Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В устройстве поперечной компенсации генерируемая реактивная мощность прямой последовательности зависит только от мощности устройства и не зависит от распределения по фазам. Мощность обратной последовательности устройства продольной компенсации, зависит от распределения мощности по фазам. При равномерном распределении ток и мощность обратной последовательности оказываются равными нулю [2].

На тяговых подстанциях переменного тока необходимо осуществлять одновременно симметрирование тяговых нагрузок и компенсацию реактивной мощности прямой последовательности, поэтому устройство поперечной компенсации включают в отсасывающую фазу. Схема включения и схема соединения представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Схема включения (а) и схема соединения (б) однофазного устройства поперечной компенсации

Схема, приведенная на рисунке 1.2 (а) показывает, что на тяговых подстанциях переменного тока устройство поперечной компенсации включают в отстающий провод, потому что необходимо обеспечивать одновременно компенсацию прямой последовательности и симметрирование тяговых нагрузок. При симметрировании тяговых нагрузок, такое устройство поперечной компенсации наиболее эффективно при равных нагрузках плеч питания подстанций.

На рисунке 1.2 (б) приведена схема наиболее распространенного устройства поперечной компенсации. Устройства комплектуют конденсаторами с номинальным напряжением 0,66 кВ или 1,05 кВ. Высокие значения мощности и напряжения устройства поперечной компенсации вынуждают соединять конденсаторы и последовательно, и параллельно. Присоединение конденсаторов последовательно на рисунке 1.2 (б), зависит от многих факторов: номинального напряжения устройства и конденсаторов, частоты резонансной настройки конденсаторной батареи и реактора L, разброса емкостей рядов конденсаторов, нагрева конденсаторов токами высших гармоник и солнечной радиацией [3].

Как говорилось выше устройства поперечной компенсации можно включать на подстанциях или постах секционирования. Располагая конденсаторы устройства поперечной компенсации на подстанции, ветви соединяют параллельно, что выравнивает напряжение на них, пропорциональное при такой схеме результирующему сопротивлению конденсаторов всего ряда. Разброс сопротивлений в каждом ряде допускается в пределах от 2 до 3 процентов. Конденсаторы размещают в кассетах 1 (рисунок 1.2, б), изолированных от земли и друг от друга. Последовательно с конденсаторами устанавливают реактор 2, а параллельно конденсаторам - трансформатор напряжения 6. Так же, параллельно присоединяют разрядник 5 с токоограничивающим резистором 4 – для защиты реактора от пробоя. Трансформаторы тока 3 обеспечивают питание катушек токовых реле максимальной и дифференциальной защиты устройства поперечной компенсации. Коммутация устройства осуществляется двумя выключателями 9, один из которых шунтирован резистором 8. Со стороны контактной сети устройство поперечной компенсации оснащается разъединителем 10 с заземляющим ножом. Для производства ремонтных работ на выключателе, предусмотрен дополнительный разъединитель 7 [2].

Так же имеются стационарные и передвижные устройства поперечной компенсации. Ниже рассмотрим схему устройства с фильтрацией высших гармоник представленную на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Схема устройства поперечной компенсации с резонансными фильтрами

Схема, представленная на рисунке 1.3, разработана ВНИИЖТом для участков с интенсивным рекуперативным торможением. Конденсаторные батареи C₁, C₂, C₃ настраивают в резонанс напряжений с реакторами соответственно L₁, L₂, L₃ на частотах 150, 250, 350 Гц. Настроив таким образом фильтры установки с компенсацией реактивной мощности на частоте 50 Гц позволяет снизить уровень гармоник тока 150, 250, 350 Гц в тяговой сети и ограничить выход их в сеть внешнего электроснабжения тяговых подстанций [3].

Далее рассмотрим регулируемое устройство поперечной компенсации с двумя ступенями прямого включения разработанное Горьковской дорогой и ВЗИИТом представленное на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Схема устройства поперечной компенсации с двумя ступенями прямого включения

Схема, изображенная на рисунке 1.4, представляет собой двухступенчатое компенсирующее устройство. Мощность ступеней при включении на 27,5 кВ не должна быть ниже 3 Мвар. Включение ступеней осуществляется вакуумными выключателями В₂, шунтированными выключателями В₃. Мощность ступеней 3 и 5 Мвар, что позволяет обеспечить два уровня реактивной мощности 3,5 и 8 Мвар. Отключение масляного выключателя В₁ происходит при защите короткого замыкания. Разъединитель Р выпоняет оперативные функции при ремонтных работах на регулируемом устройстве поперечной компенсации. В исполнении приведенном на рисунке 2.3 схему применяют на тяговых подстанциях. При этом, сравнивая с размещением на посту секционирования, устройство не производит влияния на распределение реактивной мощности в тяговой сети, но находится в лучших условиях эксплуатации [2]. Далее рассмотрим устройства продольной компенсации.

