Разработка и расчет энергосберегающей вентильной конструкции кольцевого типа, обеспечивающей снижение потерь мощности при 12-пульсном преобразовании энергии переменного тока в энергию постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В ряде важнейших областей техники нельзя обойтись без постоянного тока. Основными потребителями постоянного тока являются электролизные установки для получения алюминия, меди, цинка и других технически чистых металлов; устройства для зарядки аккумуляторных батарей; двигатели постоянного тока электрифицированного транспорта и на промышленных предприятиях, а также постоянный ток передают по линиям электропередачи на большие расстояния при высоком напряжении.

В настоящее время постоянный ток получают, как правило, непосредственным выпрямлением переменного тока с помощью электрических вентилей, которые осуществляют переключения в цепи выпрямителя. Такие преобразователи называются статическими и, в отличие от вращающихся, не имеют промежуточной ступени механической энергии. Переход от двигатель-генераторов к вентильным преобразователям позволил заменить вращающиеся машины статическими аппаратами, повысить КПД преобразования, устранить шум и т.д.

В настоящее время вопрос о разработке и совершенствовании устройств преобразовательной техники особенно актуален. Потребность в такой технике продиктована, прежде всего, высокими требованиями, предъявляемыми к качеству электрической энергии, повышением тарифов на электрическую энергию.

Среди всех проблем по качеству электрической энергии особое место занимает проблема электромагнитной совместимости, связанная с несимметрией и несинусоидальностью токов и напряжений в электрических системах [1, 2].

Тяговые подстанции ж.д. транспорта, электрифицированного на постоянном токе, как мощные энергоёмкие потребители энергии промышленной сети, в виду нелинейного характера цепей преобразователей (выпрямителей), можно отнести к искажающим нагрузкам.

Снижение искажающего воздействия выпрямительных агрегатов (ВА) тяговых подстанций на промышленную сеть достижимо при повышении пульсности выпрямленного напряжения.

При объективно пониженном уровне напряжения постоянного тока, тяга постоянного тока имеет выигрыш по сравнению с тягой переменного тока за счет уменьшения капиталовложений в устройство и оборудование электропоездов. Одним из решений по уменьшению капиталовложений в оборудование подстанций является снижение количества подстанций на погонный участок дистанции магистральной железной дороги. Это возможно при повышении пульсности выходного напряжения выпрямителей тяговых подстанций со значений 6, 12 до значений 24, 30. Увеличение жесткости внешней характеристики ВА, связанное с повышением пульсности, позволит увеличить дистанцию между соседними подстанциями, а значит уменьшить количество подстанций на участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе.

Тяговые подстанции в большинстве своем оборудованы 6-пульсными ВА. Часть ВА остальных подстанций в 70-80 годы были переведены на 12-пульсные схемы выпрямления, а так же, впервые в стране, разработан и в 1989г включен в эксплуатацию 24-пульсный выпрямитель. Разработанный сотрудниками ТПА ОмИИТа совместно со службой электроснабжения ЗСЖД 24-пульсный выпрямитель базируется на модернизированном преобразовательном трансформаторе типа ТМРУ-16000/10 и работает на тяговой подстанции Омск Омского отделения ЗСЖД (приложение А).

Доказано, что рациональностью применения 24-пульсного выпрямителя обеспечивается только при большом количестве перерабатываемой электрической энергией, когда приведенные затраты имеют относительно небольшую величину.

Но и при большом количестве перерабатываемой электрической энергии актуальным остается вопрос снижения затрат на электрическую энергию путем улучшения технико-экономических показателей технических средств.

Существенный экономический эффект при переработке больших объемов электрической энергии может быть достигнут в случае применения энергосберегающих построений вентильных конструкций ВА, что и составляет суть работы.

Цель работы состоит в разработке и расчете энергосберегающей вентильной конструкции кольцевого типа, обеспечивающей снижение потерь мощности при 12-пульсном преобразовании энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

Реализация сформулированной выше цели требует решения ряда задач, основными из которых являются:

- анализ существующих схем построенных выпрямителей;

- поиск, выбор перспективных схем выпрямления и их сравнительный анализ;

- обоснование перевода выпрямительной части оборудования тяговой подстанции на более многопульсные схемы выпрямления;

- описание разрабатываемой вентильной конструкции и анализ электромагнитных процессов в схеме 12-пульсного выпрямителя с новой вентильной конструкцией;

- расчеты по выбору параметров элементов вентильной конструкции и оценка их работоспособности и надежности в составе ВА;

- расчет экономической эффективности, оценка затрат, и себестоимости разработанной вентильной конструкции.



1. Анализ существующих схем многопульсных выпрямителей, применяемых на тяговых подстанциях электрического транспорта

1.1 Шестипульсный выпрямитель по схеме "звезда - две обратные звезды с уравнительным реактором"

Выпрямитель шестипульсный по схеме "звезда - две обратные звезды с уравнительным реактором" содержит трехобмоточный трансформатор и шесть вентилей (рисунок 1.1) [3, 4]. Каждая из вентильных обмоток с тремя вентилями образует трехпульсную выпрямительную секцию. Секции соединены параллельно через уравнительный реактор (УР).

Благодаря УР коммутация в секциях протекает следующим образом: ток пропускает тот вентиль, на анод которого подается наибольшее положительное напряжение.

Продолжительность прохождения тока через вентили .

Число пульсации выпрямленных напряжений ud1 и ud2 mq=3. Амплитуды напряжений ud1 и ud2 сдвинуты между собой на 30°, в результате чего между секциями возникает разность потенциалов ud1 - ud2. Поэтому параллельная работа этих секций возможна лишь через УР, обмотки оа и об которого расположены на одном сердечнике (рисунок 1.1).

Выпрямленное напряжение схемы

(1.1)

Число пульсаций общего выпрямленного напряжения , a амплитуда



(1.2)

где -- действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Рисунок 1.1 - Схема принципиальная 6-пульсного выпрямителя по схеме "звезда - две обратные звезды с уравнительным реактором"

Кривая напряжения уравнительного реактора ur содержит лишь косинусоидальные гармоники с порядковыми номерами 3, 9, 15, 21 и т.д. Порядковые номера высших гармоник УР и гармоник выпрямленного напряжения схемы не совпадают из-за того, что уравнительные токи не проходят через потребитель энергии.

