Файл: Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 1
с П Е К и без П Е К при практически неизменной поездной ситуации, а т а к ж е в установившихся режимах ведения поезда. Машинистам на период испытаний было дано указание проходить фидерную зону на одной и той же позиции не зависимо от изменения режима напряжения .
|
Характерная |
пара |
осциллограмм |
приведена на |
рис. 1-11,6 (с |
П Е К ) |
|
и |
в (без П Е К ) . |
Как |
показала обработка этих осциллограмм, естественный |
||||
коэффициент мощности |
электровоза за |
установкой П Е К практически |
остает |
||||
ся |
неизменным при |
наличии и отсутствии П Е К . Такие |
же результаты |
полу |
|||
чены и на Горьковской дороге. Угол сдвига между напряжением до П Е К и то
ком при наличии П Е К снижается благодаря |
наличию напряжения |
на емкости |
|
П Е К . Это четко видно из осциллограммы. |
Кривые тока и напряжения при |
||
наличии и отсутствии П Е К заметных изменений |
не претерпевают. |
Н а п р я ж е |
|
ние за емкостью при больших нагрузках заметно |
повышается. |
|
|
Экспериментальные исследования качества энергии непосред ственно на электровозе были проведены на Юго-Западной дороге1 с целью выявить процесс формирования показателей преобразова тельного электровоза: э. д. с. тяговых двигателей, углов коммута ции, гармоник тока и напряжений. В процессе исследования осциллографировались первичный іэ и выпрямленный ів токи и вторич ное напряжение трансформатора электровоза (У2 (рис. 1-12, а).
Для получения наиболее достоверных данных, сопоставимых с расчетными, указанные величины осциллографировались на элек тровозе в наиболее удаленных точках сети — у постов секциониро вания (у каждого поста по пять осциллограмм). Всего исследова ниями было охвачено восемь последовательных фидерных зон (400 км). Получение осциллограмм у постов позволило точно рассчи тать анодное сопротивление сети, при этом доля сопротивления сети электроснабжения на участке от источников энергии до вводов на подстанции оказалась минимальной. Это позволило учесть сопро тивление этого участка сети как постоянную 10-процентную добав ку к вычисленному точно сопротивлению последующего участка сети электроснабжения, включающего тяговые трансформаторы подстанции, контактную сеть и трансформатор электровоза. При осциллографировании фиксировались позиции электровоза. Полу ченные из осциллограмм данные об углах коммутации, э. д. с. тя говых двигателей, гармониках использованы ниже.
В табл. 1-3 приведены сводные характеристики гармоник |
тока |
||||||||
и напряжения. Анализ |
гармоник |
выполнялся на «Наири-2»*. |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
1-3 |
||
Порядок |
|
Ток |
|
|
Напряжение |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гармоники |
Величина, % |
Аргумент, |
°эл |
Величина, % |
Аргумент, |
°эл |
|||
|
|||||||||
3 |
19—24 |
От 12 до |
29 |
3,5—12 |
От —89 до |
+88 |
|||
5 |
8—11 |
» —3 |
» +38 |
5—11,5 |
» |
—89 » |
+88 |
||
7 |
3,5—7,5 |
» —2 |
» +44 |
3,5—7 |
» |
—30 |
» |
+88 |
|
9 |
3—5,5 |
» —3 |
» +45 |
2—5,5 |
» |
—89 |
» |
+78 |
|
11 |
1,5-3,5 |
» —81 |
» +45 |
1—3,5 |
» |
—77 |
» |
+70 |
|
13 |
1—2,5 |
» —50 |
» +43 |
0,5—3 |
» |
_ 8 4 |
» |
+8 7 |
|
Из приведенных данных видно, что фазы гармоник колеблются
вдовольно узком диапазоне 4-го и 1-го квадрантов и их, как случай ные величины, нельзя рассматривать равномерно распределенными
впределах 0—2 я, как это иногда принимается в расчетах. Данные
обработки совпадают с данными, приведенными в [4, 5, 25].
* Расчеты выполнены инж. А. А. У р е н е в ы м.
