- •8.Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ электрифицированной железной дороги
- •Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения переменного тока напряжением 25 кВ
- •1.Реактивная мощность в системе тягового электроснабжения.
- •1.1.Понятие о реактивной мощности.
- •1.2. Коэффициенты, характеризующие потребление реактивной мощности.
- •1.3. Влияние реактивной мощности на режим работы системы тягового электроснабжения.
- •1.3.1.Увеличение тока в сети.
- •1.3.2.Увеличение потери напряжения в элементах сети.
- •1.3.3.Увеличение потерь активной мощности.
- •1.3.4.Увеличение потерь реактивной мощности.
- •1.4. Параметры реактивного электропотребления электровоза переменного тока
- •1.5. Баланс и дефицит реактивной мощности.
- •2. Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения переменного тока.
- •2.1. Введение
- •2.2. Схемы включения установок параллельной компенсация реактивной мощности.
- •2.3.1. Схема замещения.
- •2 .3.2.Векторные диаграммы.
- •2.4. Эффективность компенсации реактивной мощности
- •2.4.1Снижение активных потерь электроэнергии в сети:
- •2.4.2. Уменьшение потери напряжения
- •2.4.3. Уменьшение величины полного тока и полной мощности.
- •3.Установки параллельной компенсации реактивной мощности 3.1.Нерегулируемые установки параллельной компенсации реактивной мощности.
- •3.1.1. Схема установки.
- •3.1.2 Защита ку от резонансных режимов.
- •1.Из условия настройки ку в резонанс напряжения для 3 – ей гармоники 150 Гц
- •2. Выбор типа конденсаторов и расчёта его параметров.
- •3. Количество последовательных конденсаторов в конденсаторной батареи (кб)
- •4. Количество параллельных конденсаторов в кб.
- •6.Параметры защитного реактора.
- •8. Увеличение напряжения в точке включения нку.
- •10.1. Защита от токов кз и перегрузок.
- •10.3. Дифференциальная защита конденсаторов по напряжению (дзк).
- •10.4.Защита от коммутационных перенапряжений.
- •10.5. Защита от резонансных явлений на высоких частотах электрической тяги.
- •11.Проблемы эксплуатации ку.
- •3.2. Гармоникоупорные установки компенсации реактивной мощности.
- •3.4. Установки параллельной компенсации со ступенчатым регулированием мощности.
- •3.4.1.Схемы прямого включения ступеней рку.
- •1.Управляемая (одноступенчатая) рку (рис. 10).
- •3.Многоступенчатые рку (рис.12).
- •3.4.2. Схемы косвенного включения ступеней рку (рис.13).
- •3.4.3.Схемы с комбинированным принципом регулирования мощности рку (рис.14).
- •1.Рку по схеме без реверсирования вдт (рис.14).
- •2.Рку по схеме с реверсированием вдт (рис.15).
- •15. Рку по схеме с реверсированием вдт: с дополнительной кб в общей цепи (а); с дополнительной кб
- •5. Установки продольной емкостной компенсации реактивной мощности
- •5.1. Общие положения
- •Активное сопротивление мало по величине. Емкостное сопротивление упк компенсирует индуктивное сопротивление сети и, следовательно, уменьшаются потери напряжения в сети.
- •5.2. Схемы включения упк на тяговой подстанции и их эффективность.
- •5. 3. Использование упк для повышения напряжения в тяговой сети.
- •5.3.1Одностороннее питание контактной сети.
- •1.При одностороннем питании по одному плечу тяговой подстанции до поста секционирования.
- •2.При одностороннем питании по одному плечу тяговой подстанции до смежной тяговой подстанции.
- •3.При одностороннем питании по одному плечу тяговой подстанции на две межподстанционные зоны.
- •3.1. Включение одной упк на подстанции, отключённой от питания тяги.
- •3.2. Включение двух упк на постах секционирования в обеих межподстанционных зонах.
- •3.3.При одностороннем питании по обоим плечам тяговой подстанции до постов секционирования.
- •5.3.2.Двустороннее питание контактной сети.
- •5.3.3.Компенсированная тяговая сеть.
10.3. Дифференциальная защита конденсаторов по напряжению (дзк).
ДЗК реагирует на пробой корпусной изоляции, изоляции между обкладками конденсаторов, потери ёмкости конденсаторов, при КЗ платформы на землю.
Защита основана на сравнении напряжений с двух равных частей КБ. Схема сравнения выполняется с помощью двух трансформаторов напряжения типа НОМ - 35 или трёх трансформаторов напряжения ЗНОМ - 35.
10.4.Защита от коммутационных перенапряжений.
Включение и отключение КУ сопровождается бросками тока и напряжения. Особенно опасные броски тока и напряжения возникают при повторных зажиганиях в момент отключении КУ большой мощности. С целью демпфирования тока и напряжения при коммутации КУ рекомендуется использование вакуумных выключателей и введение в цепь КУ резистора при отключении и включении. Для этого наиболее целесообразно использование двух последовательных вакуумных выключателей 27,5 кВ, один из которых шунтирован резистором.
10.5. Защита от резонансных явлений на высоких частотах электрической тяги.
Для защиты в цепь КУ последовательно вводится защитный реактор с настройкой цепи LC на резонансную частоту 130 ÷ 135 Гц в зависимости от режима МПЗ по табл. 3.
11.Проблемы эксплуатации ку.
При эксплуатации нерегулируемых установок компенсации НКУ возникают следующие проблемы.
Параметры защитного реактора позволяют выполнить НКУ с полезной типовой мощностью 5000 кВАр и установленной мощностью 10000 кВАр.
Параметры реактора не позволяют выполнить НКУ полезной мощностью 2500 кВАр. Наличие одной типовой мощности НКУ затрудняет оптимальную компенсацию реактивной мощности в тяговой сети переменного тока.
Переменный характер тяговой нагрузки не обеспечивает оптимальную компенсацию реактивной мощности. Известно, что реактивная мощность генерируемая НКУ зависит от квадрата напряжения Qнку = U2тс / Хнку. Следовательно, при большой нагрузке понижается напряжение и снижается генерируемая реактивная мощность и не обеспечивается достаточная степень компенсации реактивной мощности. При малой тяговой нагрузки повышается напряжение в тяговой сети и повышается генерируемая реактивная мощность установки и происходит режим перекомпенсации, который увеличивает напряжение выше допустимых значений в сетях внешнего и тягового электроснабжения.
Например: при U = 29 кВ и U = 21 кВ кратность генерируемых мощностей типовой установки составит Q(29 кВ) / Q(21кВ) = U2 (29 кВ) / U2 (21 кВ) = 841/ 441 = 1,91. Следовательно, типовая КУ при максимально допустимом напряжении 29 кВ в 1,91 раз больше будет генерировать реактивную мощность, чем при минимально допустимом напряжении 21 кВ.
Следовательно, для тяговых сетей переменного тока целесообразно иметь две типовые мощности для нерегулируемых КУ: НКУ 5000 кВАр и НКУ 2500 кВАр.
Для тяговых сетей наиболее целесообразно применение управляемых установок компенсации реактивной мощности, работающие в режиме включения и отключения или регулируемых установок компенсации со ступенчатым или плавным регулированием мощности. При наличии такого типа установок компенсации реактивной мощности можно обеспечить оптимальную компенсацию реактивной мощности тяговой нагрузки и выполнить требования электроснабжающей организации по компенсации реактивной мощности в режимах потребления и генерации.