Уравнительные токи вызывают искажение форм кривых анодных и фазных токов и, следовательно, появление в них дополнительных высших гармоник. Намагничивающие токи высших гармоник УР в фазах вторичных обмоток, расположенных на одном сердечнике, протекают в одном направлении и соответствующие им намагничивающие силы суммируются. Если первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, то токи этих гармоник трансформируются в первичную обмотку и замыкаются в ней. В этом случае схема магнитно уравновешена.

Если же первичная обмотка соединена звездой, токи гармоник не могут трансформироваться в первичную обмотку и связанные с ними намагничивающие силы во вторичных обмотках создают потоки утроенной частоты.

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения

(1.3)

Действующее значение фазного тока первичной обмотки

(1.4)

Действующее значение фазного тока вторичной обмотки

(1.5)

где k - коэффициент трансформации.

Расчетная мощность первичной обмотки трансформатора

(1.6)

Расчетная мощность вторичных обмоток трансформатора

(1.7)

Типовая мощность трансформатора

(1.8)



1.2 Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова)

Схема Ларионова (рисунок 1.2) состоит из трехфазного трансформатора и шести одноанодных вентилей [4].

Вентили 1, 3, 5 образуют катодную, а вентили 2, 4, 6 -- анодную группы. Из катодной группы в текущем промежутке времени ток пропускает тот вентиль, к аноду которого подводится большее положительное напряжение.

Амплитуда выпрямленного напряжения

(1.9)

где -- действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения

(1.10)

Тогда действующее значение фазного напряжения вторичной обмотки

(1.11)

а коэффициент трансформации

(1.12)

где -- действующее значение фазного напряжения первичной обмотки.

К каждому закрытому вентилю приложено линейное напряжение, поэтому амплитуда обратного напряжения

(1.13)

Число пульсации выпрямленного напряжения , поэтому кривая, кроме постоянной составляющей , содержит высшие гармоники, кратные шести.

Амплитуда анодного тока

(1.14)

Рисунок 1.2 - Схема Ларионова

Так, как продолжительность прохождения тока через каждый вентиль равна 120°, постоянная составляющая анодного тока

(1.15)

Ток, протекающий через фазу а вторичной обмотки трансформатора

(1.16)



Действующее значение тока вторичной обмотки

(1.17)

Действующее значение тока первичной обмотки

(1.18)

Типовая мощность трансформатора

(1.19)

1.3 Двенадцатипульсные схемы выпрямления

В настоящее время двенадцатипульсные выпрямительные агрегаты (ВА) чаще всего образованы трехфазными двухмостовыми схемами выпрямления, представляющими собой два трехфазных моста Ларионова, соединенных по выходу параллельно, либо последовательно [5], как это показано на рисунке 1.3.

Трансформатор, входящий в двенадцатипульсный выпрямительный агрегат, имеет две системы вентильных обмоток: одну - соединенную звездой, а другую - треугольником (рис. 1.3, а). Каждая из указанных систем обмоток питает свой трехфазный мост Ларионова. Благодаря этому на входе трехфазных мостов действуют две трехфазные системы линейных напряжений, сдвинутые друг относительно друга на 300, что необходимо для реализации двенадцатипульсного выпрямления за период.

Анодный ток, помимо постоянной составляющей, содержит все гармоники, кроме гармоник, кратных трем.

Токи, потребляемые из питающей сети, содержат гармоники с порядковыми номерами .

Типовая (установленная) мощность трансформатора в схеме последовательного типа , где -- мощность приемника энергии.

Вместе с тем, если в двенадцатипульсном выпрямительном агрегате предусматривается параллельное соединение трехфазных мостов, то в этом случае без использования УР установленная мощность значительно увеличивается.

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

Рисунок 1.3 - Схемы принципиальные 12-пульсных выпрямителей:

а - параллельная, б - последовательная.



Двенадцатипульсовые выпрямители позволяют: повысить коэффициент мощности тяговой подстанции до 0,97 - 0,98; улучшить форму кривой потребляемого тока и тем самым повысить качество электрической энергии; улучшить форму кривой выпрямленного напряжения и снизить влияние тяговой сети на линии связи; повысить уровень напряжения в тяговой сети без применения специальных устройств регулирования напряжения; снизить расход электротехнических материалов, затрачиваемых на изготовление выпрямителя.

1.4 Двадцатичетырехпульсная схема выпрямления

Известно, что при переходе от шести- к двенадцатипульсным схемам выпрямления улучшаются энергетические показатели выпрямителей. При этом повышается коэффициент мощности, улучшается форма кривой потребляемого тока. При снижении процентного состава высших гармоник потребляемого тока, падают потери активной мощности, вызванные этими гармониками. Еще больший экономический эффект достигается при использовании 24-пульсных выпрямителей. Схема 24-пульсного выпрямителя последовательно-параллельного типа, применяемого на тяговой подстанции Омск, приведена на рисунке 1.4 [6].

Как видно из рисунка, эта схема содержит трехфазный трансформатор, система вентильных обмоток которого формирует две симметричные трехфазные системы напряжений, сдвинутые друг относительно друга на 15 эл. градусов, что составляет половину длительности пульсации 12-пульсного выпрямителя. Каждая из этих систем обеспечивает питание двух 12-пульсных преобразовательно-выпрямительных секций последовательного типа.

Система 1 образована за счет применения обмоток, соединенных звездой и треугольником, а система 2 - за счет обмоток, соединенных по схемам замкнутых скользящих треугольников.

Таким образом, на выходе выпрямителя формируется выпрямленное напряжение, огибающая мгновенных значений которого имеет 24 пульсации за период.

Рисунок 1.4 - Схема принципиальная 24-пульсного выпрямителя, работающего на тяговой подстанции ЗСДИ в составе модернизированных преобразовательного трансформатора ТМРУ-16000/10 и вентильных конструкций типа ТПЕД-3150-3,3К-У1



Выводы по главе

Как показывают исследования, применение УР приводит к увеличению суммарной установленной мощности трансформаторного оборудования (приблизительно на 7%), вызывает дополнительные потери активной мощности в самом УР от протекающих по нему токов и требует на изготовление УР дополнительного расхода электротехнических материалов, стоимость которых в настоящее время становится существенной. Кроме того, в случае несимметрии питающих напряжений в двенадцатипульсном выпрямительном агрегате с параллельным соединением трехфазных мостов возможна неравномерная загрузка секций [7]. Учитывая это, для создания двенадцатипульсных выпрямительных агрегатов широко используются последовательные схемы соединения трехфазных мостов (рисунок 1.3, б) [5].

