Бестрансформаторный выпрямитель и проверка соответствия показателей качества электрической энергии

Министерство Образования РФ

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

__________________________________________________________________

Кафедра РАПС

Домашнее задание по дисциплине:

“Оптимизация режимов электропотребления

электроприводов и технологических комплексов”

Проверил:

Латышко В.Д.

Санкт-Петербург

2008 г.

1. Задание

1. Для заданных нагрузок постоянного и переменного тока составить схему подключения к 3-фазной 4-проводной сети 380/220В, предварительно выбрав схему бестрансформаторного выпрямителя для нагрузки постоянного тока.
2. С учетом заданных параметров силового питающего трансформатора проверить соответствие показателей качество электрической энергии (ПКЭЭ) требованиям ГОСТ 13.109-97 по значениям: отклонения напряжения; колебаний напряжения; коэффициенты гармонических составляющих напряжения двух гармоник младшего порядка; коэффициентов несимметрии напряжения.
3. Предусмотреть мероприятия по обеспечению соответствия значений рассмотренных ПКЭЭ требованиям ГОСТ 13.109-97 и обеспечить повышение cos(φ) до значения 0.95, т.е. выбрать тип и параметры компенсирующих и симметрирующих устройств.

Вариант 1.

Питающий трансформатор: S = 100кВА, е_к = 6.2%, η = 0,958.

Нагрузка постоянного тока: U_d = 180В, I_d = 150А.

Асинхронный двигатель с к.з. ротором: Р_н = 15кВт, cos φ = 0.82, к_I = 5.5, число включений в час = 25.

Однофазная нагрузка: U = 220В, Р_н = 6кВт, cos φ = 0.8.

Трехфазная нагрузка: Р_н = 20кВт, cos φ = 0.85.

2. Выбор схемы бестрансформаторного выпрямителя.

Для обеспечения требуемых параметров выпрямленного напряжения используется однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель. Для ограничения токов на входе выпрямителя ставятся токоограничивающие реакторы.

Принципиальная схема включения преобразователя представлена на рис. 1.

Выпрямленное ЭДС преобразователя при α=0 будет:

Определим угол регулирования преобразователя из соотношения:

   

Отсюда вычислим мощности преобразователя:

Рис. 1

3. Проверка соответствия показателей качества электрической энергии.

3.1. Отклонение напряжения.

Для определения падения напряжения в результате подключения всех нагрузок, определим сопротивление трансформатора:

,   S = 3 · U_фн · I_фн,         =>

δU_у = I_Σ ·z_k,        I_Σ = I_дн + I_d + I_1ф + I_3ф = 32.2 А + 150 А + 34.1 А + 107 А = 323.3 А