперечной несимметрии режима сети. Предложены способы уравновешивания режима многофазной сети при однофазной и двухплечевой нагрузке. Исследована возможность симметрирования многофазной системы с помощью активных элементов.
В приложении рассмотрены конкретные устройства, разработанные на основе использования полученных в диссертационной работе результатов, а также приведены материалы об их экономической эффективности.
Работа выполнена в соответствии с: общесоюзной программой по решению важнейших научно-технических проблем 0.01.II (задание 03), утвержденной ГКНТ СССР и Госпланом СССР (Постановление №526/260 от 22.12.80г.); общесоюзной целевой комплексной научно-технической программой О.Ц.ООЗ (подпрограмма О.ОІ.ІЗЦ "Повышение качества электроэнергии по напряжению и снижение потерь электроэнергии, в электрических сетях ЕЭСС СССР",задание 02),утвержденной ГКНТ СССР и Госпланом СССР (Постановление № 515/271 от 29.І.8І г.); координационным планом НИР АН УССР по комплексной проблеме "Научные основы электроэнергетики", утвержденным на Бюро ОФТПЭ АН УССР
- 9 -(протокол №4 от 2.03.81г.)
Основные положения работы опубликованы в открытой печати и защищены авторскими свидетельствами. По теме диссертации опубликовано 14 работ, из которых пять написаны самостоятельно, 5 ра-бор в соавторстве и получено 4 авторских свидетельства на изобретения.
Результаты диссертационной работы использованы при разработке:
а) симметро-стабилизиругощего устройства СПП-І, предназначенного
для питания аппаратов электрошлаковой сварки мощностью до 250 кВа
в Институте электросварки АН УССР;
б) датчика параметров несимметрии токов ДІН-4, предназначенного
для измерения амплитуд и фазных углов токов прямой и обратной
последовательностей, а также для автоматического управления и
регулирования симметрирующими устройствами;
в) переданы для практического использования в Правобережном
ПЭС ПЭО "Киевэнерго".
Общий экономический эффект от внедрения разработок уже составил 94,5 тыс.рублей в год (документы о внедрении приведены в Приложении ПЗ).
Влияние длительной несимметрии напряжений на эффективность электроснабжения потребителей
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года, утвержденных ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено "продолжить работы по дальнейшему развитию Единой энергетической системы страны, повышению надежности и качества электроснабжения народного хозяйства".
Актуальность проблемы повышения эффективности электроснабжения, снижения уровня несимметрии и уравновешивания режима многофазных систем обусловлена тем, что дальнейшее развитие электрификации народного хозяйства страны, применение новых прогрессивных электротехнологических процессов и повышение эффективности использования электроэнергетического оборудования приводит к нарушению показателей качества электрической энергии, нормируемых в соответствии с ГОСТом 13109-67 /147.
Проблема повышения эффективности электроснабжения является актуальной и за рубежом. Об этом свидетельствует тот факт, что в 1974 г. в Международной электротехнической комиссии был создан технический комитет ТК-77, которому предписано заниматься проблемой электромагнитной совместимости потребителей в многофазных системах и выработкой соответствующих рекомендаций.
В общем случае под показателями качества электроэнергии в многофазной системе подразумеваются отклонения и колебания частоты, а также отклонения, несимметрия, неуравновешенность и несинусоидальность напряжений. При этом, если частота является системным параметром, определяемым скоростью вращения генераторов, то остальные показатели зависят от режимов работы как электрической сети, так и нагрузок. Обеспечение симметрии напряжений, как и регулиро вание напряжения, необходимо не только по техническим условиям работы оборудования, но и для обеспечения надежной и экономичной работы всех звеньев многофазной системы В случае, когда условия работы фаз многофазной системы являются неодинаковыми, в системе имеет место несимметричный режим, характеризующийся коэффициентами несимметрии ( би ) и неуравновешенности ( боа ) напряжений: Сц—д7= биЄ ; (1,1) ?«и « 4j-- 5«а . (1,2) где: и % U , U - симметричные составляющие напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей Учитывая вышеприведенные выражения, можно записать для одной фазы (например фазы А), принятой в качестве основной й й +й"+и"-й (1+ёи + ои). «-з)
Из выражения (1 3) следует, что в общем случае несимметрии напряже ний к вектору напряжения и добавляются векторы, вносящие асим метрию . г , - v . , . й би +U бои - U (би + боа) -ив, где f - общий коэффициент искажения б = би + бои. //" Допустимое ГОСТ 13109-67 значение и не должно превышать 2% от U , то есть би — би ооп = 0,02. При этом значение И должно быть таким, чтобы отклонения напряжений на зажимах приемников находились в допустимых пределах.