Основной недостаток схем с последовательным соединением трехфазных мостов заключается в более высоких суммарных потерях активной мощности в вентилях по сравнению с параллельными схемами соединения.

Суммарные потери в вентилях многопульсного выпрямителя в общем виде определяются

(1.20)

где - потери в i-м вентиле;

N - общее количество вентилей в выпрямителе.

Величина потерь активной мощности в многопульсном выпрямителе прямо пропорциональна количеству одновременно последовательно включенных по постоянному току вентилей . Это приводит к возрастанию потерь активной мощности. Таким образом, актуальна задача сокращения количества при одновременном сохранении оптимальной длительности протекания токов по вентильным обмоткам трансформатора, как в эквивалентных многофазных схемах выпрямления.



2. Основные расчетные соотношения для анализа и сравнения выпрямителей и обоснование выбора 12-пульсной схемы выпрямления

2.1 Теоретическая база для определения основных характеристик, расчета и сравнения многопульсных выпрямителей

Основные соотношения для анализа выпрямленного напряжения

Выпрямленное напряжение относится пульсирующему типу напряжений и может быть представлено в виде суммы постоянной составляющей и несинусоидальной переменной составляющей, разлагаемой в гармонический ряд. При анализе выпрямленного напряжения, параметры которого напрямую связаны с выбранным схемным решением, при известной пульсности, при холостом ходе выпрямителя, в первую очередь определяются [4, 6]:

1. Мгновенное значение выпрямленного напряжения без учета падения напряжения на вентилях

(2.1)

где

КСХ - коэффициент схемы, численное значение которого зависит от схемы выпрямления;

- фазное напряжение вентильной обмотки трансформатора (далее обмотка с числом витков, принятых за условную единицу - "1,0");

- текущий угол;

- угол сдвига амплитуды кривой ud0 относительно амплитуды кривой , равный нулю в случае, когда ось ординат проходит через амплитуду кривой выпрямленного напряжения.

2. Среднее значение выпрямленного напряжения - пульсного выпрямителя (постоянная составляющая)

(2.2)

где D - коэффициент выпрямления, который при 1

(2.3)

В режиме нагрузки среднее значение выпрямленного напряжения снижается в результате различных потерь, в том числе потерь, обусловленных коммутационными процессами, когда переключение вентильных обмоток происходит не мгновенно, а с задержкой, во время действия которой образуется контур со встречными ЭДС вентильных обмоток. В этом случае среднее значение выпрямленного напряжения

(2.4)

где kd - коэффициент коммутации для постоянной составляющей выпрямленного напряжения,

(2.5)

где - угол коммутации вентильных токов.

В работе [6] отмечено, что в сложных схемах выпрямления коммутация вентильных токов осуществляется внутри отдельных секций (звеньев преобразования) независимо друг от друга. Угол коммутации зависит от схемы выпрямления, и для любой mq - пульсной схемы выпрямления значение угла коммутации определяется по выражению [5]:

(2.6)

где - расчетное напряжение короткого замыкания, приведенное к параметрам вентильной обмотки;

- коэффициент загрузки, равный отношению тока нагрузки Id к номинальному выпрямленному току .

Относительную величину переменной составляющей кривой выпрямленного напряжения характеризует коэффициент формы напряжения по действующему значению (волнистость кривой), определяемый по формуле [4]:

(2.7)

где - эффективное значение переменной составляющей выпрямленного напряжения;

- эффективное значение выпрямленного напряжения.

Эффективное значение выпрямленного напряжения при холостом ходе выпрямителя

(2.8)



где

- коэффициент эффективности выпрямления, который при 1

(2.9)

В режиме нагрузки волнистость кривой выпрямленного напряжения определяется как отношение эффективного значения переменной составляющей выпрямленного напряжения, полученной с учетом индуктивного сопротивления вентильных обмоток трансформатора, к среднему значению выпрямленного напряжения на холостом ходу выпрямителя

(2.10)

где - эффективное значение выпрямленного напряжения с учетом индуктивного сопротивления вентильных обмоток трансформатора, определяемое по формуле:

(2.11)

где - коэффициент коммутации для эффективного значения выпрямленного напряжения.

(2.12)



Таким образом, волнистость кривой выпрямленного напряжения в режиме нагрузки зависит не только от угла коммутации , но и от пульсности выпрямителя. С увеличением нагрузки волнистость возрастает, а при увеличении снижается.

Гармонический анализ выпрямленного напряжения

Кривая выпрямленного напряжения в режиме холостого хода выпрямителя за каждый период сетевого напряжения представляет собой смыкающихся между собой и симметричных относительно вертикалей, проходящих через точки максимумов верхних частей косинусоидальных пульсностей (при =2 - полная половина косинусоиды), показанных, например, на рисунке 2.1. Рисунок демонстрирует влияние числа пульсаций на форму выпрямленного напряжения. Приняв одну из вертикалей за ось ординат, получим симметричную относительно этой оси периодическую функцию. Разложение таких функций в ряды Фурье рассмотрено во многих изданиях. Опустив перечисление известных математических выводов, можно отметить, что в [8, 9] получены простые выражения, по которым определяются постоянная составляющая кривой выпрямленного напряжения и действующее значение ЭДС гармоники n-го порядка

(2.13)

В режиме нагрузки действующее значение ЭДС гармоники n-го порядка определяется из выражения

(2.14)



где - коэффициент коммутации для n-й гармоники выпрямленного напряжения,

(2.15)

Рисунок 2.1 - Влияние пульсности выпрямителя на форму выпрямленного напряжения

Связи токов на входе и выходе ТПЧФ выпрямителя и гармонический анализ сетевых токов

С учетом пренебрежения токами холостого хода, что вполне приемлемо при мощном трансформаторном оборудовании, составляются уравнения магнитодвижущих сил (МДС) трансформаторов. Из решения полученных уравнений, при условии равенства нулю суммы сетевых токов и с учетом схемотехнических соотношений между числами витков первичных и вентильных обмоток, устанавливаются соотношения, связывающие токи первичной трехфазной и вторичной многофазной цепей. На интервале проводимости соответствующих вентилей, при , каждый из токов вторичных цепей равным постоянной составляющей тока нагрузки .

