- •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.
3.2. Гармоникоупорные установки компенсации реактивной мощности.
Для нормальной работы НКУ частота настройки цепи LC должна быть в диапазоне 130 ÷ 135 Гц. Для малых мощностей КБ индуктивности типового реактора ФРОМ –3200/35 недостаточно для оптимальной частоты настройки.
Гармоникоупорные установки компенсации реактивной мощности (ГКУ) позволяют расширить номенклатуру мощностей КУ, снизить частоту настройки LC цепи, значительно уменьшить высшие гармоники в токе КУ. Схема ГКУ состоит из основной КБ Со, автотрансформатора АТ, дополнительной КБ Сд и реактора Lд. Принципиальная установка приведена на рис. 9. В качестве АТ используется отсасывающий трансформатор ОМО – 800 с коэффициентом трансформации Кт = 2. Дополнительная цепь СдLд настраивается в резонанс напряжения на основную частоту 50 Гц, при которой Хсд = ХLд. АТ для 50 Гц работает в режиме короткого замыкания. Для частот высших гармоник 150 Гц и выше сопротивление цепи имеет индуктивный характер. При этом приведенное сопротивление к первичной обмотке АТ увеличивается в К2т раз. Это позволяет в 4 раза увеличить сопротивление реактора и соответственно снизить частоту настройки до оптимальных значений 130 ÷ 135 Гц. При этом реактор в схеме ГКУ работает в облегчённых условиях по уровню напряжения.
ГКУ обеспечит надёжную работу для типовой мощности 2500 кВАр.
Параметры КУ полезной мощности 2500 кВАр (рис.9).
Параметры основной конденсаторной батареи:
N, шт |
М, шт |
∑, шт |
Qу, кВАр |
Uнкб, кВ |
Iнкб, А |
Хкб, Ом |
Скб, мкФ |
37 |
1 |
37 |
4625 |
38,85 |
119 |
326,34 |
9,76 |
Параметры дополнительной конденсаторной батареи:
N, шт |
М, шт |
∑, шт |
Qу, кВАр |
Uнкб, кВ |
Iнкб, А |
Хкб, Ом |
Скб, мкФ |
3 |
1 |
3 |
375 |
3,15 |
119 |
26,46 |
120,36 |
Параметры установки компенсации:
Qу, кВАр |
Qп, кВАр |
Хку, Ом |
Uку, кВ |
Iку, А |
fр, Гц |
Киq |
5000 |
2400 |
315,17 |
27,5 |
87,26 |
101,6 |
0,48 |
Параметры КУ рассчитаны для конденсатора КЭК – 1,05 - 125.
Применение для СТЭ КУ типовой мощностью 2500 кВАр и 5000 кВАр
улучшит качество компенсацию реактивной мощности в тяговой сети. 3.3.Управляемая установка компенсации реактивной мощности. В данной установке последовательно в цепь КУ включён резистор бетэлового типа, шунтирующий коммутирующим аппаратом со стороны земли. Принципиальная схема приведена на рис. 16.
Модуль перевода нерегулируемой параллельной компенсации в управляемый режим состоит из резистора, шунтирующего коммутирующим аппаратом, устройства автоматики. Резистор и коммутирующий аппарат включён в схему установки со стороны земли. В процессе коммутации резистор вводится в схему установки и обеспечивает демпфирование переходных процессов.
В схеме используется бетэловый резистор, короткозамыкатель напряжением 10 кВ, выполненный на базе быстродействующего выключателя постоянного тока и ВАБ-28 и вакуумной камеры на 10 кВ. Можно использовать вакуумные выключатели на 10 кВ с большим ресурсом коммутаций или тиристорные ключи. Автоматика обеспечивает контроль напряжения включения и отключения установки, необходимые величины зоны нечувствительности и выдержки времени, ввод резистора на период коммутации и вывод его после окончания процесса коммутации, контроль тока через резистор и отключение головного выключателя при отказе шунтирующего аппарата, исключает режим многократного включения и отключения установки.
Управляемая КУ по данной схеме обеспечит более оптимальный режим компенсации реактивной мощности и большую надёжность её эксплуатации в режиме частого включения и отключения. Управляемая КУ ликвидирует режим перекомпенсации в тяговой сети.