Причинами, порождающими несимметричные режимы многофазных систем, являются:
I) неполнофазные режимы, которые характеризуются работой ка ких-либо элементов системы неполным числом фаз и возникают как аварийные режимы (короткие замыкания, разрывы фаз, обрывы с замыканием на землю, отключение фазы при однофазном автоматическом повтор» ном включении и т.д.), либо предусматриваются как повышающие надежность работы электрической системы мероприятия (пофазнвй ремонт линии электропередачи или другого оборудования и т.д.) /27, 35, 85, 87-89 и др.У ;
2) использование специальных несимметричных линий электропере дач, т.е. таких передач, у которых сопротивления линейных проводов неодинаковы, что обусловлено использованием земли, корпусов, труб, рельсов и т.д. в качестве одного из проводов линии (практическое значение имеют такие несимметричные линии электропередач как ДПЗ "два провода - земля"; ДПК - "два провода - корпус"; ДПР - "два провода - рельс"; ДПТ - "два провода - труба").
В таких системах несимметрия токов и напряжений возникает даже при симметричной нагрузке. При подключении же несимметричной нагрузки, в зависимости от вида и места подключения ее, несимметрия сети может увеличиваться, либо уменьшаться, или же оставаться неизменной;
3) подключение и использование во все возрастающих масштабах несимметричных нагрузок, т.е. как правило, таких потребителей энер гии, симметричные исполнения и режимы работы которых невозможны или нецелесообразны по конструктивным, технологическим и экономическим соображениям. К числу последних, получивших большое распространение в народном хозяйстве, можно отнести: индукционные тигельные печи; установки электрошлакового переплава и графитировочные печи [бо]; мощные дуговые сталеплавильные и ферросплавные печи; однофазные электровозы переменного тока; хлораторы, магнитодинамические уста новки для перекачки металла и др.
Уравновешивание режима согласованием систем напряжений с сопротивлениями линий
В связи с развитием и широким распространением многофазных систем переменного тока появилась потребность в точном описании их несимметричных режимов, весьма многообразных по своей природе, которые в настоящее время становятся не только аварийными, но и рабочими.
Для определения параметров несимметричных режимов (симметричных составляющих напряжений прямой и обратной последовательностей, коэффициента несимметрии напряжений, углов между симметричными составляющими и линейными напряжениями трехфазной системы и т.д. применяются различные методы расчета.
Так, применение метода симметричных составляющих [і] дает возможность рассчитать токи и напряжения во вращающихся машинах переменного тока, то есть в таких установках, входные сопротивления которых зависят от порядка чередования фаз питающей сети. К ним относятся синхронные двигатели и генераторы, асинхронные двигатели и преобразователи частоты, управляемые и неуправляемые выпрямители и т.д. Однако, при определении показателей несимметрии по формулам Фортескью, предполагается знание модулей и аргументов трех синусоидальных величин, что представляет существенные затруднения при их измерениях и приводит к большим погрешностям определения симметричных составляющих /53/.
Возможно определение несимметрии режима трехфазной сети с помощью измерения двух модулей напряжения и фазы между этими напряжениями. Модули фазных и линейных напряжений могут быть измерены с погрешностью 0,1$; погрешность же измерения фазы этих напряжений, обусловленная наличием высших гармоник в сетях, на порядок выше, что приводит к недопустимо большим погрешностям измерения симметричных составляющих. Поэтому на практике определение симметричных составляющих напряжений целесообразно производить с помощью измерения только абсолютных величин (модулей) напряжений, не измеряя при этом их аргументы /78J. По полученным значениям напряжений трехфазных систем путем аналитических расчетов, графических построений, номограмм или таблиц определяют параметры несимметричного режима. Однако, определение симметричных составляющих с помощью аналитических вычислений занимает много времени и не исключает появление ошибок. Применение графических построений приводит к увеличению погрешностей, а использование таблиц /78/ хотя и намного ускоряет процесс определения симметричных составляющих, но не яв ляется наглядным способом.
Поэтому неоднократно предпринимались попытки ускорить определение симметричных составляющих с помощью специальных номограмм. Так, в научной литературе известны номограммы С.Гауффе, Л.Е.Эбина, А.А.Ковзана, И.В.Карпова, А.Г.Бокотея, И.И.Иванова, Т.П.Губенко и др. /"15, 28, ЗЗУ.
Несмотря на малую точность, определяемую одним-двумя знаками, номограммы играют весьма важную роль при анализе несимметричных процессов, определении максимальных значений линейных и фазных напряжений, качественной оценке уравновешенных процессов, при предсказании динамики многофазных систем в аварийных режимах, при расчетах токов коротких замыканий и т.д.