С помощью любой подходящей компьютерной программы выполняется гармонический анализ токов первичной трёхфазной сети. Для этого период 2 разбивается на приемлемое число интервалов, достаточное для заданной точности описания кривых сетевых токов. Токи вторичных обмоток трансформаторов, приравненные к току нагрузки, представляются в виде прямоугольных форм с величиной равной 1,0. В соответствии с алгоритмом работы вентильных обмоток ФС ЭДС, эти токи трансформируются в ступенчатые формы токов для каждой сетевой фазы, которые затем разлагаются в ряд Фурье. Ступенчатость сетевых токов выпрямителя говорит о потреблении из сети несинусоидального тока. В результате разложения в ряд Фурье для ступенчатой формы токов каждой фазы находятся множества синусоидальных функций (гармоник), представляющих эту форму. Приближенные к реальным, ступенчатые фазные токи заменяются суммой синусоидальных гармоник со своими фазами в соответствии с выражениями:

(2.16)

где - соответственно постоянная составляющая, амплитуда и фаза k-й гармоники;

m - общее число гармоник.

Порядок высших гармоник токов питающей трехфазной сети для многопульсных выпрямителей можно определить в соответствии с двумя простыми принципами [10].

1. Для mq-пульсного выпрямителя на входе присутствуют гармоники с порядковыми номерами

(2.17)



где n - ряд целых чисел 1, 2, 3…

2. Уровень К-й гармоники обратно пропорционален ее порядковому номеру

. (2.18)

В таблице 2.1 приведены уровни гармоник mq-пульсных выпрямителей. Коэффициент пульсации в этом случае определяется

(2.19)

В схемах выпрямления с пульсациями действующее значение сетевого тока при симметричных питающих напряжениях без учета угла коммутации определяется по формуле [5]:

(2.20)

где - коэффициент трансформации преобразовательного трансформатора;

- коэффициент, характеризующий схему выпрямления (для последовательного выпрямления =1).

Таблица 2.1 - Гармонический состав токов питающей трехфазной сети для многопульсных выпрямителей

Пульсн. ВА	Гармоники	1	5	7	9	11	13	15	17	19	21	23	25	27	29	31	33	35	37
6	о. е	1,0
12	о. е	1,0
18	о. е	1,0
24	о. е	1,0

Степень искажения формы кривой потребляемого тока можно характеризовать коэффициентом искажения

(2.21)

где - действующее значение первой гармоники сетевого тока.

Коэффициент искажения формы кривой тока без учета коммутации может быть получен по формуле:

(2.22)

С учетом угла коммутации вентильных токов этот коэффициент определяется по формуле:

(2.23)

К характеристикам качества кривой сетевого тока также относится волнистость гармоник сетевого тока (коэффициент К-й гармонической составляющей)

(2.24)

где - ток гармоники К-го порядка сетевой обмотки трансформатора выпрямителя.

Соотношения для построения внешних характеристик выпрямителей

Изменение величины постоянной составляющей выпрямленного напряжения при нагруженном выпрямителе, с учетом всех потерь напряжения: падения напряжения в питающей сети; падения напряжения в трансформаторе; падения напряжения в вентилях выпрямителя, в зависимости от коэффициента загрузки принято считать внешней характеристикой выпрямителя. При пренебрежении потерями напряжения в питающей сети, на активном сопротивлении трансформаторов и в вентилях выпрямителя уравнение внешней характеристики может быть представлено:

(2.25)

где - среднее значение потерь напряжения в индуктивном сопротивлении трансформаторов, которое обусловлено процессами коммутации вентильных токов.

В соответствии с [5] уравнение внешней характеристики для - пульсного выпрямителя имеет вид:

(2.26)

Коэффициентом наклона внешней характеристики определяется выражением

(2.27)

Соотношения, характеризующие энергетические показатели качества электромагнитных процессов

Кроме рассмотренного выше коэффициента искажения тока , к энергетическим показателям качества электромагнитных процессов относится коэффициент гармоник тока (коэффициент несинусоидальности КН.С.), определяемый отношением действующего значения высших гармоник тока к действующему значению тока:

(2.28)

Несложные преобразования показывают очевидность связи двух указанных коэффициентов

(2.29)

Характеризует качество преобразования также фактор сдвига фазы тока относительно фазы напряжения по первой гармонике, так называемый коэффициент сдвига тока

(2.30)

где Р(1) и Q(1) - активная и реактивная мощности в цепи, создаваемые первыми гармониками тока и напряжения.

Коэффициент мощности выпрямительного устройства, определенный отношением активной мощности (обусловленной первыми гармониками тока и напряжения) к полной мощности (потребляемой из питающей сети), в цепи с синусоидальным напряжением равен



(2.31)

Этим коэффициентом оценивается потребление реактивной мощности, обусловленной токами намагничивания трансформатора и процессами коммутации вентилей. Исходя из рекомендаций [5] допускают, что коэффициент искажения формы кривой сетевого тока не зависит от нагрузки. При расчете коэффициента мощности считается корректным при определении коэффициента искажения, учитывать коммутацию вентильных токов (2.23). Тогда, без учета влияния тока холостого хода трансформатора и с учетом выражения (2.31), коэффициент мощности равен:

(2.32)

Не во всех случаях можно пренебрегать током холостого хода, особенно при малых нагрузках. При учете тока холостого хода угол сдвига возрастает и коэффициент сдвига в соответствии с [5] можно рассчитать по следующей формуле:

(2.33)

где

- коэффициент холостого хода, равный отношению тока холостого хода трансформатора к ;

- угол сдвига между основной гармоникой напряжения и током холостого хода.

Коэффициент полезного действия также характеризует качество преобразования и определяется по формуле:

(2.34)

Энергетический коэффициент полезного действия определяется по формуле:

.(2.35)

Коэффициент пульсаций для цепей постоянного тока.

Для эксплуатационной практики существенное значение имеет коэффициент пульсации, так как от его величины зависят массогабаритные и стоимостные показатели сглаживающих фильтров.