20,
m -
|
|
б) |
|
_ |
|
0,3 |
|
|
Пп=25к5 |
|
|
25,2 кд |
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
0,1 |
|
13,25 22,0 |
—1 |
О |
1 1 |
2%75 21,5 Щ,кВ |
13,25 22,0 |
2%75 27,5 Unji<B |
|
|
Рис. |
1-13 |
|
Наряду с изложенным выше МИИТом совместно с ЦНИИ МПС1 на Горьковской дороге была исследована эффективность применения ПЕК в отсасывающем проводе. Одна из характерных осциллограмм токов и напряжений на ПЕК приведена на рис. 1-12, бив. Здесь так же, как на Восточно-Сибирской дороге, осциллографирование выполнялось с ПЕК и с шунтированной ПЕК при интервале между осциллограммами в 30 сек. Осциллографировали напряжение на емкости «с, ток левого / п л и правого і п я плеч питания, напряжения на этих плечах за ПЕК — или ып . Исследования показали, что ПЕК несколько симметрирует напряжения на шинах тяговой нагрузки.
Одновременно с исследованием влияния ПЕК на показатели качества тяговой нагрузки измеряли напряжения на посту секцио нирования при наличии и отсутствии ПЕК. Как видно из гисто грамм этих напряжений (рис. 1-13, а и б), оценка математического ожидания напряжения на посту при наличии ПЕК даже оказалась ниже на 0,2 кв. При оценке этих результатов следует, однако, учи тывать, что отсутствие ПЕК на смежных подстанциях делает схему несимметричной, поэтому экспериментальные данные не следует рассматривать как показатели недостатков схемы ПЕК. Однако это говорит о том, что при применении ПЕК необходимо очень тщатель но подходить к параллельной работе подстанций и к выбору пара метров ПЕК.
Краткие данные об экспериментальных исследованиях, выпол ненных на Восточно-Сибирской, Горьковской и Юго-Западной до рогах, приведенные в настоящей главе, указывают на необходи мость повышения качества энергии в тяговой сети. Это объясняет важность и настоятельную необходимость исследования качества энергии и средств его повышения.
1 Бригадой Ц Н И И МПС руководил канд. техн. наук Б . М. Б о р о д у- л и н.
Г Л А В А I I
ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОВОЗА
ПРИ ОТСУТСТВИИ СРЕДСТВ ЕГО ПОВЫШЕНИЯ
3. Выбор метода и модели
для исследования качества энергии
В последнее время у нас и за рубежом проявляется пристальный интерес к качеству энергии, средствам его улучшения вообще и к статическим регулируемым и нерегулируемым источникам реак
тивной мощности в частности [3, 4, |
5, 11, 12, |
13, 22, 25, |
26, 29, 35, |
||||
36, |
45, |
47, |
110, |
111]. |
|
|
|
|
Заметное воздействие активных |
средств |
повышения |
качества |
|||
энергии на основные показатели электрической тяги объясняет более тщательный подход к исследованию электромагнитных про цессов на электровозе переменного тока. Ниже приведен анализ работы электровоза в естественных условиях и при наличии ак тивных сопротивлений и средств повышения качества энергии.
Анализ цепей с полупроводниковыми вентилями довольно сло жен, особенно в тех случаях, когда цепь с вентилями описывается дифференциальными уравнениями высокого порядка. В связи с тем что нагрузочная характеристика вентилей нелинейна, строгий анализ этих процессов связан с необходимостью решать нелинейные дифференциальные уравнения. Для упрощения расчета реальные нагрузочные характеристики вентилей обычно аппроксимируют [19].
Известны три метода аппроксимации: аппроксимация при по мощи интегрируемой нелинейной аналитической функции, кусочнолинейная, сочетание нелинейной функциональной аппроксимации с линейной.
Кусочно-линейная аппроксимация, позволяющая перейти от нелинейных к линейным дифференциальным уравнениям, осуществ ляется обычно одним из способов, иллюстрируемых рис. 2-1,а (кривые /, 2, 3), и дает возможность заменять в схеме реальный вен
тиль идеальным с добавлением соответствующих линейных |
элемен |
тов (рис. 2-1, б). В сетях с мощными силовыми вентилями |
наиболее |
целесообразна аппроксимация 1. В этом случае г п р = 0 и |
Е0 = 0. |
Цепь с вентилем может быть представлена в виде линейного четы рехполюсника с идеальным вентилем на выходе, для которого мож но записать дифференциальное уравнение
А(р)и(Ъ) + В{р)ЦВ) |
=k(p)t(Q); |
(2-1) |
|
|
Ѳ = ю/,
22