Однако известные номограммы обладают рядом недостатков. Так, например, номограммы Гауффе и Иванова предназначены для сравнительно больших несимметрий и имеют большую погрешность определения величины коэффициента несимметрии, составляющую 1% в абсолютных и до 10-20$ в относительных единицах при несимметрии 0,1-0,2.
В ИЭД АН УССР была предложена номограмма, представляющая собой семейство замкнутых кривых, все точки которых имеют одинаковое значение коэффициента несимметрии /78]. В отличие от ранее известных, эта номограмма предназначена для определения коэффициента несимметрии в пределах от 0,0005 до 0,02; кроме того, здесь в целью упрощения считывания, значение коэффициента несимметрии выражено в процентах.
Эта номограмма позволяет достичь более высокую точность расчета при погрешности определения линейных напряжений менее 0,2$. При этом абсолютная погрешность расчета симметричных составляющих составляет не более 0,05$.
Преобразование и синтез уравновешенных систем с помощью автотрансформаторов
Многие электротехнологические нагрузки (индуктивно-емкостные преобразователи, тяговые сети, согласованные несимметричные линии электропередачи типа ДПР, ДПТ, ДПЗ и т.д.) могут быть выполнены двух- и трехплечевыми. Причем, как указывалось в 2.4, такие нагрузки для обеспечения их оптимальных показателей требуют несимметричной системы питающих трехфазных напряжений и могут быть выполнены таким образом, чтобы был обеспечен уравновешенный режим по мощности/ 5б/.
Несимметричные системы напряжений могут быть созданы с помощью специальных преобразователей уравновешенных систем (ПУС), выполненных на базе электромагнитных элементов (трансформаторов или автотрансформаторов). Такой преобразователь осуществляет преобразование симметричной системы трехфазных напряжений в несимметричную систему, к которой подключается несимметричная, но уравновешенная по мощности нагрузка (рис. 3.1), где А,В,С - фазы входной системы напряжений, Q,ff,C- фазы выходной системы напряжений, I - преобразователь уравновешенных систем (ПУС), 2 -уравновешенная нагрузка. Питание несимметричной, но уравновешенной нагрузки от симметричной системы напряжений посредством ПУС обеспечивает симметричный режим питающей сети, т.е. электромагнитную совместимость сети и нагрузки.
Расчет и выбор преобразователя уравновешенных систем необходимо производить в следующем порядке /19/:
1. По режимам нагрузки рассчитывается система выходных на-пряжений преобразователя ( Сш » Ufi » Uc )»
2. Определяется значение коэффициента несимметрии выходных напряжений
3. Из условия уравновешенности режима нагрузки определяется коэффициент несимметрии выходной системы токов ( иI = - и), а затем и сама система токов нагрузки ["79] где Ін - симметричная составляющая токов нагрузки прямой последовательности, определяемая из выражения где Ьн - мощность уравновешенной нагрузки, UH - симметричная составляющая напряжений прямой последовательности уравновешенной нагрузки, определяемая выходной системой напряжений ПУС. Учитывая, то, что нагрузка уравновешена, выражения системы (ЗЛ) принимают вид
4. По выходным системам напряжений и токов ПУС определяется схема соединения электромагнитных элементов преобразователя и рассчитывается их конструкция;
5. В зависимости от требуемого диапазона изменения напряжений на выходе ПУС определяются методы и средства регулирования напряжения нагрузки.
При расчете ПУС принимаем следующие допущения: система пи тагощих напряжений синусоидальна и имеет бесконечную мощность потери в омических сопротивлениях обмоток, потери в магнитопрово-де, а также магнитные поля рассеивания в последних отсутствуют.
Рассмотрим возможные случаи подключения нагрузки к выходной системе напряжений ПУС. Случай I: система напряжений нагрузки имеет два общих узла с системой входных напряжений.
По заданным линейным напряжениям нагрузки (либо по и и U/i ) строим топографическую диаграмму напряжений входной (питающей) и выходной (на нагрузке) систем напряжений, причем в качестве примера положим, что Uffc = Иве » т.е. узел "в" совпадает с В, "с" совпадает с С, а узел "а" выходной системы напряжений не совпадает с А входной системы и находится вне треугольника питающей системы напряжений (рис. 3.2,а).
Проведем анализ рис. 3.2,а. Зажима А,В,С являются неподвижными узлами питающей сети. Узлы "в" и "с" являются также неподвижными, т.к. связаны жестко с узлами В и С. Поскольку ПУС должен обеспечить на выходе заданную систему напряжений Ua% U$ » Uc » то Узел "а" должен быть жестко связанным с узлами выходной системы напряжений "в" и "с". С этой целью для узла "а" необходимо создать искусственный потенциал, или, другими словами, между жесткими узлами А,В,С и узлом "а" необходимо образовать систему связей.
