10. Фильтры симметричных составляющих

Фильтрами симметричных составляющих называются технические уст­ройства или схемы, служащие для выделения соответствующих составляющих токов или напряжений из несимметричной трёхфазной системы векторов.

Напряжения и токи, выделяемые фильтрами симметричных составляю­щих, исполь­зуются на практике в качестве входных величин для релейной за­щиты энергетических уста­новок (генераторов, трансформаторов, линий элек­тропередачи) от несимметричных режи­мов, возникающих в результате корот­ких замыканий, или для соответствующей сигнализа­ции о несимметричном ре­жиме.

На рис. 115 представлена схема фильтра напряжения нулевой последова­тельности. Схема фильтра состоит из 3-х одинаковых трансформаторов с коэф­фициентом трансформа­ции . Первичные обмотки трансформаторов включены на фазные напряженияпо схеме звезды с нулевой точ­кой, а вторичные – в открытый треугольник.

Напряжение на выходе фильтра равно векторной сумме вторичных напря­жений трансформаторов:

Учитывая, что , получим, гдекоэффициент фильтра.

Фильтр напряжений обратной последовательности реализуется схе­мой рис. 116 при следующих соотношениях между параметрами элемен­тов: ,,.

Напряжение на отдельных участках схемы с учетом заданных соот­ношений ме­жду параметрами элементов:

Выходное напряжение фильтра:

Преобразуем формулу для напряжения обратной последовательности путем до­бавления и вычитания члена aU_B:

Сравнивая полученное уравнение с предыдущим, найдём:

, где  коэффициент фильтра.

Векторная диаграмма напряжений фильтра показана на рис. 117а – для симметричной системы напряжений обратной последовательности, и на рис. 117б – для симметричной сис­темы напряжений прямой последовательности.

Так как системы прямой и обратной последовательностей отличаются только поряд­ком следования фаз, то из этого следует, что фильтр, выделяющий на­пряжение одной из этих последовательностей превращается в аналогичный фильтр для выделения напряжений другой последовательности путем переста­новки любых двух фаз местами.

Т8. Электрические цепи периодического несинусоидального тока

1.Общие определения

Как известно, в электроэнергетике в качестве стандартной формы для то­ков и на­пря­жений принята синусоидальная форма. Однако в реальных условиях формы кривых токов и напряжений могут в той или иной мере отличаться от синусоидальных. Искажения форм кривых этих функций у приемников приво­дят к дополнительным потерям энергии и сниже­нию их коэффициента полез­ного действия. Синусоидальность формы кривой напряжения генератора явля­ется одним из показателей качества электрической энергии как товара.

Возможны следующие причины искажения формы кривых токов и на­пряжений в сложной цепи:

1. наличие в электрической цепи нелинейных элементов, параметры ко­торых за­висят от мгновенных значений тока и напряжения [R, L, C=f(u,i)], (на­пример, выпрямитель­ные устройства, электросварочные агрегаты и т. д.);

2. наличие в электрической цепи параметрических элементов, пара­метры кото­рых изменяются во времени [R, L, C=f(t)];

3. источник электрической энергии (трехфазный генератор) в силу кон­структивных особенностей не может обеспечить идеальную синусоидальную форму выходного напряжения;

4. влияние в комплексе перечисленных выше факторов.

Нелинейные и параметрические цепи рассматриваются в отдельных гла­вах курса ТОЭ. В настоящей главе исследуется поведение линейных электриче­ских цепей при воздей­ствии на них источников энергии с несинусоидальной формой кривой.