Устройство продольной компенсации, как говорилось в начале раздела, включают последовательно с нагрузкой для компенсации реактивных падений напряжения в сети.

При использовании устройства продольной компенсации, то есть емкостное сопротивление не равно нулю, наличие падения напряжения на емкости приводит к существенному увеличению напряжения у потребителя и снижению угла сдвига фаз между напряжением источника питания и током нагрузки.

Мощность устройства продольной компенсации при наличии трехфазных симметричных потребителей распределяется по фазам равномерно. При однофазных нагрузках, место включения, схему и параметры устройства выбирают так, чтобы одновременно с повышением напряжения на токоприемнике электроподвижного состава повышало качество электроэнергии в системе ДПР [2].

Устройство продольной компенсации с включением конденсаторов в обратный провод наиболее эффективно в том случае, когда его емкость составляет 0,33 x_пп2, где x_пп2 – результирующее по отношению к устройству предвключенное сопротивление обратной последовательности питающей сети, которое состоит из сопротивления обратной последовательности трансформатора тяговой подстанции и линий электропередачи, питающих тяговые подстанции [2]. Схема включения устройства продольной компенсации в обратный провод, приведена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Схема включения устройства продольной компенсации

в обратный провод

Представленная на рисунке 1.5 схема включения устройства продольной компенсации обеспечивает снижение несимметрии напряжений, но мало обеспечивает компенсацию напряжения прямой последовательности. Такое включение устройства слабо воздействует на падение напряжения прямой последовательности и как следствие на уровень напряжения и скорость электроподвижного состава.

Если задаваться задачей об уменьшении напряжения прямой последовательности за устройством продольной компенсации, то оптимальное значение емкостного сопротивления составляет 0,67 x_пп1. Выполняя эту задачу, устройство продольной компенсации существенно компенсирует потери напряжения прямой последовательности, но резко ухудшает несиммтрию напряжения. Учитывая, что расчетное значение x_пп2 меньше расчетного значения x_пп1, оптимальное по условиям минимума потерь напряжения обратной последовательности значение емкостного сопротивления оказывается в 3-3,6 раза меньше выбранного исходя из минимума напряжения прямой последовательности. Для глубокой компенсации потерь напряжения прямой последовательности с одновременным симметрированием напряжений на шинах 27,5 кВ, условия, приведенные выше, затрудняют использование устройства продольной компенсации с емкостью в обратном проводе [3].

Устройство продольной компенсации с включением емкостей в отсасывающую и опережающую фазы, схема представлена на рисунке 1.6, наиболее эффективно при емкостном сопротивлении равном 0,67 x_пп1.

Рисунок 1.6 – Схема включения устройства продольной компенсации в отстающую фазу

В этом случае, компенсация потерь напряжения прямой последовательности будет такой же, как в варианте с емкостью в обратном проводе, а несимметрия напряжений практически не изменится по сравнению, когда устройство продольной компенсации отсутствует.

При сравнении схем выявлено следующее [1]:

1. При интенсивном движении поездов на участке и одинаковых токах плеч питания подстанций у устройства продольной компенсации будет различаться реактивная мощность в случаях подключения емкости в отстающую фазу и обратный провод.

2. В варианте с емкостями в плечах питания требуется в 1,5 раза меньшая реактивная мощность. При выпадении подстанции использование устройства продольной компенсации (когда устройство особенно необходимо) не вызывает трудностей, так как оба комплекта устройства продольной компенсации включены в контактную сеть.

Рассмотрим однофазное устройство продольной компенсации, оно состоит из двух секций конденсаторов. В каждой секции содержится 2-6 последовательно соединенных конденсаторов, число параллельных ветвей – 6-18. Если необходимо устройство продольной компенсации большой мощности, то установку делят на параллельно-последовательно соединяемых конденсаторов [3]. Схема описываемого устройства представлена на рисунке 1.7.

