Популярные услуги

Главная » Лекции » Транспорт » Энергосбережение на железнодорожном транспорте » Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения

Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения

2021-03-09СтудИзба

4.Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения.

1. Введение

Снижение реактивной мощности в сети называется компенсацией реактивной мощности.

         Существуют два пути снижения реактивного тока в сети и генераторах:

· установка специальных компенсирующих устройств;

· снижение реактивной мощности самими приёмниками ЭЭ.

Проблема КРМ включает ряд технико-экономических задач:

· Разработка мероприятий снижения РМ;

· Выбор  вида и типа компенсирующих устройств;

Рекомендуемые материалы

· Размещение компенсирующих устройств в сети;

· Оптимизация режимов работы КУ;

· Разработка КУ с улучшенными техническими и экономическими показателями.

 4.1.Параллельная компенсация реактивной мощности

Для компенсации РМ в СТЭ переменного тока применяют установки параллельной компенсации (поперечной) емкостной компенсации(  КУ). Особенностью КУ ЭЖД переменного тока является их однофазное или двухфазное исполнение, наличие защитного реактора  для ограничения резонансных явлений.

Установки параллельной компенсации РМ являются многофункциональными: компенсируют реактивную индуктивную мощность тяговой нагрузки, повышают напряжение в точке включения, симметрируют токи и напряжения в тяговом трансформаторе питающей сети, ослабляют уровень высших гармоник в СТЭ.

КУ могут располагаться на тяговых подстанциях в отстающей фазе, в тяговой сети на посту секционирования, на ЭПС. Мощность КУ на ЭПС используется не эффективно и поэтому в настоящее время не используется.

4.2. Схема замещения и векторная диаграмма  тока и напряжения тяговой сети с КУ.                                                               27,5 кВ              

Ì = Ìн + Ìк         Хс         Rс                  U2

                                                                     Iн,                         

                                                                Iку

U1                                                                                       КУ                   ЭПС

   Рис.  Схема замещения

где  Хс, Rс – индуктивное и активное сопротивление до КУ,  Iн – ток  ЭПС, Iку – ток установки компенсации, U1 – напряжение у источника, U2 -  напряжение на шинах ТП в месте включения КУ.

4.3.Векторные диаграммы.       4.1 Первый вариант векторной диаграммы             

               Uтп

                                   Ia                                       

                    Iэ2                                  Iэ1

                     φ2

                           Iре                                      φ1        Iри2                       Iри1

Рис. Векторная диаграмма тока и напряжения на шинах тяговой подстанции при наличии  КУ: Uтп -  напряжение на шинах подстанции, Iа – активный ток, Iри1 и Iри2 – реактивный индуктивный ток до и после включения КУ, Iрэ – емкостной ток КУ, φ1 и φ2 – угловые сдвиги между током и напряжением до и после включения КУ.

Второй вариант векторной диаграммы.

IIн R∑

IIIн Х∑IКХС


          IК                                                              ∆U1                                                     

                            IIH                                  U2

       IIIH1

IH


       IIIН

Рис. Векторная диаграмма тока и напряжения на шинах тяговой подстанции  и потерь напряжения при наличии КУ: IH , IН1 - полный ток без КУ и с КУ;  IIH  - активная составляющая тока; IIIН и IIIH1 – реактивная составляющая тока без КУ и с КУ; IК – ток КУ; U2 – напряжение на шинах подстанции; IIн R, IIIн Х- активные и реактивные составляющие потери напряжения от тока нагрузки;

IКХС  - реактивная составляющая потери от емкостного тока КУ;    ∆U и ∆U1 – потери напряжения  без КУ и с КУ.

4.3 Третий вариант векторной диаграммы.

