Вентильный разрядник

Изложенные результаты целесообразно учитывать при исследовании динамических режимов ЭХН на базе А Б. Например, они дают возможность анализировать процесс разряда АБ через вентильный преобразователь, а также процесс заряда АБ от регулируемого источника питания с функционально изменяемым напряжением и — и(!). С помощью (1.11). (1.13), (1.16), (1.17) можно определить мгновенные значения тока и мощности на заданных этапах процессов заряда или разряда АБ. Эти выражения полезны для нровсдевня тепловых расчетов с учетом нестационарного нагрева Л Б н элементов ее разрядной или зарядной цепи

В рассмотренных выше ЭМН, работающих в режимах накопления, хранения или срабатывания механической энергии, асинхронные машины использовались как электродвигатели. Наряду с этим можно выполнить ЭМН с асинхронными генераторами, в том числе вентильного типа. После разгона (в режиме двигателя) автономный генератор самовозбуждается с помощью батареи конденсаторов. Кратковременный отбор мощности в режиме динамического торможения осуществляется при подключении цепи нагрузки к обмотке статора (непосредственно или через вентильный преобразователь).

Вертикальные системы управления в настоящее время имеют очень широкое распространение. Если вентильный преобразователь является звеном общей системы автоматического регулирования, то для обеспечения высокой точности и качества работы можно перейти от системы с аналоговыми величинами к системам с величинами в виде цифрового кода.

В общем виде вентильный преобразователь как нагрул-кз сети может быть охарактеризован коэффициентом мощности:

В § 7.1 установлено, что управляемые вентильные преобразователи известных нам типов обладают весьма низкими значениями коэффициента мощности, особенно при глубоком регулировании выходного напряжения. Стремление к устранению этого недостатка привело к разработке большого числа преобразователей с повышенным коэффициентом мощности. Для того чтобы достичь предельного значения х—1, необходимо создать вентильный преобразователь, потребляющий от сети ток синусоидальной формы, синфазный с напряжением сети. В полном виде такая задача до настоящего времени неразрешима, однако ряд современных разработок обеспечивает получение весьма высоких значений коэффициента мощности. Существующие преобразователи с повышенным коэффициентом мощности можно разделить на два класса:

Выше указывалось, что вентильный преобразователь потребляет от сети реактивную мощность, которая зависит от угла управления а, величины и характера нагрузки. Поскольку реактивная мощность преобразователя изменяется в процессе работы, полная компенсация реактивной мощности в схеме возможна лишь в одном из режимов. В других режимах возможна неполная компенсация реактивной мощности либо генерация в сеть избыточной реактивной мощности. Выбор емкости конденсаторов при этом определяется режимами работы преобразователя и сети, а также экономическими соображениями, поскольку увеличение емкости конденсатора повышает стоимость установки.

Вентильный преобразователь с любым числом фаз, работающий от симметричной питающей сети, при отсутствии коммутационных искажений выходного напряжения в режиме непрерывного тока нагрузки характеризуется косинусо-идальной регулировочной характеристикой (6.2). При подстановке (8.3) в (6.2) получим

При регулировании частоты вращения этим способом через контактные кольца в цепь обмотки ротора вводится дополнительная ЭДС ?д такой же частоты /а = s/b что и частота ЭДС вращения s?2 в роторе двигателя. Источником ЭДС ?д может быть либо электромашинный, либо вентильный преобразователь частоты (см. § 68-4). В общем случае ЭДС Ёд может быть произвольным образом ориентирована относительно ЭДС Ё2, и ее можно представить в виде суммы двух составляющих Ёд = Ё'ь + Ё"\ = &дЁ2 + jk"\Ez- Модули комплексных коэффициентов k'_\ и /&д представляют собой относительные значения ЭДС ?д и ?д; аргументы этих коэффициентов определяют фазу ЭДС ?д и ?д по отношению к ЭДС ?2. Введение в цепь ротора ЭДС ?д = Яд = k\Ez, находящейся при &д > О в фазе и при k'c, < 0 в противофазе с ЭДС ?2, позволяет экономично (без больших потерь) и плавно регулировать частоту вращения ротора в широких пределах в обе стороны от синхронной частоты вращения. Предположим, что до введения в ротор ЭДС ?д скольжение было st > 0, в обмотке ротора индуктировалась ЭДС SjZ?2 ( 45-6, а). Допуская для упрощения выкладок, что скольжения малы и /?21> sX2, можно считать

В вентильных преобразователях, осуществляющих выпрямление или инвертирование, главное назначение трансформаторов состоит в обеспечении нужной схемы включения вентилей и согласовании напряжений на входе и выходе преобразователя. Поскольку соотношение напряжений на входе и выходе вентильных преобразователей зависит от схемы включения вентилей, при подаче на вход преобразователя стандартного напряжения на выходе напряжение будет нестандартным. Поэтому каждый преобразовательный трансформатор проектируют для конкретной схемы включения вентилей, определяющей специфику расчета и проектирования схемных обмоток, к которым подключается вентильный преобразователь.

