Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
При таком допущении электровоз эквивалентен нагрузке, состоящей из сопротивлений
R
UrCOSf v t/r sin Cp
-;-; А =-г---
отношение которых ПОСТОЯННО и равно -jr =tgtp, но которые из-
H
меняются пропорционально напряжению Ut, так что ток нагрузки / при изменении Ut остается постоянным.
105
Поскольку cos(c) не изменяется, активная мощность электровоза пропорциональна Vt, и ее изменение характеризуется отно-
Vt
шением , которое может быть найдено из уравнения Vto
(.Rcr + cos <р) % (хст + U-f sin ср)2 = (Vf) ,
или, после приведения к нормальному виду квадратного урав-Xct
нения и подстановки ~- = tg 'ferner
[ Vt\2 , 0/cos<p , . \XcrI V'T ,
Ы + 2(rgVr+!sincpJ
+ (TO + 1)^"1-0-
Для сопоставления с выпрямительным электровозом введем условную подстановку
Vto Vm Xt__i_j Хт
или
Xct V2 Xct хт V 2 * Хст'
Xct _ у 1 Xcr V то Ix Хт
I - кэф Iй-
Тогда рассматриваемое уравнение примет вид:
/ ит\2 , о i/o"/"coscP , • \ - ^ XCT VT
I ^tj- 1 -1-2 1/2 I і-- -4- sin ф 1 - • v--J1-
xt uto
2
1 = 0.
Если в это уравнение подставить значения cos <р = ;х, 1гЭф,
Y при Zcr = O, то оно даст искомую зависимость для выпрями-' х
Цт_ j. / Хсг\
тельного электровоза ,. -, , v .
UTo \ Хт 1
Последняя при исходных данных (ZCt = 0), принятых выш(r) в построении кривых рис. 53, представлена на рис. 67 кривыми /' Ч- 4'. Здесь же повторены кривые 1-4 по рис. 65.
Из сопоставлений кривых 1-4 и 1'-4' следует, что расчет потерь напряжения в сети при постоянном cos tp = }i дает заниженные величины падений по сравнению с действительными. 106
Рассмотрим другой случай зависимости cos if электровоза от Vt- Этот случай характерен для электровозов с коллекторными двигателями, у которых при неизменной нагрузке постоянна величина реактивной мощности или величина X = X0. Если же напряжение на токоприемнике уменьшается, то уменьшаются активная мощность и cos w электровоза.
0 12 J " SXcrIxn Рис. 67
0 17 1" 5 Xa Рис. 68
Для Zct = О угол] <р = Cp0 и X0 =
Vto sin !ро I
R = Ro =
Vto cos ср0 Va
I '
где Vo0 - активная составляющая напряжения при Zct = 0- При Zct > 0 активная составляющая напряжения Ua Vau Активная мощность электровоза изменяется пропорционально Va.
Влияние потери напряжения в сети в этом случае определяется отношением , которое может быть найдено из уравнения
Vn
Откуда
/2 (Rct + Rf + I2 (Хст + X0)2 = V2to-
1__(Хст + ХЛ2^ (Rct ,UaY
а<Ро { Ro ) [Ro+Vao)'
cos
V
или после преобразования и подстановки значения ~-, анало-
гичной предыдущему случаю:
Xct
107
[U а,
+ 2V~2
Кривые ~ f (-у-) для этого случая (Г-4") в сопостав-
лении с аналогичными кривыми, характерными для выпрямительного электровоза (/-4), приведены на рис. 68. Как и следовало ожидать, принимая зависимость cos(r), соответствующую постоянной реактивной мощности, мы резко преувеличиваем величины потери напряжения.
Этот анализ попутно показывает, что равенство номинальных коэффициентов мощности электровозов различных систем еще не свидетельствует о их идентичности по влиянию на сеть. В этом отношении электровозы с коллекторными двигателями уступают выпрямительным при равенстве номинальных коэффициентов мощности и к. п. д.
Как было отмечено выше, определение потерь напряжения в тяговой сети по формуле (135) позволяет использовать для расчетов устройств энергоснабжения переменного тока известные методы, которые применяются в расчетах железных дорог постоянного тока. Для этого достаточно в соответствующих формулах вместо омического сопротивления сети г ом/км подставлять эквивалентное сопротивление сети переменного тока, равное
имея в виду, что при определении активных потерь в сети должна приниматься величина активной составляющей сопротивления,
Суммарная нагрузка фидера тяговой подстанции находится простым суммированием нагрузок всех электровозов, питаемых по этому фидеру
или для электровозов с гиперболической характеристикой сглаживающих реакторов
Z' == X2 тгд: + Vk2aip гст,
равная кэфГст-
In = каф SA,,
где kgф применительно к условиям сглаживания выпрямленного тока на электровозе Н60 может быть принято равным 0,97.
108
Коэффициент мощности системы, т. е. коэффициент мощности на первичных шинах тяговых подстанций может быть найден из отношения суммы активных мощностей электровозов и мощностей потерь в контактной сети и в трансформаторах подстанций к кажущейся мощности
_SР.л + А?/аcrS/e+ дUmS/.; (137)
ЬзфУ^Іа
где AUaCT - величина среднего активного падения напряжения в сети;
AUan - среднее активное падение напряжения в трансформаторах тяговой подстанции.
§ 2. СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
Как было выяснено выше, электровозы со статическими преобразователями имеют относительно низкий коэффициент мощности, который дополнительно снижается индуктивным сопротивлением сети. В связи с этим представляет существенный интерес изучение способов повышения коэффициента мощности этих электровозов и системы в целом.