Таблица 2.2 - Величина коэффициентов пульсации выпрямленного напряжения, характеризующих многопульсные схемы выпрямления

Число пульсаций за период mq	Коэффициент пульсации	Коэффициент пульсации	Коэффициент пульсации
6	0,057000	0,070000	0,042000
12	0,013986	0,017161	0,010285
24	0,003478	0,00429	0,002459

Для оценки пульсаций выпрямленных напряжений обычно используют одно из трех определений коэффициента пульсаций, которые отражены в виде формул в таблице 2.2, где:

КП - коэффициент пульсации;

U1m - амплитуда первой гармоники выпрямленного напряжения;

ud max, ud min -максимальное и минимальное мгновенные значения выпрямленного напряжения;

Un - действующее значение n - й гармонической составляющей;

Ud - постоянная составляющая выпрямленного напряжения.

Установленная мощность преобразовательного трансформатора

Известно, что критерием рационального использования материалов при изготовлении устройств силовой преобразовательной техники служат показатели установленных мощностей. Эти показатели позволяют оценивать технико-экономическую эффективность работы преобразовательных устройств.

При нелинейных нагрузках на выходе ТПЧФ (выпрямители с нагрузкой) при расчете коэффициента установленной мощности должны учитываться высшие гармоники тока в цепях преобразователя. В общем случае в расчет установленных мощностей ТПЧФ входит гармонический анализ токов во всех обмотках. В цепи постоянного тока мощных многопульсных выпрямительных агрегатов (ВА), как правило, имеются значительные по величине индуктивности, благодаря которым на практике вводятся общепринятые допущения, касающиеся принятия прямоугольной формы токов в вентильных обмотках [11]. Если многопульсный ВА не содержит вентильных блоков, работающих параллельно через уравнительные реакторы, то расчет обычно проводят по следующему алгоритму [11, 12]:

1. Мощность, отдаваемая выпрямителем в нагрузку, равна

,(2.36)

где и - соответственно, напряжение и ток нагрузки.

2. Связь между током и действующим значением тока i-ой вентильной обмотки



,(2.37)

где Т - период;

t РАБ i - суммарное время прохождения тока через обмотку;

i - порядковый номер вторичной обмотки ТПЧФ.

3. Установленная мощность всех вторичных обмоток определяется

, о.е.,(2.38)

где - действующие значения напряжений вторичных обмоток;

К2 - общее количество вторичных обмоток.

4. Для расчета следует определить токи в первичных обмотках ТПЧФ. Между токами и существует связь, которую для синусоидальных токов можно вывести аналитически, путем решения системы уравнений магнитодвижущих сил (МДС) первичных и вторичных обмоток, связанных общим магнитным потоком. Пренебрегая токами холостого хода ТПЧФ, построенного на трансформаторах большой мощности, можно записать

.(2.39)

Поэтому, применяя формулы разложения периодической функции в ряд Фурье, ток представляют набором отдельных гармоник , … , где k - номер гармоники. Это позволяет определить первичные токи ТПЧФ для каждой гармоники в отдельности



,(2.40)

где и - k-е гармоники токов в i-ых фазах первичных и вторичных обмоток.

Действующее значение токов первичных обмоток составит

.(2.41)

5. Установленная мощность всех первичных обмоток определится

, о.е.,(2.42)

где К1 - количество первичных обмоток;

- фазные напряжения первичных обмоток.

6. Далее находится показатель

,(2.43)

который характеризует эффективность работы ТПЧФ в составе многопульсного ВА. Величина, обратная этому показателю, КИСП определяет степень использования трансформаторного оборудования.

В таблице 2.3 приведены основные технические характеристики многопульсных выпрямителей принимаемые во внимание при выборе той или иной схемы выпрямления, рассчитанные по приведенным в разделе формулам. Характеристики определены при холостом ходе выпрямителя, при индуктивности реактора сглаживающего фильтра равной бесконечности и при допущении мгновенной коммутации тока нагрузки вентилями, что вполне допустимо для сравнительного анализа схем.

Таблица 2.3 - Технические характеристики выпрямителей

Схема выпрямителя	Параметры трансформа-тора	Параметры вентилей	Параметры нагрузки
	РТ/Pd	KИСП	Uобр max/Ud	Ia/Id	Угол проводимости, эл.град.	mq	Кq
Нулевая трехпульсная	1,35	0,74	2,09	1/3	120	6	0,25
Нулевая шестипульсная с УР	1,26	0,8	2,09	1/6	120	6	0,057
Мостовая шестипульсная	1,05	0,95	1,45	1/3	120	6	0,057
Двухмостовая 12-пульсная последовательная	1,029	0,97	0,52	1/3	120	12	0,014

На рисунке 2.2 приведены графические зависимости коэффициентов мощности многопульсных выпрямителей с различной частотой пульсаций от коэффициента загрузки выпрямителя, рассчитанные на основании [5, 13, 14].

За основу при расчете коэффициентов мощности приняты часто берущиеся в расчетах характеристические данные трансформаторного оборудования: напряжение короткого замыкания ; коэффициент холостого хода ; угол сдвига . Видно, что наибольшее значение коэффициента мощности многопульсного выпрямителя достигается при нагрузке меньше номинальной, причем с увеличением пульсности выпрямителя максимумы коэффициентов мощности смещаются в сторону больших значений коэффициента нагрузки. В связи с этим необходимо привязать технико-экономическое обоснование преимуществ выпрямителей, имеющих повышенную пульсность выпрямленного напряжения, к реальным графикам распределения нагрузки.

Рисунок 2.2 - Зависимость коэффициента мощности от нагрузки и пульсности выпрямителя

За основу при расчете коэффициентов мощности приняты часто берущиеся в расчетах характеристические данные трансформаторного оборудования: напряжение короткого замыкания ; коэффициент холостого хода ; угол сдвига . Видно, что наибольшее значение коэффициента мощности многопульсного выпрямителя достигается при нагрузке меньше номинальной, причем с увеличением пульсности выпрямителя максимумы коэффициентов мощности смещаются в сторону больших значений коэффициента нагрузки. В связи с этим необходимо привязать технико-экономическое обоснование преимуществ выпрямителей, имеющих повышенную пульсность выпрямленного напряжения, к реальным графикам распределения нагрузки.

При создании новых, более эффективных выпрямителей, необходимо, как правило, обеспечивать снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления. В то же время во многих случаях более существенным является повышение эффективности преобразования, позволяющее повысить коэффициент мощности, снизить потери электроэнергии. Повышение удельных расходов материалов, усложнение трансформаторов становится оправданным при значительном улучшении технико-экономических показателей.

Одним из важнейших технико-экономических показателей выпрямителей является годовая экономии средств (С) за счет повышения коэффициента мощности при переходе от схемы с числом пульсаций mq к схеме с другим числом пульсаций mqґ.