Рисунок 2.6 – Схема соединений однофазного устройства продольной компенсации

Как следует из рисунка 1.7, в нормальных условиях схема однофазного устройства продольной компенсации работает следующим образом. Разъединитель Р2 отключен, а Р1 – включен. Шунтирующий масляный выключатель В отключен и ток тяговой нагрузки от узла а схемы вынужден протекать по двум параллельным секциям конденсаторов С1 и С2 к узлу б. Направление тока показано стрелками.

Для защиты от перенапряжений (при коротких замыканиях и коммутационных) в схеме присутствуют роговые разрядники РР. Если разрядник срабатывает, то ток разряда проходит через трансформатор тока ТТ₂ и катушку индуктивности L. Трансформатор тока через токовое реле воздействует на выключатель В, включение которого шунтируют конденсаторы секций С1 и С2 и разрядники РР. Теперь ток нагрузки протекает от узла а к узлу б через выключатель [3].

Катушка индуктивности L необходима ля ограничения тока разряда конденсаторов при срабатывании разрядника. Разъединитель Р2 нужен для бесперебойной работы тяговой сети при отключении устройства продольной компенсации. Сначала включается выключатель В, потом разъединитель Р2, затем отключается разъединитель Р1 и устройство продольной компенсации выведено из цепи тягового тока. Трансформатор тока ТТ1 служит для питания небалансовой защиты (защиты от пробоя конденсаторов в параллельных ветвях устройства продольной компенсации). Трансформатор напряжения ТН является датчиком напряжения.

Таким образом, произведя анализ актуальности применения КУ в системе тягового электроснабжения переменного тока, можно заключить:

1. Использование компенсирующих устройств в системе тягового электроснабжения переменного тока является актуальным.

2. Наиболее перспективным из всех рассмотренных в результате анализа применения компенсирующих устройств в системе тягового электроснабжения переменного тока железнодорожного транспорта является устройство продольной компенсации, подключенное в цепь отсоса.

1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ОБЛУЧЕНСКОЙ ЭЧ ДВЖД

1. Характеристика Облученской ЭЧ ДВЖД

Облученская дистанция электроснабжения – филиал ОАО «РЖД» Дальневосточная дирекция инфраструктуры, обслуживает участок, от тяговой подстанции (ТП) Бира до ТП Карьерный электрифицированный по системе переменного тока 25 кВ. Схематическое изображение Облученской дистанции электроснабжения (ЭЧ-1) представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Облученская дистанция электроснабжения

Как следует, из представленной схемы ЭЧ-1 изображенной на рисунке 2.1, Облученское ЭЧ обслуживает:

• 7 районов контактной сети (ЭЧК), находящихся на ст. Архара, Урил, Кундур, Облучье, Известковая, Бира, Теплое Озеро – обеспечивают обслуживание контактной сети.

• 5 тяговых подстанций (ЭЧЭ): Бира, Лондоко, Кимкан, Ядрин, Тарманчукан, Карьерный.

• 3 района электроснабжения (ЭЧС), находящихся на ст. Бира, Архара, Облучье. Обеспечивают энергоснабжение нетяговых железнодорожных потребителей и не железнодорожных бытовых потребителей, находящихся в зоне железной дороги, устройств СЦБ, освещение станций.

Климатическое и конструктивное исполнение, эксплуатация и техническое обслуживание устройств электроснабжения и электрификации зависят от географического расположения участка. Рассмотрим географическое расположение Облученской дистанции электроснабжения участка Бира – Карьерный.

Поверхность территории рассматриваемого участка представлена двумя типами рельефа: горным и равнинным. В основном горы низкие, отличаются сглаженными формами вершин. Протяженность рассматриваемого участка составляет 226 км. На рисунке 2.2 представлен вид со спутника участка Бира – Карьерный ДВЖД.

Климат на территории Облученской дистанции электроснабжения умеренный, муссонный. Осадки выпадают преимущественно летом, в виде ливневых дождей. Самый теплый месяц июль, самый холодный январь. Температура летом колеблется от плюс 20 до 40 ⁰C. Зимой осадков выпадает мало, температура колеблется от минус 24 до 49 ⁰C [4]. Анализируя условия на рассматриваемом участке, можно сказать, что большая разница в температуре неблагоприятно сказывается на работе системы тягового электроснабжения (СТЭ). Ветровые нагрузки в зимнее время года способствуют гололедообразованию, что негативно воздействует на элементы системы тягового электроснабжения. Из проведенного анализа следует, что рассматриваемый участок имеет сложные географические и климатические условия. Перейдем к анализу устройств электроснабжения на ТП Ядрин ДВЖД.

Характеристики

Список файлов ВКР