Применение наиболее целесообразной силовой схемы вентильного преобразователя. Вентильный преобразователь постоянного тока является потребителем реактивной мощности, так как основная гармоника тока отстает от напряжения. Угол сдвига <рх между основными гармониками напряжения и тока определяется в основном глубиной регулирования выпрямленного напряжения; с достаточной степенью точности можно считать, что фх « arccos UB/UB,0, где UB — среднее значение выпрямленного напряжения; {/в,„ — выпрямленное напряжение идеального холостого хода, определяется силовой схемой преобразователя.

Расчет высших гармоник тока в конденсаторной батарее /6,v проводим по эквивалентной однофазной схеме на 11-9, б, где вентильный преобразователь замещен источником тока бесконечной мощности с таким же спектром гармоник, что и реальный преобразователь. Определяем сопротивления трансформатора и конденсаторной батареи на основной частоте:

Вентильный разрядник

/ — линейный разъединитель; 2 — отделитель; 3 — короткозамыкатель; 4 — заземляющий разъединитель нейтрали; 5 — вспомогательная ошиновка (провод); 6 — линейный портал; 7 — трансформаторный портал; 8 — молниеотвод; 9 — вентильный разрядник

В ячейке № 2 установлены разъединитель, измерительный трансформатор напряжения ТН, контрольно-измерительная аппаратура и вентильный разрядник. Защита трансформатора ТН осуществляется предохранителями, а включение — разъединителем.

Во второй ячейке установлены (разъединитель, измерительный трансформатор напряжения ТН, контрольно-измерительная аппаратура и вентильный разрядник. Защита трансформатора ТН осуществляется лредохранителя-ми, а включение — .разъединителем.

Общий вид ПК.ТП Армянского электромашиностроительного завода им. В. И. Ленина приведен на 26.3. Подстанции выпускаются с трансформаторами мощностью 160, 250, 400 и 630 кВ-А с первичным напряжением 6 или 10 кВ; вторичное напряжение 0,4 кВ. Подстанция может присоединяться к воздушной или кабельной линии. При подключении к воздушной линии в подстанции устанавливается вентильный разрядник РВП-10 или РВП-6.

113. Вентильный разрядник РВП-10:

92. Вентильный разрядник РВП-10: а — общий вид, б — единичный искровой промежуток; / — металлический сегмент, 2 — озоностойкая резина, 3 — хомут, 4 — искровые промежутки, 5 — металлический колпак, 6 — болт для присоединения шин,

а — с применением предохранителей; б — с применением короткозамыкателей и отделителей; / — трансформатор; 2 — предохранитель; 3 — разъединитель; •г — вентильный разрядник; 5 — разъединитель 6—10 кв; 6 — стационарное заземляющее устройство; 7 —вентильный разрядники нейтрали трансформатора; in~ коРоткозамыкатель; 9 — отделитель, действующий на отключение-Го — встроенный трансформатор тока; //— выключатель 6—10 кв; 12 — отделитель, действующий на включение; 13 — заземляющий разъединитель нейтрали; 14 — сдвоенный реактор: 15 — трансформатор собственных нужд подстанции; 16 — втычной контакт комплектного распределительного устройства.

пряжения „ кв); между нейтралью и землей включается вентильный разрядник 35—20 кв (два элемента). В выводы ПО кв трансформатора встроены трансформаторы тока 10 для устройства релейной защиты.

I — линейный разъединитель; 2 — отделитель; 3 — короткозамыкатель; 4 — заземляющий разъединитель нейтрали; 5 — вспомогательная ошиновка (провод); Б — линейный портал; 7 — трансформаторный портал; 8 — молниеотвод; 9 — вентильный разрядник.

Свойства материала резко менять свое сопротивление в зависимости от напряжения, обеспечивая пропускание очень больших токов при высоких напряжениях и весьма малых — при пониженных напряжениях, называют «вентильными». Отсюда и название аппарата: вентильный разрядник (РВ).