Повышение пульсности выпрямленного напряжения неизбежно связано с усложнением технологии и увеличением материальных затрат при изготовлении выпрямителя, поэтому необходимо точно оценить экономию средств при эксплуатации выпрямителей, построенных по новым схемным решениям.

В таблице 2.4 сведены результаты расчетов суточной экономии электроэнергии и годовой экономии средств, полученной за счет повышения коэффициента мощности при переходе на более многопульсное выпрямление.

По данным [6] средняя переработка электроэнергии тяговой подстанцией на Западно-Сибирской железной дороге в 1991 году составила 33,2 млн кВт ч, что соответствует суточной переработке 91 МВт ч. После определенного снижения потребляемой электроэнергии в середине 90-х годов, в последние годы, в связи с увеличивающимся объемом грузоперевозок, отмечается заметный рост потребления электроэнергии, что позволяет ориентироваться при подсчете усредненной годовой экономии средств на значение коэффициента загрузки КЗ = 0,3-0,5.

Таблица 2.4 - Зависимость экономии электроэнергии и годовой экономии денежных средств от повышения пульсности выпрямителя при заданных нагрузках постоянного тока

Суточная переработка, МВт ч и соответствующий КН	48	96	144	192	240
	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
, для выпрямителя с числом пульсаций	6	0,346687	0,349821	0,366809	0,387584	0,409861
	12	0,212177	0,210773	0,224764	0,241875	0,259731
	24	0,153947	0,145406	0,154348	0,166548	0,179447
Суточная экономия энергии при замене выпрямителей, МВт ч	6>12	0,5165	1,0679	1,6363	2,2381	2,8825
	6>24	0,7401	1,5699	2,4475	3,3951	4,4239
	12>24	0,2236	0,5020	0,8112	1,1570	1,5414
Годовая экономия средств при замене выпрямителей, тыс. руб при цене 1 кВт ч 1,78 р	6>12	224,34	463,84	710,72	972,12	1252,01
	6>24	321,46	681,88	1063,07	1474,66	1921,52
	12>24	97,12	218,04	352,34	502,54	669,50

Для примера в таблице 2.5 приведена динамика роста энергопотребления на тяговой подстанции Сокур Западно-Сибирской Дирекции Инфраструктуры за шесть не зимних месяцев в период 2010-2012 г.г. В зимние месяцы энергопотребление существенно возрастает. В октябре текущего года суточная переработка электроэнергии на подстанции Сокур достигла 185,4 МВт ч, что является хорошим показателем.

Таблица 2.5 - Расход электроэнергии на тягу поездов, кВт ч, согласно месячным отчетам подстанции Сокур Западно-Сибирской Дирекции Инфраструктуры.

Годы Месяц	2010	2011	2012
май	3032080	3155508	3262266
июнь	3025320	3212608	3316092
июль	3241920	3433926	3643996
август	3512760	3377604	3601254
сентябрь	3158040	3412686	3557582
октябрь	3295080	3528954	3773112
итог	19265200	20121286	21154302
прирост	-	856086	1033016

Невысокий коэффициент использования выпрямителей, говорящий о наличии резерва установленных мощностей, и повсеместный переход к совершенным, по сравнению с ртутными выпрямителями, силовым полупроводниковым приборам, обусловили активизацию научно-технического поиска в направлении обоснованного пересмотра стандарта номинальных мощностей преобразовательных трансформаторов.

Работы в данном направлении появились уже в 60 годы. В частности в [15] вместо шага номинальных мощностей 1,6 МВА обосновывалось установление шага, равного 1,35 МВА. Зарубежом (Япония, США, ЮАР) также осуществляются работы по расширению диапазона номинальных мощностей преобразователей. Так, на японских железных дорогах эксплуатируются выпрямители различной мощности с шагом 1 МВА. Большой теоретический и практический вклад в данном направлении внесен учеными ВНИИЖТа и сотрудниками кафедры ЭЖТ ОмГУПС [5]. Это позволило приступить к промышленному изготовлению и внедрению на железной дороге новых 12-пульсных выпрямителей последовательного типа на базе реконструированных вентильных конструкций ПВЭ-5 и преобразовательного трансформатора ТРМП-6300/35ЖУ1, имеющего номинальную мощность 5700 кВА. В настоящее время для этого выпрямителя разработаны и изготавливаются (АО "Электровыпрямитель", г. Саранск) вентильные конструкции пониженной мощности - ТПЕД- 2,0к-3,3к-У1 на номинальный ток 2000А.

Анализируя приведенные характеристики выпрямителей, можно сделать вывод, что при всех прочих равных условиях, например, при одинаковых характеристиках трансформаторного оборудования, выпрямители с большим числом пульсаций имеют лучшие показатели по коэффициенту мощности, по коэффициенту полезного действия, по коэффициенту пульсаций, по наклону внешней характеристики. Увеличение числа пульсаций приводит к значительному улучшению формы выпрямленного напряжения и потребляемых токов, снижает требования к сглаживающим фильтрам. Таким образом, установка на тяговой подстанции Омск 24-пульсного выпрямителя вполне обоснована.



2.2 Обоснование реконструкции мостовых вентильных цепей 12-пульсного выпрямителя в кольцевые

Как было отмечено выше переход от шести- к двенадцатипульсным схемам выпрямления улучшает энергетические показатели выпрямителей, позволяет повысить коэффициент мощности, улучшить форму кривой потребляемого тока, приблизив её к синусоиде [5]. При этом процентный состав высших гармоник потребляемого тока снижается, а следовательно, снижаются потери активной мощности, вызванные этими гармониками. Внешняя характеристика у многопульсных ВА оказывается более жесткой, что способствует стабилизации выпрямленного напряжения, например, в тяговой сети электрического транспорта. Так, коэффициент наклона внешней характеристики для шестипульсных ВА равен 0,5, в то время как для двенадцатипульсных ВА он составляет 0,26, что вдвое меньше [1, 16-20].

В [21, 22] показано, что наибольшая эффективность использования установленной мощности вентильных обмоток трансформаторов в многопульсных ВА обеспечивается, если длительность протекания токов через эти обмотки составляет . Это достигается в эквивалентных многофазных схемах выпрямления. В настоящее время двенадцатипульсные ВА чаще всего образованы трехфазными двухмостовыми схемами выпрямления, представляющими собой два трехфазных моста Ларионова, соединенных по выходу либо параллельно, либо последовательно (рисунок 1.3).

