Пример расчета

Предполагая использование стандартного ряда напряжений для варианта блока преобразователя (блоки ФП + 2И + ТР), выбираем линейное напряжение переменного тока на выходе инвертора U_Л1 = 0,69 кВ и соответственно фазное напряжение U_Ф1 в этом случае составит в режиме холостого хода 0,4 кВ.

Мощность блока преобразователя принимаем – 1,0 МВт.

ТР предполагается выполнить трехобмоточным. Две обмотки, подключенные к инверторам мощностью по 0,5 МВт, с напряжением U_Л1 = 0,69 кВ и одна выходная суммарная обмотка с напряжением U_Л2 = 10 кВ – рис.3.8.

Расчетная мощность И – Р_И = 500 кВт. Схема И – рис.3.8. Расчет параметров инвертора при мощности 500 кВт согласно табл.3.13с учетом ( 8,9):

U_ФП ( )= 0,9*2,34* U_Ф1 = 0,95*2,34*400 = 889 В,

Учитывая изменение U_ФП ( ) при работе СЭС в течение суток и года, принимаем для дальнейшего расчета 900 В.

Среднее значение тока I _ΣФП равняется

I _ΣФП = Р_И / U_ФП ( ) (10)

Пример: I _ΣФП = Р_И / U_ФП ( )= 500*10³ / 900 = 555 А

Среднее значение тока I _ΣФП для расчета тока IGBT- модулей – I _IGBT принимаем в пределах 550…570 А.

Среднее значение тока IGBT- модулей – I _IGBT равняется

I _IGBT = I _ΣФП / m = I _ΣФП / 3 (11)

Пример: I _IGBT = I _ΣФП / 3 = 555 /3 = 185 А

Максимальное обратное напряжение для IGBT- модулей – U _{ОБР. IGBT}

U _{ОБР. IGBT} = 1,41* U_Л1 = 1,045* U_ФП ( ) (12)

Пример: U _{ОБР. IGBT} = 1,045* U_ФП ( ) = 1,045 * 900 = 950 В

Параметры для двух входных обмоток ТР:

Действующее значение U_{Ф 1} = 0,4 кВ, U_Л1 = 0,69 кВ; коэффициент трансформации ТР – к (схема соединения фаз обмоток «звезда» / «звезда») равен

к = U_Л2 / U_Л1 = 10 / 0,69 = 14,5

Параметры обмотки ТР на выходе И:

Полная мощность S_ТР1 одной обмотки ТР на выходе И

, (13)

где η_И – КПД инвертора, cosφ₁ – коэффициент мощности входной цепи ТР, коэффициент 1,2 учитывает снижение фактически реализуемой величины Р_ΣФП = f( ) в течение суток.

В расчете по (13) принимаем η_И = 0,8, поскольку ΔU_γ(I) и ΔU_IGBT приняты равными 0.;

cosφ₁ = 0,9.

Действующее значение тока I _1ТР в обмотке ТР на выходе И согласно

(14)

Полная мощность S_ТР2 вторичной суммарной обмотки на выходе ТР равняется

(15)

Действующее значение тока в суммарной обмотке I _2ТР равно

(16)

Пример расчетов по (13)…(16) при Р _И = 500 кВт – S_ТР1 = 370 кВА; S_ТР2 = 740 кВА;

I _1ТР = 310А; I _2ТР = 43 А.