Фильтрокомпенсирующая установка системы тягового электроснабжения переменного тока

 

Полезная модель относится к тяговому электроснабжению электрических железных дорог переменного тока, в частности, к фильтрокомпенсирующим установкам для компенсации реактивной мощности и снижения гармоник напряжения в тяговых сетях переменного тока. Цель полезной модели: уменьшение величины потерь активной энергии, вызванных токами, протекающими в демпфирующей цепи. Сущность состоит в том, что в секцию, настроенную на частоту 250 Гц двухсекционной фильтрокомпенсирующей установки введена цепь из последовательно соединенных конденсатора и демпфирующего резистора, подключенная между точкой с нулевым потенциалом второй секции и рельсом.

Полезная модель относится к тяговому электроснабжению электрических железных дорог переменного тока, в частности, к фильтрокомпенсирующим установкам для компенсации реактивной мощности и снижения гармоник напряжения в тяговых сетях переменного тока

Известны [1, 2, 3, 4] фильтрокомпенсирующие установки в системе тягового электроснабжения переменного тока с двумя параллельно соединенными первой и второй секциями, подключенными между шиной 27,5 кВ и рельсом, в каждой из которых последовательно соединены однофазный выключатель, конденсаторная батарея и реактор, подключенный к рельсу, при этом конденсаторная батарея секции, настроенной на 150 Гц, разделена на два блока так, что между ними образована точка с нулевым потенциалом относительно рельса на основной частоте 50 Гц, и между этой точкой и рельсом подключена цепь из последовательно соединенных конденсатора и демпфирующего резистора.

Недостаток таких схем: сравнительно большие потери активной энергии в демпфирующей цепи, подключенной к секции, настроенной на 150 Гц.

В предлагаемой полезной модели принимаем за прототип схему двухступенчатой фильтрокомпенсирующей установки (ФКУ) [4]: Фильтрокомпенсирующая установка системы тягового электроснабжения переменного тока с двумя параллельно соединенными секциями, включенными между шиной 27,5 кВ и рельсом, первая из них настроена на резонансную частоту 150 Гц, а вторая - на частоту 250 Гц, и в каждой секции последовательно соединены выключатель, конденсаторная батарея и реактор, подключенный к рельсу.

Цель полезной модели: уменьшение величины потерь активной мощности в демпфирующей цепи.

Для реализации цели вторая секция, настроенная на резонансную частоту 250 Гц, делится на два блока так, что между ними образована точка с нулевым потенциалом относительно рельса на основной частоте 50 Гц и введена цепь из последовательно соединенного конденсатора и демпфирующего резистора, подключенная между точкой с нулевым потенциалом второй секции и рельсом.

Сравнение схем по предлагаемой полезной модели и по прототипу выполнено на математической модели и результаты представлены в табл. . Токи гармоник взяты с действующих двухсекционных установок поперечной емкостной компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока. Как видно, потери мощности в предлагаемой модели значительно меньше (19,43 кВт), чем в прототипе (95,84 кВт). Кроме того, повышается надежность работы демпфирующего резистора за счет уменьшения его нагрева.

Таблица 1.
Потери активной мощности в демпфирующей цепи
f, ГцТок гармоник. ПрототипПредлагаемая модель
I, А Ток в демпфирующей цепиПотери активной мощности в демпфирующей цепиТок в демпфирующей цепиПотери активной мощности в демпирующей цепи
IД, А Pд, кВтIД, А Pд, кВт
50 18200 00
1505130,5 93,351,60,27
25020100,09 10,911,87
35094,9 2,408,57,29
Потери в демпфирующей цепи, кВт95,84 19,43

Установка поперечной емкостной компенсации представлена на рисунке, на котором обозначены:

1 - шина 27,5 кВ.

2 - рельсы.

3, 4 - первая и вторая секции ФКУ.

5, 6 - однофазные выключатели первой и второй секций ФКУ.

7, 8 - конденсаторные батареи первой и второй секций ФКУ.

9, 10 - реакторы первой и второй секций ФКУ.

11 - конденсатор демпфирующей цепи.

12 - резистор демпфирующей цепи.

В полезной модели принимаем, что при включении второй секции ФКУ с демпфирующей цепью обязательно предварительное включение первой секции ФКУ [1].

Как показывают расчеты, частотные характеристики ФКУ при частоте большей 450 Гц одинаковые независимо, куда включена демпфирующая цепь: в секцию 150 Гц или в секцию 250 Гц. С другой стороны, выгодно включать демпфирующую цепь в секцию 250 Гц в связи с меньшими потерями мощности Последнее объясняется тем, что через демпфирующий резистор протекает меньшее значение тока (см. табл. 1). Итак, путем переключения демпфирующей цепи от секции, настроенной на 150 Гц (как в прототипе), к секции, настроенной на 250 Гц, удалось значительно (в 95,84/19,435 раз) снизить потери мощности в демпфирующем резисторе.

