Бадуров С. Т., Панов Е. И.,
Варна, Болгария
УДК 621.316.722.064.3
О НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРАХ КОММУТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА
В СТУПЕНЧАТОМ РЕГУЛЯТОРЕ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Ограничение диапазона изменения амплитуды входного напряжения питания можно реализовать, используя ступенчатый регулятор переменного напряжения (СРПН). Проведено исследование о нагрузке элементов и о характере коммутационного процесса при переключении различных выводов понижающего монофазного трансформатора 20,kV/220,V на входе СРПН при мощности последнего 5,kVА и 20,kVА и в функции от характера груза.
Введение
Ограничение амплитуды изменения входного питающего напряжения можно реализовать посредством ступеньчатого автоматического переключения тиристорными ключами на выходах трансформатора. В случаях присоединения потребителей к сети среднего напряжения трансформатор понижающий 20,kV/220,V, причем в случаях наличия подходящих выводов обмотки низкого напряжения диапазон изменения входного напряжения питания можно поддерживать независимо от динамики изменения включенных потребителей до и после СРПН.
В статье описано исследование нагрузки в отдельных ответвлениях и элементах СРПН и представлена визуализация коммутационного процесса в некоторых специфических случаях. Анализ проведен на базе модели предложенной в [1].
Параметры нагрузки, для которой проведено исследование, указаны в табл.1, где φТ – это разность фаз между током и напряжением в нагрузке.
Таблица 1
φТ= +25° |
RT=2,193265Ω |
LТ=3,25547.10-3H |
* |
φТ= +45° |
RT=1,7112Ω |
LТ=5,4469.10-3H |
о |
φТ= +75° |
RT=0,626342Ω |
LТ=7,4406.10-3H |
х |
φТ= +25° |
RT=20,59784Ω |
LТ=30,5734.10-3H |
* |
φТ= +45° |
RT=16,07056Ω |
LТ=51,154.10-3H |
о |
φТ= +75° |
RT=5,8822Ω |
LТ=69,8779.10-3H |
х |
φТ= -25° |
RT=2,193265Ω |
СТ=3,11234.10-3F |
* |
φТ= -45° |
RT=1,7112Ω |
СТ=1,860156.10-3 F |
о |
φТ= -75° |
RT=0,626342Ω |
СТ=1,36173.10-3 F |
х |
φТ= -25° |
RT=20,59784Ω |
СТ=331,4026.10-6F |
* |
φТ= -45° |
RT=16,07056Ω |
СТ=198,07.10-6 F |
о |
φТ= -75° |
RT=5,8822Ω |
СТ=144,997.10-6 F |
х |
СРПН – 20,кVA | СРПН – 5,кVA |
![]() |
Где на рис.1а и 1б; 2а и 2б указана максимальная стоимость тока через нагрузку iT= iT(φ) - φ – это дефазирование начала старта коммутационного процесса по отношению к нулю синусоиды, соответственно с индексом “а” для СРПН с мощностью 20,кVA – с „б” – 5,кVA. На рис. 3a и 3б; 4а и 4б – для максимальной стоимости тока через ключ К3 - iК3= iК3(φ) и на рис.5a и 5б; 6а и 6б - iК2= iК2(φ).
На рис.7а, 8а, 9а и 10а и соответственно на рис.7б, 8б, 9б и 10б указаны визуализации входного тока , iТ , iК3 и iК2 для нагрузки φТ= -45°; RT=1,7112Ω и СТ=1,86mF и φ= 45°.
На рис.11а – 14а и соответственно на рис. 11б – 14б указаны визуализации i1, iТ , iК3 и iК2 для нагрузки φТ= -75°; RT=0,626Ω и СТ=1,362mF и φ=112,5°. Наблюдаемый процесс псевдопериодический и продолжительность коммутационного процесса значительно длиннее
При конкретных стоимостях нагрузки, φ и R-L характер последнего можно наблюдать развитие как апериодического, так и псевдопериодического процессов. Последний и при R-С и при R-L характере груза наблюдается очень редко.
Результаты, полученные при анализе, дают возможность сделать следующие обобщения:
Проведена экспериментальная проверка для двух прототипов с трансформаторами с мощностью соответственно 20,кVA и 5,кVA производство ЕМЗ Элпром – Шабла. Экспериментальные результаты хорошо совпадают с аналитически полученными.
Результаты анализа дефинируют требования о расчете и трансформаторов и силовых цепей ступенчатыми регуляторами переменного напряжения, как и необходимость в ограничении определенного диапазона углов коммутации во избежание псевдопериодических коммутационных процессов.
Литература