Трансформатор, входящий в двенадцатипульсный ВА, имеет две системы вентильных обмоток: одну - соединенную звездой, а другую - треугольником. Каждая из указанных систем обмоток питает свой трехфазный мост Ларионова. Благодаря этому на входе трехфазных мостов действуют две трехфазные системы линейных напряжений, сдвинутые друг относительно друга на 300, что необходимо для реализации двенадцатипульсного выпрямления за период. Использование установленной мощности трансформатора в таких схемах оказывается наиболее оптимальным, при этом мощность обмоток составляет от мощности нагрузки постоянного тока.

Вместе с тем, если в двенадцатипульсном ВА предусматривается параллельное соединение трехфазных мостов, то в этом случае для эффективного использования обмоток возникает необходимость использования УР. Однако, применение УР ведет к увеличению суммарной установленной мощности трансформаторного оборудования (приблизительно на 7%), вызывает дополнительные потери активной мощности в самом УР от протекающих по нему токов и требует на изготовление УР дополнительного расхода электротехнических материалов, стоимость которых в настоящее время становится существенной. Кроме того, в случае несимметрии и несинусоидальности питающих напряжений в двенадцатипульсном ВА с параллельным соединением трехфазных мостов возможна неравномерная загрузка секций [7, 23]. Учитывая это, для создания двенадцатипульсных ВА широко используются последовательные схемы соединения мостов (рисунок 1.3,б) [5].

Основной недостаток схем с последовательным соединением трехфазных мостов заключается в повышенных потерях активной мощности в вентилях по сравнению с параллельными схемами соединения.

Суммарные потери в вентилях многопульсного выпрямителя в общем виде определяются

(2.44)

где - потери в i-м вентиле;

N-общее количество вентилей в выпрямителе.

В соответствии с [4], полагая, что в многопульсном выпрямителе все вентили имеют одинаковые параметры, и, допуская в первом приближении мгновенную коммутацию, можно записать

,(2.45)

где - количество вентилей, включенных одновременно и последовательно в цепи постоянного тока;

- количество вентилей, включенных одновременно параллельно в цепи постоянного тока;

- величина среднего выпрямленного тока;

(UT0) - напряжение отсечки вентиля (пороговое напряжение);

(rT)- сопротивление вентиля, включенного в прямом направлении;

- коэффициент загрузки ВА.

Как видно из (2.44), величина потерь активной мощности в таких многопульсных выпрямителях прямо пропорциональна количеству одновременно и последовательно включенных в цепи постоянного тока вентилей (). Таким образом, возникает задача сокращения при одновременном сохранении оптимальной длительности протекания токов по вентильным обмоткам трансформатора, присущей эквивалентным многофазным схемам выпрямления.

Известные сочетания трехфазных мостов Ларионова не позволяют строить экономичные многопульсные ВА с малыми потерями в вентильных цепях, поэтому принцип построения многопульсных схем с последовательным или параллельным соединением мостов в этом отношении к настоящему времени себя исчерпал.

Для решения задачи снижения потерь активной мощности на кафедре "Электрический транспорт" предложена новая концепция построения многопульсных ВА и разработаны более совершенные схемные решения многопульсных ВА [24-26].

Схема такого выпрямителя с 12-кратной частотой пульсации выпрямленного напряжения [24] приведена на рисунке 2.3.

Выпрямитель содержит трехфазный трансформатор Т и двенадцать вентилей VD1- VD12, при этом на стержнях трансформатора размещены одна первичная и две вторичных системы обмоток, которые образуют соединения в звезду и треугольник. Выводы каждой из этих систем вторичных обмоток соединены с мостом, состоящим из трех цепочек, образованных последовательным соединением трех однонаправленных вентилей.

Выводы вторичных обмоток, соединенных в звезду, подключены к линиям, соединяющим диоды анодной группы со средними в цепочках диодами. К линиям, соединяющим средние диоды с диодами катодной группы, подключены выводы вторичных обмоток трансформатора, соединенных в треугольник, причем если с одной стороны диода средней группы подключен вывод фазы звезды одного наименования, то с другой его стороны подключен вывод фазы треугольника очередного наименования. Вывод каждой из фаз звезды соединен через дополнительный диод с той фазой треугольника, с которой он не соединен диодом моста.

Средние диоды моста и дополнительные диоды VD1- VD5 образуют замкнутое кольцо из шести диодов, соединенных между собой только одноименными электродами.

В связи с этим такой выпрямитель можно назвать кольцевым. Его вентильная конструкция получена путем трансформации двух трехфазных диодных мостов 1 и 2, соединенных последовательно. Смежные



Рисунок 2.3 - Схема принципиальная кольцевого 12-пульсного выпрямителя группы диодов мостов слиты, образуя средние диоды цепочек, а высвободившиеся при слиянии диоды VD1-VD3 восстанавливают электрические связи, нарушенные при трансформации мостов.

Для данной схемы соотношения между числами витков обмоток определены следующим образом

(2.46)

,(2.47)

где K - коэффициент трансформации.

При установлены следующие соотношения между токами и напряжениями на входе и выходе выпрямителя

(2.48)

.(2.49)



Анализ электромагнитных процессов в первичных и вторичных цепях данного ВА был проведен с использованием рядов Фурье. Получены волновые диаграммы токов, приведенные на рисунке 2.5, где, кроме того, показаны диаграммы линейных напряжений (Ua1b1, Ub1c1, Uc1a1, Ua2b2, Ub2c2, Uc2a2) и токов (i1…i6) во вторичных обмотках, сетевых токов iA, iB, iC и выпрямленного напряжения ud.

Результаты приведены для случая, когда . Из диаграмм (рисунок 2.4) нетрудно видеть, что в данном устройстве достигается оптимальная продолжительность работы вентильных обмоток, при которой обеспечивается хорошее использование типовой мощности трансформатора. Расчет показывает, что типовая мощность трехфазного трансформатора равна 1,029 от выпрямленной мощности ().

