Файл: Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4 Зак. 265

97

Рис. 4-8

Рис. 4-9

На рис. 4-11 приведены зависимости прироста напряжения за емкостью ПЕК по 1-й гармонике напряжения от It, q и к при 5 = 0,2. Они практически совпадают с данными рис. 4-7 и 4-9.

На БЭСМ-4 были получены данные гармонического состава напряжения за емкостью ПЕК до 13-й гармоники включительно.

Результаты расчетов для

3-й гармоники

напряжения за емкостью

^ с т э з = / Ut, q, к) при 5

= 0,6 (рис. 4-12)

показывают, что напря­

жение за ПЕК оказывается искаженным. Так, при к = 0,1-^-0,4 эффективное значение напряжения гармоники при q = 0,5 к и боль­ ших значениях It достигает 15%, что обязательно следует учиты­ вать при расчетах производительности и срока службы потребите­ лей электроэнергии, получающих питание от системы ДПР .

Искажение напряжения за ПЕК более наглядным образом иллю­ стрирует рис. 4-13. На основании расчетов на БЭСМ-4 на рис. 4-13 для к — 0,4; £д = 0,55; q = 0,8 к построены кривые 1, 2, 3 напря­ жения за ПЕК при S = 0,2; 0,4; 0,6 (сплошные, штриховые, штрихпунктирные соответственно). Характер кривых напряжения за ПЕК

явно указывает на значительное содержание 3-й гармоники в

кри­

вых

напряжения,

возрастающей с увеличением S. Ниже,

на этом

же рис. 4-13, показана кривая напряжения на емкости

«с (Ѳ),

отличающаяся

от

первой

гармоники

напряжения на

емкости

Uci

(Ѳ), а также кривая напряжения на индуктивности анодной

це­

пи

ихп (Ѳ), существенно искажаемая в

периоде коммутации

при

Ѳ 2 ^ Ѳ ^ я + Ѳ х .

При этом сокращение угла коммутации

за

счет

наличия ПЕК

приводит к

увеличению

производной

в

пе­

риоде коммутации и большему искажению кривой напряжения на индуктивности анодной цепи, чем при отсутствии ПЕК.

На периоды коммутации приходятся площадки кривой «с (Ѳ) (на рис. 4-13 они заштрихованы), находящиеся в окрестностях на­ ибольших значений «с (Ѳ). Эти участки напряжения на емкости

не участвуют в формировании Ед,

и увеличение значения £ д опре-

4*

99

О

0,1 0,2

0,3 0,f Ig

П

0,1 0,2

0,3 0,4

0,5

If

 

 

 

Рис.

4-11

 

 

 

деляется разностью площадок

кривой «с(Ѳ), расположенных снизу

и сверху от оси времени на участке между

Ѳх и Ѳ2 .

 

 

На

рис. 4-14 и 4-15 приведены зависимости коэффициента мощ­

ности

% и cos ц>1

электровоза

по отношению к источнику

питания

при наличии ПЕК соответственно в зависимости от It,

кпд.

Здесь же

штриховой линией показаны эти зависимости при отсутствии ПЕК. Как видно из рис. 4-14 и 4-15, значения коэффициента мощности во всем диапазоне нагрузок ниже значений cos фх . При этом % не

удается повысить при помощи ПЕК более чем 0,885 (значения % и coscp для q = 0,8 к здесь не учитываются, так как при q = 0,8 к напряжения за емкостью ПЕК превышают максимально допусти­ мые значения), a cos срх — до 0,943. В зависимости от к, g и It коэффициент мощности при ПЕК увеличивается на величину 0,005—0,16.

Увеличение % и cos <рх складывается из двух составляющих: пер­ вая определяется изменением коэффициента мощности собственно

электровоза при наличии ПЕК, а вторая — падением

напряжения

на емкости ПЕК и снижением угла сдвига фаз между

напряжением

источника питания и током электровоза. Для выявления удельного веса каждой из этих составляющих на БЭСМ-4 были дополнительно рассчитаны значения коэффициента мощности собственно электро­ воза %эс> т. е. его коэффициент мощности за ПЕК. Данные расчетов приведены на рис. 4-16—4-19 для к — 0,03 -г-0,4; q = 0,1 к; 0,3 к; 0,5 к; 0,8 к; S = 0,2; 0,4; 0,6. Здесь же штриховой линией построены значения % для электровоза при отсутствии ПЕК при тех же зна­

