Двенадцагинульсные схемы выпрямления

В настоящее кремя двенадцагинульсные выпрямительные агрегаты (ВА) чаще всего образованы трехфазными двухмостовыми схемами выпрямления, представляющими собой два трехфазных моста Ларионова, соединенных по выходу параллельно (рие. 5.37), либо последовательно (рис. 5.38) [48].

Трансформатор, входящий в двенаднатипульсный выпрямительный агрегат, имеет две системы вентильных обмоток: одну — соединенную звездой, а другую — треугольником (рис. 5.37). Каждая из указанных систем обмоток питает свой трехфазный мост Ларионова. Благодаря этому на входе трехфазных мостов действуют две грехфазные системы линейных напряжений, сдвинутые относительно друг друга на 30°, что необходимо для реализации двенадцатинульсного выпрямления за период.

Токи, потребляемые из питающей сети, содержат гармоники с порядковыми номерами 12я±1 (п = 0, 1, 2, 3,…). Типовая (установленная) мощность трансформатора в схеме последовательного типа Р_т = 1,029P_d, где P_d = U_dI_d — мощность приемника энергии. Вместе с тем, если в двенадцатипульсном выпрямительном агрегате предусматривается параллельное соединение трехфазных моетов, то в этом елучае без иепользования УР установленная мощность значительно увеличивается.

Для двеиадпатипульсной выпрямительной схемы с последовательным соединением мостов выпрямленные напряжения удваиваются, а в схеме с параллельным соединением мостов удваивается выпрямленный ток.

Режимы работы трансформатора даенадцати11ульс1101 о выпрямителя Действующее значение фазного тока (без учета явления коммутации) для обмоток разомкнутого типа (звезда, зигзаг):

где К_сх — коэффициент схемы, равный числу параллельно соединенных секций (рис. 5.37).

Puc. 5.37. Принципиальная схема двенадцатипульсного выпрямителя параллельного типа Соответственно ток, например в фазе А обмотки, соединенной треугольником, определяется через известные линейные токи:

где г’л и ic~ мгновенные значения линейных токов в фазах А и С.

Действующее значение фазного тока вентильной обмотки, соединенной треугольником,.

Рис. 5.38. Принципиальная схема двенадцатипульсного выпрямителя последовательного типа.

Анализируя формы кривых токов вентильных обмоток, следует обратить внимание на то, что ток в них протекает в двух направлениях, являясь переменным. Все это обусловливает благоприятное использование электротехнических материалов, затрачиваемых на изготовление трансформатора.

В общем случае расчетные мощности вентильных обмоток трансформатора будут следующие:

где с_д — число обмоток, соединенных треугольником; с, — — число пар обмоток, соединенных зигзагом; P_d0 = U_d0I_{d ном} .

Мощность вентильных обмоток трансформатора двенаднатипульсного выпрямителя:

Из выражения (5.9) следует, что мощность двух вентильных обмоток трансформатора двенадцатипульсного выпрямителя такая же, как у одной обмотки шестипульсного мостового выпрямителя, и составляет 71% мощности вентильной обмотки трансформатора выпрямителя со схемой «две обратные звезды с уравнительным реактором».

Мощности вентильных обмоток 'трансформаторов мостовых выпрямителей (табл. 5.8) значительно меньше при схемах с т = 2р в, чем с т = (2р±1)6, т. е. схемы с числом пульсаций 18, 30 и 42 менее предпочтительны схемам, у которых число пульсаций 12, 24, 36, 48.

Таблица 5.8.

Мощности вентильных обмоток трансформаторов мостовых выпрямителей

Типовая мощность трансформатора двенадцатипульсного выпрямителя.

Соотношение (5.10) имеет принципиальное значение, так как показывает, что с переходом на двенадцатипульсные схемы выпрямления типовая мощность трансформатора, характеризующая его размеры и расход электротехнических материалов, уменьшается на 2% по сравнению с мощностью трансформатора шестииульсной мостовой схемы и на 17% по сравнению со схемой «две обратные звезды с уравнительным реактором».

В схемах выпрямления с т пульсациями действующее значение сетевого тока будет.

Из соотношения (5.11) несложно увидеть, что с ростом числа пульсаций уменьшается действующее значение тока при реализации данною выпрямленною тока. Если же учесть, что в схемах с большим т мощность постоянного тока отдается при меньшем значении /_(/ из-за более высокою уровня напряжения, то понятно, что потери мощности в трансформаторном оборудовании уменьшаются.

Качество потребляемого выпрямителем тока характеризуется коэффициентом искажения формы кривой.

m . л где /ни =—sin — /) — действующее значение первой (основной) гармоники ¹ ' л т.

сетевого тока.

Тогда.

Возрастание коэффициента искажения формы кривой с увеличением т свидетельствует об улучшении формы кривой тока и о снижении отрицательного влияния высших гармоник на качество электрической энертии в энергосистеме. Так, если при числе пульсаций кривой выпрямленного напряжения т = 6, К_по = 0,955, то при т = 12 этот показатель возрастает до 0,988. Коммутация тока в еще большей степени улучшает форму кривой сетевого тока, приближая ее к синусоиде.