2. Выбор типа конденсаторов и расчёта его параметров.

В проектной практике тип конденсатора задаётся, в эксплуатационной практике выбирается из имеющихся в наличии.

Параметры конденсатора:

• паспортные данные: Qкн - номинальная мощность, кВАр; Uкн - номинальное напряжение, кВ;

• расчётные параметры: Хкн = U²кн/Qкн, Ом - номинальное сопротивле­ние; Скн = (1000000/2п)f * Хкн, мкф - номинальная ёмкость; Iкн = Qкн/Uкн, А - номинальный ток.

3. Количество последовательных конденсаторов в конденсаторной батареи (кб)

N = 27500 *1,1*1,05*1,15*1,15 = 27500 * 1,5275,

Uкн Uкн

где 27500 - номинальное напряжение тяговых шин подстан­ции, В; 1,1-коэффициент, учитывающий разброс номинальной ёмкости конденсаторов; 1,05 - коэффициент, учитывающий возможное увеличение напряжения выше номинального; 1,15 - коэффициент, учитывающий увеличение напряжения на конденсаторной батареи (КБ) от индуктивности защитного реактора; 1,15 - коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев кон­денсаторов КБ токами высших гармоник и солнечной радиацией.

При конденсаторе с Uкн = 1,05 кВ количество последовательных конденсаторов должно быть 40 шт при значительном уровне высших гармоник в напряжении тяговой сети, который создаётся при значительном электропотребление и интенсивной рекуперации на участках горного профиля и при организации тяжеловесного движения. Количество последовательных конденсаторов для конденсаторов с Uкн = 1,05 кВ рекомендовано в табл. 3.

Если учесть разброс номинальной ёмкости конденсаторов на ± 10%, увеличение напряжения выше номинального до 29 кВ на 5%, увеличение напряжения на конденсаторной батареи (КБ) от индуктивности защитного реактора на 15%, дополнительный нагрев кон­денсаторов КБ токами высших гармоник и солнечной радиацией на 15%, то получается коэффициент полезного использования мощности КУ Ки = 0,5. Опыт эксплуатации показал, что при таких условиях выбора параметров обеспечивается надёжная работа КУ.

4. Количество параллельных конденсаторов в кб.

Количество параллельных конденсаторов в КБ М определяется мощностью установки и типом конденсатора.

М = Qуст / Q ₁уст,

где Q ₁уст – установленная мощность конденсаторов одной последовательной ветви КБ.

Количество параллельных и последовательных конденсаторов в КБ округляется до целого числа. Так для конденсатора КЭК – 1,05 – 125 для типовой установленной мощности НКУ = 10000 кВАр, Qп = 5000 кВАр, M = 2 шт, N = 40 шт.

5.Параметры КБ.

• Количество последовательных N и параллельных конденсаторов М;

• суммарное количество конденсаторов - S = М*N, шт;

• фактическая установленная мощность Qуст=М* N* Qкн, кВАр;

• ёмкость – Скб = Скн * M / N, мкф;

• сопротивление - Хкб=Хкн * N / М, Ом;

• номинальный ток – Iнкб = Iкн M, А;

• номинальное напряжение – Uнкб = Uкн * N, В.

6.Параметры защитного реактора.

В качестве защитного реактора используется реактор ФРОМ-3200/35. Параметры реактора приведены в табл. 4. Реактор имеет пять положений ПБВ, позволяющих регулировать индуктивность в диапазоне 75 ÷ 107 мГн.

Таблица 4. Параметры защитного реактора ФРОМ-3200/35

Положение ПБВ	Индуктивность, мГн	Индуктивное сопротивление, Ом	Активное сопротивление, Ом
1	107	33,6	0,147
2	99	31	0,141
3	91	28,6	0,135
4	83	26,1	0,128
5	75	23,6	0,122

Индуктивность защитного реактора выбирается из условия частоты настройки цепи LC НКУ fр=135-130 Гц.

1000000000

L = -------------- , мГн,

(2p)²*fр*Скб

где p=3,14; fр=135-130 Гц - резонансная частота цепи LC НКУ, которая выбирается по условию уровня высших гармоник в напряжении тяго­вой сети; Скб - ёмкость КБ, мкФ.

По расчётной индуктивности защитного реактора для заданного диапазона частот и выбирается положение ПБВ. По выбранному положению ПБВ ФРОМ определяется индуктивность реактора, индуктивное сопротивление реактора и уточняется частота настройки цепи КУ.

Частота настройки цепи КУ

1 10⁹

fр =

2π Lp * Cкб

где Lр, мГн; Скб, мкФ.

Частота настройки LC цепи НКУ находится в диапазоне 130 ÷ 145 Гц и в зависимости от режима работы МПЗ определяется по табл.3

Индуктивное сопротивление реактора Хр = wL/1000 = 2pfL / 1000, где L, мГн.

7. Параметры КУ:
М, шт	N, шт	∑, шт	Qу, кВАр	Uнкб, кВ	Iнкб, А	Хкб, Ом	Скб, мкФ
40	2	80	10000	42	238	176,4	18,06

-реактивное сопротивление Хку = Хкб - Хр, Ом;

- ток установки Iку = Uтс/Хку, А;

- напряжение на КБ Uкб = Iку * Хкб, В

- полезная (генерируемая) реактивная мощность Qп = U²тс/Хку, кВАр;

- коэффициент полезного использования мощности Киq = Qп/Qуст;

- коэффициент запаса по току Кi = Iнкб/Iку;

- коэффициент запаса по напряжению Кu = Uнкб/Uкб.

Параметры установки определяются для номинального напряжения Uтс = 27,5 кВ при расположении на подстанции и на посту.