Для решения поставленной задачи могут быть использованы как активные (трансформаторы или автотрансформаторы), так и пассивные элементы, например п , L и С .
Общий случай уравновешивания режима трехфазной трехпроводной сети при несогласованной нагрузке
В дальнейшем используем их для выбора путей связи между узлами а,в и с. Путь связи - ломанная, соединяющая узлы а,в и с выходной системы напряжений. Полученное геометрическое построение отражает возможные структуры связей между узлами вторичной системы напряжений а,в и с.
3. Произведем выбор путей связей между узлами а,в и с по ломанным, лежащим между полученными точками пересечения, т.е. выберем путь из одного узла, в другой по ломанной с точками пересечения на ней. Один из возможных путей, образующих вторичную систему напряжения обозначен точками I,2,3,а,7,8,17,в,18,14,15,с,I. Выбором пути связей между узлами а,в и с устанавливаем структуру топографической диаграммы напряжений вторичных обмоток трансформатора.
4. Полученную топографическую диаграмму вторичных напряжений заменяеи топографическим изображением вторичных обмоток трансформатора. Такая диаграмма представлена на рис. 3.14.
5. По полученному топографическому изображению вторичных обмоток начертим принципиальную схему согласующего трансформатора (рис. 3.15).
6. На стадии выбора пути связей, образующего вторичную систему напряжений между узлами а,в и с, произведем оптимизацию выбора вторичных обмоток трансформатора. Считаем, что стержни маг-нитопровода имеют равные сечения, а следовательно и равное количество витков на I Вольт. Поэтому при оптимизации можно считать, что суммарная длина пути между узлами а,в и с пропорциональна суммарному числу витков всех вторичных обмоток. Вследствие этого оптимизация заключается в выборе минимальной суммарной длины всех путей связей между узлами а,в и с вторичной системы напряжений согласующего трансформатора. Тогда очевидно, что наиболее оптимальными схемами соединений узлов а,в и с будут схемы, имеющие Л - образную форму. Одна из них приведена на рис. 3.13. Топографическое изображение вторичных обмоток и принципиальная схема согласующего трансформатора для этого случая представлены соответственно на рис. 3.16 и рис. 3.17. Следует отметить, что Л -образные схемы соединений вторичных обмоток согласующего трансформатора при отсутствии зависимости между фазными углами входной и выходной системы напряжений могут быть сведены к схемам несимметричной звезды; при этом отсутствует жесткая ориентация треугольников первичной и вторичной систем напряжений ПУС. 7. Следующим этапом выбора и расчета ПУС является расчет вторичной обмотки согласующего трансформатора. Здесь следует рассмотреть два варианта включения нагрузки.
Несимметричная нагрузка включена в звезду. Тогда задается система фазных напряжений нагрузки Uct(H) , Ud(H) , Llc(H) , причем лучи звезды направлены по отношению друг к другу под углом, не равным 120, и определяются из выражений
Из уравнений C3.I3) определяем Ц и ц. Исходя из фазных напряжений нагрузки, определяем линейные напряжения выходной системы ПУС, образующие несимметричный треугольник.
Поскольку входная система напряжений ПУС принимается симметричной, то очевидно, что лучи несимметричной звезды напряжений вторичной обмотки согласующего трансформатора должны быть направлены под углом 120 друг к другу. Топографическая диаграмма выходных напряжений ПУС для этого случая представлена на рис. 3.18, где векторы X » и » Z определяют величины напряжений вторичной обмотки ПУС.
Таким образом, задача определения напряжений вторичной обмотки трансформатора сводится к вписанию к несимметричный треугольник выходных напряжений ПУС, определяемых выражением 3.14, несимметричной звезды с лучами сдвинутыми на угол — , и ана-литического определения длины этих лучей.
Задача вписания несимметричной звезды решается путем построения на двух любых сторонах системы выходных напряжений ПУС двух равнобедренных треугольников с углом в основании тг" . Далее проводим две дуги из вершин полученных треугольников, не лежащих на сторонах треугольника выходной системы напряжений (рис. 3.19). Радиус каждой из дуг равен длине стороны треугольника, деленной на /If. Соединив полученную точку 0 с вершинами треугольника а,в,с отрезками прямых, получим искомую несимметричную звезду с лучами, сдвинутыми на угол -у и вписанную в несимметричный треугольник выходных напряжений ПУС. Расчет векторов X t Ц » Z звезды можно производить двумя способами. I. Если обозначить углы топографической диаграммы напряжений, как показано на рис. 3.20, то фазные напряжения вторичной обмотки ПУС будут определяться из выражений:
