Защита ку от резонансных режимов
2. Защита КУ от резонансных режимов
Включение КУ в виде КБ на шинах ТП создаёт условия для возникновения резонанса напряжения. Колебательный контур имеет две параллельные ветви: одна ветвь – индуктивность трансформатора и системы электроснабжения, другая – индуктивность ТС и ЭПС.
Условия резонанса напряжения ХL = ХС или ωL = 1/ωC, ω2 LC = 1. Частота, при которой возникает резонанс ω2 LC = (2πf)2 LC = 1. Отсюда
fр = 1/ 2π √ LC, где ω = 2πf – угловая частота.
Чтобы расстроить резонанс напряжения на всех гармониках (3,5,7 и т.д.) необходимо нарушить условие резонанса. Для этой цели последовательно с КБ включают защитный реактор, параметры которого выбирают из следующих условий:
Из условия резонанса напряжения для 3 – ей гармоники 150 Гц
ХL3 = ХС3, где ХL3 , ХС3 – индуктивное и емкостное сопротивление для 3 – ей гармоники 150 Гц.
При этом индуктивное сопротивление всего контура будет выше емкостного и резонанса на высоких частотах 150, 250, 350 и т.д. не будет.
При точной настройке КУ на n = 3 fр = 150Гц КУ становится фильтром 150 Гц, имеющий бесконечно малое сопротивление 150 Гц. Это приводит к закорачиванию тока 150 Гц. Ввиду большой величины тока и напряжения 3 – ей гармоники в ТС происходит перегрузка КУ током третьей гармоники и повреждение конденсаторов из за перегрева.
Рекомендуемые материалы
Для защиты КБ от перегрузки токами ВГ с помощью защитного реактора его индуктивное сопротивление увеличивают на 10% и выбирают таким образом, чтобы цепь LC КУ имела индуктивный характер на частоте гармоники наименьшего порядка nмин из имеющихся в спектре гармоник тока по формуле
nмин ХL1 = 1,1 ХС1 / nмин; ХL1 = 1,1 ХС1 / n2мин .
Для тяговой сети ЭЖД переменного тока nмин = 3 f = 150 Гц.
Ещё посмотрите лекцию "11.1 Россия в эпоху Нового Времени" по этой теме.
Для обеспечения надёжной защиты конденсаторов КУ от токов высших гармоник для тяговой сети цепь LC КУ настраивают на частоту 130 – 135 Гц , n = 2,6 ÷ 2,7
При включении защитного реактора на КБ увеличивается напряжение. Кратность увеличения напряжения на КБ для КУ с защитным реактором составит КU = n2 / (n2 -1), где n – частота настройки цепи LC КУ. Для частоты настройки цепи LC КУ на n = 3 КU = 9/8 = 1,125
При частоте настройки на 130 – 135 Гц , n = 2,6 ÷ 2,7 кратность увеличения напряжения составит 1,174 ÷ 1,159.
2.6. Управляемые и регулируемые установки параллельной компенсации
2.7. Использование установок продольной емкостной компенсации для повышения и стабилизации напряжения в системе тягового электроснабжения.
Поддержание номинального напряжения в контактной сети обеспечивает оптимальный режим работы электровоза и минимальные потери электроэнергии в системе тягового электроснабжения и электровоза.