Рисунок 2.4 - Волновые диаграммы двенадцатипульсного ВА

Для расчетов вентильных конструкций необходимо знать величину обратных напряжений, прикладываемых к вентилям выпрямителя:

- для вентилей VD1… VD6

;(2.50)



- для вентилей VD7… VD12

.(2.51)

Очевидно, что определенный интерес вызывает форма обратных напряжений, прикладываемых к вентилям рассматриваемого ВА. Форма напряжения для одного из вентилей анодной или катодной групп выпрямителя показана на рисунке 2.5,а. На рисунке 2.5,б показана форма напряжения, прикладываемого к одному из вентилей мостовой части выпрямителя, а на рисунке 2.5,в - форма напряжения на одном из вентилей кольцевой группы вентилей.

Рисунок 2.5 - Форма обратных напряжений, прикладываемых к вентилям: а - анодных и катодных групп; б - мостовой структуры; в - кольцевой группы.

Видно, что длительность пребывания под максимальным обратным напряжением вентилей среднего эшелона, принадлежащих к мостовой группе вентилей, больше длительности работы под максимальным обратным напряжением вентилей кольцевой группы этого же эшелона.

Режим работы вентилей анодной и катодной групп рассматриваемой вентильной конструкции ничем не отличается от режима работы аналогичных вентилей в обычном 12-пульсном выпрямителе с последовательным соединением трехфазных мостов.

В реальном выпрямителе, учитывая коммутационные процессы (), соотношения (2.48, 2.49), а также волновые диаграммы, приведенные на рисунке 2.4 будут несколько иными, что может служить предметом дополнительных исследований. Вместе с тем, наличие углов коммутации не должно оказывать существенного воздействия на величину снижения потерь. Это связано с тем, что в предлагаемом ВА экономия электрической энергии обусловлена сокращением величины , определяемой схемным решением; при этом электромагнитные процессы в обмотках силового трехфазного трансформатора T практически полностью соответствуют процессам в двенадцатипульсном ВА последовательного типа, с которым проведено сравнение.

Осциллограмма выпрямленного напряжения (рисунок 2.5) свидетельствует о получении двенадцатипульсного выпрямления за период. Кривые токов вентильных обмоток ничем не отличаются от кривых токов в вентильных обмотках трансформатора 6-пульсного ВА, приведенных на рисунке 2.6.

Таким образом, в данном устройстве действительно достигается эквивалентное двенадцатипульсное выпрямление.

Следует отметить, что в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.3, легко может быть осуществлена модернизация существующего оборудования двенадцатипульсных ВА с последовательным соединением трехфазных мостов, поскольку она не требует коренной переделки вентильных конструкций и сводит к минимуму соответствующие затраты.

Рисунок 2.6 - Кривая выпрямленного напряжения Ud, 10В/дел.



В настоящее время на наземном городском электрическом транспорте и метрополитене широко используются серийно выпускаемые 6-пульсные ВА, состоящие из трехфазных трансформаторов и вентильных блоков, собранных по мостовым схемам выпрямления. Поэтому переход к схемам выпрямления с более высокой кратностью пульсаций возможен путем модернизации уже существующего оборудования, обладающего изначально заданными техническими параметрами и имеющего определенные конструктивные особенности узлов и деталей.

С практической точки зрения наиболее предпочтительны такие схемы многопульсных ВА, которые могут быть построены на основе существующего оборудования и, по возможности, не требуют его коренной переделки.

В соответствии с [5, 6] проведены соответствующие реконструкции тяговых подстанций железнодорожного транспорта и метрополитена, в ходе которых устанавливались трехфазно-шестифазные преобразовательные трансформаторы. Однако выпрямители были традиционно построены по трехфазным мостовым схемам, соединенным по выходу последовательно. При этом минимальное количество вентилей в цепи постоянного тока равно четырем, и не может быть уменьшено даже в случае использования современных силовых полупроводниковых приборов (СПП).

Двенадцатипульсный ВА (рисунок 2.3), построенный в соответствии с новыми схемными решениями, позволяет сократить число СПП в цепи постоянного тока с четырех до трех, уменьшив потери активной мощности. Такой ВА может быть построен на основе имеющихся на тяговых подстанциях преобразовательных трансформаторов со схемой соединения вторичных обмоток "звезда" и "треугольник". При этом потребуется только реконструировать существующие вентильные сборки в соответствии с рассматриваемой топологией схемы выпрямителя, что сводит к минимуму затраты на модернизацию существующего оборудования.

По отношению к номинальной мощности используемых ВА, суммарная экономия электроэнергии в таких выпрямителях может достигать 0,5…1,0 %. Учитывая абсолютную величину потерь электрической энергии, существенный экономический эффект может быть получен при модернизации двенадцатипульсных ВА на тяговых подстанциях магистральных электрических железных дорог.



Выводы по главе

Рассмотрены основные теоретические вопросы анализа схем выпрямления и на основании расчетов доказано преимущество многопульсного выпрямления.

Дана сравнительная оценка схем двенадцатипульсных ВА с последовательным и параллельным соединением трехфазных мостов. Показано, что существующие способы построения многопульсных ВА не обеспечивают снижения потерь активной мощности в вентилях преобразователей и в этом отношении к настоящему времени себя исчерпали.

Предложено применение простой и экономичной схемы двенадцатипульсного ВА, которая может быть легко реализована на действующем оборудовании существующих двенадцатипульсных ВА последовательного типа, например, на тяговых подстанциях электрического транспорта, без значительных затрат на их модернизацию.

Обоснована возможность снижения потерь электроэнергии в ВА тяговых подстанций электрического транспорта на постоянном токе при оснащении их новыми вентильными структурами.

Приведены основные формулы и соотношения, определенные топологическими особенностями рассматриваемых экономичных построений вентилей.



3. Определение потерь мощности в вентильных конструкциях мостовых и кольцевых 12-пульсных выпрямителей

Для полной оценки технико-экономической эффективности выпрямителей необходимо рассчитать потери мощности в вентильных блоках. Потери обусловлены числом силовых полупроводниковых приборов (СПП) выпрямителя, их параметрами и конфигурацией цепей вентильной конструкции, схемой выпрямления и током нагрузки [28]. При расчете потерь определяющая роль принадлежит типу схемы выпрямления и особенностям построения вентильных конструкций. Далее будет рассматриваться порядок расчета числа СПП в вентильных плечах выпрямителей, собранных по последовательно-параллельным мостовым и кольцевым схемам. При расчетах потерь мощности в вентильных конструкциях 12-пульсного мостового выпрямителя, собранного по последовательно-параллельной схеме в качестве исходных данных примем данные, приведенные в [6].