Технико-экономический эффект определяется уменьшением величины потерь активной мощности, вызванных токами, протекающими в демпфирующем резисторе и, следовательно, повышением надежности его работы, за счет подключения демпфирующей цепи к секции 250 Гц, а не к секции 150 Гц, как указано в прототипе.

Источники информации

1. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог.- М.: Транспорт, 1983. - 183 с.

2. Герман Л.А., Серебряков А.С.Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог: монография/ Монография - М. МИИТ, 2012. - 211 с.

3. Герман Л.А., Серебряков А.С. Регулируемая установка поперечной емкостной компенсации для тяговых сетей переменного тока. Электро, 6 - 2009, с. 29-36

4. Ермоленко Д.В. Повышение электромагнитной совместимости системы тягового электроснабжения с тиристорным электроподвижным составом. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: ВНИИЖТ, 1991. - 22 с.

Фильтрокомпенсирующая установка системы тягового электроснабжения переменного тока с двумя параллельно соединенными секциями, включенными между шиной 27,5 кВ и рельсом, первая из них настроена на резонансную частоту 150 Гц, а вторая - на частоту 250 Гц, и в каждой секции последовательно соединены выключатель, конденсаторная батарея и реактор, подключенный к рельсу, отличающаяся тем, что вторая секция, настроенная на резонансную частоту 250 Гц, делится на два блока так, что между ними образована точка с нулевым потенциалом относительно рельса на основной частоте 50 Гц и введена цепь из последовательно соединенных конденсатора и демпфирующего резистора, подключенная между точкой с нулевым потенциалом второй секции и рельсом.



 

Похожие патенты:

Активный фильтр относится к области электротехники и может использоваться в системах электропитания и распределения электрической энергии для компенсации искажений тока, создаваемых нелинейными нагрузками с бестрансформаторным входом на основе однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром.

Схема демпфированного сетевого помехоподавляющего фильтра (фп) со стабилизатором напряжения для компьютера, стиральной машины и другой бытовой техники относится к области электротехники, в частности к устройствам, позволяющим уменьшать импульсные помехи в однофазной или трехфазной электрической сети. Техническим результатом является повышение качества электроснабжения, снижение потерь электроэнергии в электрических сетях за счет подавления импульсных помех в сети, а также упрощение настройки резонанса на частоте 50 Гц.

Устройство принадлежит к классу электротехнического оборудования, применяется для дистанционного управления и предохранения асинхронных двигателей трехфазного тока от коммутационных напряжений при неполнофазном режиме работы питающей сети. Устройство может работать как с проектируемыми, так и с действующими электрическими установками.

Устройство принадлежит к классу электроустановочного оборудования, применяется в печах индуктивности. В отличие от индуктивных аналогов, компенсирующих емкостную составляющую мощности и работающих в линиях электропередачи высокой протяженности, компенсаторы конденсаторного типа используются с целью уменьшения полной мощности за счет компенсации реактивной составляющей индуктивной мощности.

Устройство принадлежит к классу электроустановочного оборудования, применяется в печах индуктивности. В отличие от индуктивных аналогов, компенсирующих емкостную составляющую мощности и работающих в линиях электропередачи высокой протяженности, компенсаторы конденсаторного типа используются с целью уменьшения полной мощности за счет компенсации реактивной составляющей индуктивной мощности.

Устройство принадлежит к классу электротехнического оборудования, применяется для дистанционного управления и предохранения асинхронных двигателей трехфазного тока от коммутационных напряжений при неполнофазном режиме работы питающей сети. Устройство может работать как с проектируемыми, так и с действующими электрическими установками.

Схема демпфированного сетевого помехоподавляющего фильтра (фп) со стабилизатором напряжения для компьютера, стиральной машины и другой бытовой техники относится к области электротехники, в частности к устройствам, позволяющим уменьшать импульсные помехи в однофазной или трехфазной электрической сети. Техническим результатом является повышение качества электроснабжения, снижение потерь электроэнергии в электрических сетях за счет подавления импульсных помех в сети, а также упрощение настройки резонанса на частоте 50 Гц.

Активный фильтр относится к области электротехники и может использоваться в системах электропитания и распределения электрической энергии для компенсации искажений тока, создаваемых нелинейными нагрузками с бестрансформаторным входом на основе однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как в трехфазных, так и в однофазных электрических сетях

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для компенсации реактивной мощности в электрических сетях и системах
Наверх