5.3.3.Компенсированная тяговая сеть.
С помощью УПК в заземленной фазе (отсос) можно выполнить компенсированные тяговые сети. Это позволит компенсировать потери напряжения в сети внешнего электроснабжения и тяговом трансформаторе. На тяговых шинах подстанции напряжение значительно повышается, симметрируется и стабилизируется. При этом повышается эффективность РПН тяговых трансформаторов для регулирования напряжения на шинах 27,5 кВ. Выравнивается также напряжение на шинах смежных подстанций и снижаются величины уравнительных токов.
Появится возможность перехода контактной сети на одностороннее питание до постов секционирования с шунтированием воздушного промежутка при проходе токоприёмника. Это ликвидирует потери мощности от уравнительных токов.
УПК в заземлённой фазе при значительном электропотреблении в периоды тяжеловесного движения повышает напряжение на шинах подстанции на 3 ÷ 4 кВ. Соответственно повысится напряжение на токоприёмнике ЭПС.
Применение УПК целесообразно при сопротивлении внешней сети и тягового трансформатора 9 Ом и более, приведенное к треугольнику 27,5 кВ тягового трансформатора.
Ниже приведены расчетные величины напряжений на тяговых шинах подстанции без УПК и с УПК в заземлённой фазе С для тягового трансформатора 40000 кВА. Расчеты приведены для двух величин сопротивлений внешней сети и тягового трансформатора: Х∑ = Хс + Хтт = 9 Ом и 15 Ом.
Сопротивление, Ом |
Токи плеч питания, А |
УПК откл., В |
УПК вкл., В |
Увеличение U при УПК, В |
||||
Х∑ = 9 Ом; Хупк = 3 Ом |
Iот |
Iоп |
Uот |
Uоп |
Uот |
Uоп |
Отст. |
Опер |
600 |
600 |
23331,2 |
25647,8 |
26295,8 |
26295,8 |
2964,6 |
648 |
|
800 |
800 |
21941,6 |
25030,4 |
25894,4 |
25894,4 |
3952,8 |
864 |
|
1000 |
1000 |
20552 |
24413 |
25493 |
25493 |
4941 |
1080 |
|
Х∑ = 15 Ом; Хупк = 5 Ом |
600 |
600 |
20540 |
24410 |
25490 |
25490 |
4950 |
1080 |
800 |
800 |
18220 |
23380 |
24820 |
24820 |
6600 |
1440 |
|
По результатам расчёта для УПК в заземлённой фазе С видна значительная эффективность повышения напряжения отстающей фазы 3 – 6 кВ, опережающей фазы 0,5 – 1,5 кВ, выравнивание напряжения на тяговых шинах подстанции.
Эффективность УПК в эксплуатационных условиях для варианта одностороннего питания по одному плечу тяговой подстанции на две межподстанционные зоны с УПК на средней подстанции приведена на рис. 15. Повышение напряжения составила 3,55 кВ.
Заключение
1. Применение установок продольной емкостной компенсации реактивной мощности (УПК) является эффективным средством повышения напряжения в тяговой сети. Возможно повышение напряжения на 4-5 кВ.
2. УПК в фазах одностороннего питания контактной сети на подстанциях и перегонах обеспечивают нормативные уровни напряжения на токоприёмнике ЭПС.
3. Компенсированные тяговые сети с УПК в заземленной фазе тяговой подстанции обеспечивают стабилизацию напряжения на шинах тяговых подстанций на уровне номинального. Повышается эффективность РПН тяговых трансформаторов.
4. С помощью УПК возможен переход контактной сети на одностороннее питание до постов секционирования с шунтированием воздушного промежутка при проходе токоприёмника. Это ликвидирует потери мощности от уравнительных токов.
5. При организации тяжеловесного грузового движения поездов компенсированные тяговые сети с помощью УПК эффективно решают вопросы повышения напряжения на токоприёмнике ЭПС по сравнению с другими техническими средствами.