Однозвенный СФ с резонансно-апериодическим контуром

При эксплуатации многопульсовых выпрямителей и однозвенных апериодических СФ при определенных условиях возникают резонансные явления в тяговой сети на частоте 100 Гц. Для исключения этого явления схема однозвенного апериодического СФ может быть дополнена резонансным контуром, настроенным на частоту 100 Гц.

Однозвенный резонансно-апериодический СФ представляет собой пассивный четырехполюсник, в последовательной части которого находится реактор, а в параллельной части ёмкость и резонансный контур, настроенный на частоту 100 Гц.

На вновь строящихся нестыковых тяговых подстанциях с двенадцатипульсовыми выпрямителями и кодовой системой автоблокировки рекомендуется применять однозвенные резонансно-апериодические СФ с параметрами: L_р = 5 мГн, C = 400 мкФ. В условиях эксплуатации допускается снижение емкости С до 250 мкФ. При уменьшении индуктивности реакторов на нестыковых подстанциях до 3 мГн емкость С должна быть не менее 400 мкФ. На стыковых подстанциях рекомендуются следующие параметры фильтра: L_р = 5 мГн и С = 800 мкФ.

Принципиальная схема однозвенного СФ с резонансно-апериодическим контуром представлена на рисунке 8.

Используя выражение 1.13 и 1.14 можно рассчитать полное сопротивление последовательной и параллельной части СФ:

Таким образом, подставляя выражение 1.13, 1.14 в формулу 1.2, получаем формулу 1.15, по которой определяется, коэффициент сглаживания СФ с зонансно-апериодическим контуром для любой n-й гармоники, циклическая частота которой щ_n=2рfn:

где L — индуктивность параллельной части СФ, мГн;

L_p, -индуктивность реактора на частоте n-й гармоники, мГн;

С₁ — емкость в параллельной части СФ, мкФ;

R_{с (n)} — активное сопротивление параллельной части СФ, Ом;

С — емкость параллельной части СФ, мкФ;

R_{p (n)}— активное сопротивление последовательной части СФ, Ом.

Активное сопротивление R_{р (n)} последовательной части в основном определяется сопротивлением соединительных проводов и переходным сопротивлением контактов. Для однозвенного СФ с одним резонансным контуром принимаем R_{р (n)} независящим от частоты и равным 0,035 Ом. R_{c (n)} принимаем также независящим от частоты и равным 0,1 Ом.

На рисунке 9 приведена зависимость коэффициента сглаживания от частоты для резонансно-апериодического СФ.

Расчет псофометрического напряжения для резонансно-апериодического СФ, производим для двенадцатипульсового выпрямителя при коэффициентах несимметрии питающих напряжений a_U = 2%, a_U = 10%, диапазоне изменения ёмкости конденсаторов в параллельной части от 100 до 1000 мкФ и индуктивностях реактора 3 мГн и 5 мГн. Зависимость псофометрического напряжения на выходе СФ от ёмкости в параллельной части для однозвенного резонансно-апериодического СФ представлена на рисунке 10.

а б.

в г.

Рисунок 10- Псофометрическое напряжение на выходе резонансно-апериодического СФ: ашестипульсовый (б_U = 2%); б — шестипульсовый (б_U = 10%); в — двенадцатипульсовый (б_U = 2%); г — двенадцатипульсовый (б_U = 10%)

Полученные графики изменения напряжений на входе и на выходе резонансно-апериодического СФ от времени при токе нагрузки I_d=1000 A для шести и двенадцатипульсовых выпрямителей при коэффициенте нессиметрии б_u =0% соответственно приведены на рисунках 11, 12.