Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 8

Существенное влияние на электроприводы и на характеристики систем оказывает мощность источника питания и его внутренние сопротивления.

Если питающая электросеть создается трансформатором, который питается от энергосистемы бесконечной мощности, то сопротивления фаз источника определяются напряжением короткого замыкания трансформатора. В относительных единицах этому положению соответствует выражение

.                                                                                                   (1.3.1)

Напряжение короткого замыкания трансформаторов средней мощности находятся обычно в пределах 4-7 % номинального напряжения (или в относительных единицах 0,04-0,07 о.е). В мощных трансформаторах, имеющих напряжение 6-15 кВ и выше, для ограничения токов короткого замыкания напряжения короткого замыкания обычно увеличивается до 10-12 %.

Если источником электроэнергии является индивидуальный синхронный генератор, то его внутренние сопротивления существенно больше. В частности, используемые при расчетах сверхпереходные индуктивные сопротивления , индуктивные сопротивления обратной последовательности x₂, и сопротивления коммутации x_к могут находиться в пределах 0,12-0,25 о.е. В редких случаях значения сопротивлений могут выходить за указанные пределы.

Большими внутренними сопротивлениями обладают железнодорожные электросети питания электропоездов. Например, в электросетях однофазного переменного напряжения 25 кВ, 50 Гц в России регламентируются пределы изменения этого напряжения от 19 до 29 кВ, что обусловлено большими падениями напряжения в электросети при потреблении и рекуперации электроэнергии.

Большие сопротивления электросетей приводят к значительным колебаниям напряжения при изменениях нагрузки электроприводов. Это оказывает влияние не только на работу данного электропривода, но и на работу других нагрузок.

При больших сопротивлениях электросетей и использовании в электроприводах полупроводниковых преобразователей обычно возникает проблема ограничения коэффициента искажения напряжения питания. Полупроводниковые преобразователи потребляют из электросети не только токи основной частоты, но и токи других частот. В большинстве случаев эти токи образуют ряд гармонических (канонических) составляющих (ряд Фурье). Возможно также присутствие в токах не канонических составляющих. Составляющим токов соответствуют падения напряжения на сопротивлениях электросети, которые (кроме основной составляющей) искажают результирующее напряжение.

Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения K_U по ГОСТ 13109-97 определяется как результат усреднения N наблюдений 40 гармонических составляющих на интервале времени 3 с

.                                                                         (1.3.2)

где U_ном – номинальное действующее напряжение, n – номер гармонической составляющей, i – номер наблюдения, U_(n)i – действующее значение гармонической составляющей с номером n при i наблюдении, K_Ui – коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения при i наблюдении.

Задача обеспечения требуемого качества напряжения электросетей решается путем использования в электроприводах фазных дросселей, фильтров, трансформаторов применения многопульсных схем преобразования, использования активных преобразователей. Во многих случаях эта задача является определяющей при выборе типа электропривода, при оценке стоимости системы, сроков и трудоемкости ее разработки.

Указанные вопросы обозначают обычно как проблему совместимости электроприводов и питающих электросетей.