чениях к и S. Как видно

из рисунков,

собственный коэффициент

мощности %эс электровоза

изменяется

и при q — 0,1

К т 0,5 к

не увеличивается более 0,075. При средних нагрузках

увеличение

101

 

 

S = 0,6

C733

 

 

 

 

 

K'0,03

 

0,075

 

 

 

0,075

\050

 

i

 

0,050

 

ï 1

0,3K;O,5K

0,025

/

 

 

0,025

 

0,1

ît

0

0

0,1 0,2 0,3 0,4 / / 0

S-0,0

H=0,05

il

4=0,1, B,8K / J

0,1

In

0

0,1 0,2

0,3 0,t // 0

0,1 0,2 0,3 0,4 Ц

Рис.

4-12

 

Хэс

составляет всего 0,01—0,03 и при технических расчетах может

не

учитываться.

 

Следовательно, увеличение коэффициента мощности электровоза

при наличии ПЕК в основном определяется снижением угла сдвига фаз между током и напряжением источника питания благодаря па­ дению напряжения на емкости ПЕК. Однако улучшение коэф­

фициента мощности при наличии

ПЕК не означает приемлемого

с технико-экономических

позиций

его повышения, ибо в соответ­

ствии с рис. 4-14 при к =

0,03н-0,2

и q = 0,1 к -ь- 0,5 к коэффициент

мощности увеличивается

незначительно, а при к = 0,3 - ь0,4

коэф­

фициент мощности электровоза во всем диапазоне его работы

хоть

102

и заметно возрастает, но колеблется в пределах 0,55—0,78 и его повышение все равно требует проведения дополнительных меро­ приятий.

На рис. 4-20 приведены

зависимости Рве =

/ (It, к, q) — сплош­

ные линии и Рв = / (It,

к) — штриховые.

Сравнение кривых

Рве при наличии ПЕК с соответствующими кривыми Рв в естествен­ ном режиме работы показывает, что при к = 0,03-^0,3 наличие ПЕК не обеспечивает существенного увеличения реализуемой электровозом мощности в рабочем диапазоне его работы. Разница в реализуемых мощностях лежит в пределах 0—20%. Несколько большее влияние на реализуемую электровозом мощность оказывает

ПЕК,

когда к = 0,40. При значении /в « 0,5 и более (рис. 4-20) и

9^0, 5

к ПЕК повышает реализуемую электровозом

мощность до

30%.

Однако такой режим работы, например для

электровоза

ВЛ60К

при движении его на 33-й позиции, соответствует индуктив­

ному сопротивлению анодной сети (приведенному к напряжению 27,5 кв), равному 51,6 ом. Такие сопротивления анодной сети соот­ ветствуют аварийным режимам (выпадение подстанций) и мало­ вероятным режимам ведения поездов на 33-й позиции с нагрузкой часового режима на однопутных дорогах и использованием полной пропускной способности. Если учесть, что в таких режимах на под­ станциях должны включаться оба тяговых трансформатора сум­

марной

мощностью

50 Мва

и более,

то даже для этих режимов

хи

=

51,6 ом является величиной, имеющей смысл только как пре­

дельное

расчетное

значение

анодного

сопротивления электровоза

в

кратковременных

 

вынужден­

 

ных

режимах. При экономичес­

 

ких

расчетах,

соответствующих

 

нормальному

режиму

работы

 

дороги,

анодные

идуктивные со­

 

противления

значительно мень­

 

ше

 

и соответствуют

к = 0,03-f-

 

-f-

0,20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

большей

наглядности

 

на

рис. 4-21

и 4-22

приведены

 

зависимости РвС и Рв от выпрям­

 

ленного

тока

электровоза,

но

 

выраженного

в

 

именованных

 

единицах.

Здесь

 

все

расчеты

 

выполнены

 

для

электровоза

 

ВЛ60К на 33-й

позиции. Как

 

видно из

этих

рисунков,

при

 

к = 0,03 -г- 0,2 электровоз в ес­

 

тественном режиме может реали­

 

зовать

значительную

 

активную

 

мощность

и никаких

 

ограниче­

 

ний по мощности

не наблюдает­

 

ся.

Так,

например,

даже

при

Рис. 4-13

103

Смотрите также файлы