Коэффициент полезного действия (КПД)
Под КПД выпрямительно-инверторного преобразователя понимают отношение отдаваемой в сеть мощности к потребляемой мощности из сети 
Суммарные потери мощности складываются:
, где
- потери мощности в понизительном трансформаторе;
- потери мощности в трансформаторе преобразователя;
- потери мощности в вентилях;
- потери мощности в сглаживающих и помехозащитных реакторах
- потери мощности в устройствах собственных нужд.
При расчетах КПД следует иметь ввиду, что мощность 
у ВИП с различным числом пульсаций m реализуется при разных токах из-за различия внешних характеристик.
В этой схеме понизительный трансформатор отсутствует, а значит:
Потери мощности в трансформаторе преобразователя
для трансформатора ТРДТНП-20000/110ИУ1
, где
;
α=10
дляα=0
дляα=10
5.2. Потери мощности в тиристорах 
.
В данной схеме используются тиристоры типа Т173-2000-18, у которых 
-прямое падение напряжения на предельном токе.
-динамическое сопротивление.
Потери в одном вентиле определяются по формуле:
,
Средний ток через плечо вентилей для трехфазной мостовой схемы равен 1/3 от выпрямленного тока, 
Если в параллель в одном плече 
3 вентиля, то ток через один вентиль меньше в три раза среднего тока через плечо вентилей, а от выпрямленного меньше в 9 раз.
|
|
|
Таким образом, ток через один вентиль равен: 
= 
Выпрямленный ток берется для разной загрузки выпрямителя 
= 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0.
Для α=0
дляα=10
Потери в вентилях 
,
где 
-общее количество вентилей в схеме. 
Для α=0
ΔPв(0,25) = 
ΔPв(0,5) = 
ΔPв(0,75) = 
ΔPв(1,00) = 
Для α=10
ΔPв(0,25) = 
ΔPв(0,5) = 
ΔPв(0,75) = 
ΔPв(1,00) = 
Потери мощности в сглаживающих реакторах
Потери мощности в сглаживающем фильтре определяются по формуле:
,
где 
- количество блоков в реакторе сглаживающего фильтра;
- омическое сопротивление одного блока реактора;
- ток выпрямителя.
При параллельном соединении секций в одном блоке реактора его активное сопротивление составляет 
=0,002 Ом, а при смешанном (последовательно-параллельном) =0, 008 Ом,
Результаты расчетов сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
| Тип схемы | Тип фильтра, Параметры. | Кол-во блоков реактора |  ,А
|  ,кВт
| |
| Трехфазный управляемый (на тиристорах) выпрямительно-инверторный преобразователь
| Однозвенный апериодический
|
4 | 0 | 0 | |
| 721,88 | 16,68 | ||||
| 1443,75 | 66,7 | ||||
| 2208,57 | 156,09 | ||||
| 2970 | 282,27 | ||||
| Однозвенный апериодический
|
2 | 0 | 0 | ||
| 721,88 | 8,34 | ||||
| 1443,75 | 33.35 | ||||
| 2208,57 | 78,05 | ||||
| 2970 | 141,14 |
Потери мощности в устройствах собственных нужд 
выпрямительно-инверторного преобразователя определяются расходом мощности в устройствах для охлаждения вентилей и трансформаторов, а также в устройствах защиты и управления. В настоящее время используют вентили с естественным воздушным охлаждением. Потери в других устройствах от схемы выпрямительно-инверторного преобразователя не зависят и составляют малую долю от суммарных потерь. Поэтому при определении КПД ВИП расход мощности на собственные нужды можно не учитывать, соответственно принимаем 
.
Суммарные потери мощности ( 
,кВт) в ВИП и коэффициент полезного действия определяем по выше приведенным формулам, и результаты сводим в таблицу 5.2. Зависимости КПД 
изображены на рис. 4.5.
Суммарные потери мощности в ВИП и его КПД. Таблица 5.2
| Тип схемы | Тип фильтра, Параметры. | ,кВт
|
| |
| Трехфазный управляемый (на тиристорах) выпрямительно-инверторный преобразователь | Однозвенный, Апериодический
| 15,00 | 0 | |
| 30,52 | 0,9971 | |||
| 97,75 | 0,9907 | |||
| 236,95 | 0,9777 | |||
| 417,41 | 0,9614 | |||
| Однозвенный,
Апериодический
| 15,00 | 0 | ||
| 22,18 | 0,9979 | |||
| 64,4 | 0,9938 | |||
| 158,9 | 0,9849 | |||
| 276,27 | 0,9741 |
Заключение
Количество полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров, транзисторов) у 6-пульсового и 12-ти пульсового выпрямителя одинаковое. Однако, с переходом на 12-ти пульсовые выпрямители повышается качество электрической энергии в системе внешнего электроснабжения; повышается коэффициент мощности и снижается потребление реактивной энергии; улучшается внешняя характеристика, что позволяет уменьшить потери энергии в самом преобразователе и устройствах системы электроснабжения; снижается или, в крайнем случае, остается на том же уровне расход дефицитных материалов на изготовление преобразовательных трансформаторов. Кроме того, 12-пульсовые выпрямители имеют КПД на 0,4-0,5% выше, чем у 6-пульсовых, за счет снижения потерь энергии в преобразовательном трансформаторе, полупроводниковых приборах выпрямителя и в реакторах сглаживающих фильтров.
Поэтому на вновь строящихся и подлежащих капитальному ремонту тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог России и метрополитенах необходимо переходить на 12-ти пульсовые выпрямительные агрегаты с последовательным соединением двух трехфазных мостов.
|
|
|
Список литературы
1. М.П. Бадер. Электромагнитная совместимость. Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 2002 г., 640 с.
2.ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
3.Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи. Учебник для вузов железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 2001.-464с.
4. М. Г. Шалимов. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций. - М.: Транспорт, 1990. 128 с.
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 117; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!