                Iк                                                                                                       U

                                                                                              U11ф  

                                                                                                               Ix

                                              Iа                                 I1R     I1х       

                 Iр1                         I1                                  IR    

    ∆U1

                 Iр                         I                                                                                                

                                                                                            ∆U

Рис. Векторная диаграмма тока и напряжения на шинах тяговой подстанции  и потерь напряжения при наличии КУ: Iк – емкостной ток компенсации, Iр, Iр1 – реактивный ток ЭПС до и после включения КУ, Iа – активный ток ЭПС ; Iх, I1х – реактивная составляющая потери напряжения до и после включения КУ;  IR, I1R - активная составляющая потери напряжения до и после включения КУ;   ∆U, ∆U1 – до и после включения КУ.

4.4. Эффективность КРМ

1Снижение активных потерь  ЭЭ в сети:

При передачи РМ активные потери в сети, без КУ

DР1 = I2R = S2R/U2 = (P2 + Q2)* R/ U2;

      при наличии КУ

DР2 =    P2 + (Q - Qку) 2      * R   / U2;

       Уменьшение потери мощности при наличии КУ

         DDР2 = DР1 - DР2 =[ ( 2Q - Qкб)*Qкб ] * R / U2.

Пример: КУ снизила реактивную нагрузку на 50% при j = 36,87гр. эл; cosj  =  0,8; tgj =0,75

DР2 = [P2 +(0,5Q)2* R/ U2;

            Относительное снижение потерь мощности при этом

dР =[ DР1 - DР2 ] / DР1 = 1 - [ DР2/DР1 ] = 1 -    [ P2 + 0,25Q2 ] / [P2 + Q2 ]     =

      =  1-  [ 1 + 0,25 tg2j ] / [1 + tg2j]    = 1 - [ 1,14 / 1, 56 ] = 0,27,

то есть на 27% снизилась генераторная мощность для покрытия потерь энергии а также уменьшение расхода топлива для покрытия этих потерь.

При КРМ электрооборудование разгружается от реактивных токов и работает в более экономичном режиме, появляется возможность дополнительной загрузки активной мощности.   Эффект в первом случае  - снижение активных потерь, во втором случае - отказ от установки дополнительного оборудования.

Пример: Трансформатор , S = 1600 кВА, b = 1 (нагрузка 100%),  P1 = 1000 кВт,

Q1 = 1250 кВАр, tgj = Q1 /P1 = 1250/1000 = 1,25, j = 51,34, cosj = 0,625.

         Выполнены мероприятия по КРМ: Q2 = 500 кВАр, S2 = Ö10002 + 500 =

1118 кВА, то есть b2 = 1118 / 1600 = 0,7 (70%).

         При такой же реактивной нагрузке трансформатор может дополнительно нагружен на  Рд =  Ö16002 - 5002     - 1000 = 1676 - 1000 = 676 кВт. Если бы не было мероприятий по КРМ, то понадобился бы дополнительный трансформатор S = 630 кВА.

Трансформатор с такой нагрузкой работает в более экономичном режиме (активные и реактивные потери меньше).

Вместе с этой лекцией читают "21 Муфты для соединения валов".

4.5.Параллельная компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения переменного тока.

1. Установка параллельной компенсации и места их включения

Для компенсации РМ в СТЭ переменного тока применяют установки параллельной компенсации (поперечной) емкостной компенсации(  КУ). Особенностью КУ ЭЖД переменного тока является их однофазное или двухфазное исполнение, наличие защитного реактора  для ограничения резонансных явлений.

Установки параллельной компенсации РМ являются многофункциональными: компенсируют реактивную индуктивную мощность тяговой нагрузки, повышают напряжение в точке включения, симметрируют токи и напряжения в тяговом трансформаторе питающей сети, ослабляют уровень высших гармоник в СТЭ.

КУ могут располагаться на тяговых подстанциях в отстающей фазе, в тяговой сети на посту секционирования, на ЭПС. Мощность КУ на ЭПС используется не эффективно и поэтому в настоящее время не используется.

                      Рис. Схемы включения КУ в СТЭ.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее