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: 110
Скачиваний: 1
С другой стороны, матрица на пряжений на ветвях через матрицу узловых напряжений относительно нейтрали схемы
|
|
ÙB |
= |
Mxt |
|
Ùj., |
|
(6-78) |
||
где M^f — транспонированная |
|
мат |
||||||||
|
рица |
соединений |
Для всех |
|||||||
|
узлов; |
|
|
|
|
|
|
|
||
Uj. —• матрица |
узловых |
напря |
||||||||
|
жений, |
записанных |
для |
|||||||
|
всех |
узлов |
схемы |
(вклю |
||||||
|
чая и базисный узел), от |
|||||||||
|
носительно нейтрали сети. |
|||||||||
Можно |
записать |
|
|
|
|
|
||||
|
« У - " В І « І |
|
|
|
|
|
(6-79) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где (/б |
напряжение |
базисного |
уз |
|||||||
|
ла |
относительно |
нейтрали |
|||||||
|
сети; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II « I |
— единичная |
матрица; |
|
|
||||||
£/д — матрица |
узловых |
|
напря |
|||||||
|
жений |
|
относительно |
ба |
||||||
|
зисного |
узла. |
|
|
|
|
||||
Преобразовав |
выражение |
(6-79) |
||||||||
с учетом (6-78), |
получим |
|
|
|
|
|||||
X |
о |
! « 1 | ) |
|
= M |
st |
О |
+ |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
+ |
|
М2і\\п\\1/б. |
|
|
|
|
|||
Учитывая, что Mzt\\n\\ |
|
= |
0, |
по |
||||||
лучим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ÙB=\\MtMst |
|
О |
|
|
••MtÙA,. |
(6-80) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очевидно, что |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ZBf |
= |
|
MtÜA. |
|
|
|
|||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i = z - 1 |
|
MtùA. |
|
|
|
|
|||
На |
основании |
первого |
|
закона |
||||||
Кирхгофа имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
J=MI, |
|
или |
|
|
|
|
|||
J=MZTlMtÙA=ï |
|
|
|
|
|
ÙA, |
|
|||
где |
MZ-iMt- |
|
- матрица |
узло |
||||||
|
|
|
|
|
вых |
|
проводи- |
|||
|
|
|
|
|
мостей, |
квад |
||||
|
|
|
|
|
ратная, |
неосо |
||||
|
|
|
|
бенная, |
симмет |
|||||
|
|
|
|
|
ричная . |
|
|
Расчет
С |
|
|
|
1 |
|
\ |
|
|
Расчет |
|
|
Ml U |
l2L |
|
|
1 |
|
\ |
1 |
|
|
|
|
Расчет |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
\ t |
М/ |
Iaff0 |
Расчет |
||
т(о) |
|
|
|
кі |
|
\ t
Расчет
lypj;=0
\ /
Расчет
UAL » Ußl 1 Uci
\ f
Расчет
% '
\L
Расчет
Ліі ' ^пі
\ /
Расчет
f(» • j(1)
1
Ну Uy
\ /
( Расчет
I
npr'
\/
Расчет
І(І>.
Рис. 6-6
Таким образом получаем |
|
Ü A = Y - l J = Z y l |
(6-81) |
где Y~1 = Zy — матрица узловых сопротивлений.
Зная матрицу узловых напряжений относительно базисного узла, легко определить матрицу узловых напряжений относительно нейтрали сети:
| І / Ц І / д 1 + ^ І | Я | | . |
(6-82) |
Задав в качестве матрицы задающих токов матрицу ТПП , получаем мат рицу узловых напряжений прямой последовательности относительно нейтра ли сети. Аналогично получаем матрицу узловых напряжений обратной после довательности. Зная узловые напряжения прямой и обратной последователь ностей, просто определить фазные напряжения на вводах трансформаторов тя говых подстанций. _
Фазные напряжения на вводах трансформаторов і-й тяговой подстанции:
Vai=Ùali |
+ VaH\ Ùbi = a2 0а1і+аі)а2і; Ùci=aÙa2i+a2Uaïl. |
(6-83) |
Последовательность расчета такова. Токи плеч питания (замеренные или |
||
расчетные) |
рассматривают на первом шаге итерации в качестве задающих, |
|
составляют |
схемы замещения для ТПП и ТОП (с учетом транзитных |
токов |
и района) и рассчитывают коэффициенты токораспределения в сети внешнего
электроснабжения. Определяют значения ац, а^ и Ьц для уравнений |
(6-40) |
||
и по формулам (6-39) находят значения / К г на первом шаге |
итерации. |
|
|
Д л я |
варианта I эти значения / к г выводятся на печать и расчет для |
этого |
|
варианта |
заканчивается. Дл я варианта I I по полученным |
значениям |
Ікі = |
=определяют новые значения задающих ТП П и ТОП подстанций и по
ним рассчитывают значения фазных напряжений |
на вводах подстанции. Да |
лее вычисляют значения уравнительных токов |
на фидерных зонах участка |
и затем определяют новые значения задающих ТП П и ТОП подстанций с уче том уравнительных токов. По этим значениям ТП П и ТОП затем рассчиты
вают новые значения ац, ац и Ьц для уравнений (6-40) и по формулам |
(6-39) |
||
находят значения 1$. Дл я обоих |
вариантов |
можно повысить точность |
расче |
та / К ; , ведя расчет итерационным |
методом. |
Однако это нецелесообразно, так |
как увеличить мощность У К можно дискретно большими ступенями порядка 1000 квар и выше. В таких условиях повышение точности расчета на 5—10%
не имеет смысла. На рис. |
6-6 |
приведена структурная схема алгоритма расчета |
|||
оптимальных параметров |
У К для участка |
переменного |
тока по вариантам I |
||
и |
I I . Штриховыми линиями |
показана схема алгоритма |
расчета для варианта |
||
I , |
а сплошными — для варианта I I . |
|
|
||
|
По приведенной выше |
методике |
была оценена |
эффективность при |
менения У К для участка Восточно-Сибирской дороги, данные которого приве дены в главе I . В соответствии с результатами расчета на «Наири-2» целесооб разной оказалась установка У К только на подстанциях /—4 (см. рис. 1-1). Общая установленная оптимальная мощность У К на подстанциях 1—4 соста вила 28 000 квар, а общие расчетные потери энергии в конденсаторах и реакто рах У К — 1 779 932 квт-ч в год.
Баланс средних потерь мощности по участкам сети внешнего энергоснаб жения (см. рис. 1-1) приведен в табл. 1-2.
Суммарные годовые потери энергии по участку при наличии У К состави ли 18 500 000 квт-ч в год, а при отсутствии У К 24 549 000 квт-ч в год.
Применение У К по предложенной методике сокращает потери мощности |
|
на 6 000 000 квт-ч в год, что обеспечивает высокую— |
окупаемость УК- |
Эти рекомендации были переданы В С Ж Д для внедрения.
По этой же методике по заказу Трансэлектропроекта Минтрансстроя были выбраны параметры У К Для одного из вновь электрифицируемых на перемен ном токе участков Северо-Кавказской дороги.
214
* *
Результаты исследований технико-экономической эффективности источников реактивной мощности позволяют сделать следующие выводы:
1. Параметры статических источников реактивной мощности следует выбирать на основании технико-экономических расчетов
всоответствии с выражением (6-1).
2.Результаты исследований (см. главы I I I , IV, V) позволяют отобрать показатели качества, на которые влияют те или иные устройства повышения качества, и затем включить экономический эффект от улучшения этих показателей в уравнение приведенных расходов для последующей минимизации этого уравнения одним из математических методов.
3.В качестве примера показано, как эта задача решается приме нительно к УК на подстанциях.
4.При выборе УК обязательно следует учитывать активные по
тери в конденсаторах и реакторах УК.
|
С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы |
|
|||
1. Г о х ш т е й н Б . |
Я . , Т и х м е н е в |
Б . Н. Особенности электричес |
|||
кого расчета |
устройств энергоснабжения электрической тяги при выпря |
||||
мительных электровозах. В кн. «Вопросы |
электрической тяги |
перемен |
|||
ного тока». М., Трансжелдориздат, |
1956, |
с. 5—32. (Труды |
Всесоюзн. |
||
науч.-исслед. |
ин-та |
ж -д. транспорта, |
вып. 156). |
|
2. Г о х ш т е й н Б . Я . , П е р ц о в с к и й Л . М., Д а в ы д о в В. Н. Технико-экономическая оценка различных типов трансформаторов для тяговых подстанций переменного тока. В кн. «Исследования нового обо рудования тяговых подстанций и способы повышения электробезопасно сти». М., «Транспорт», 1970, с. 3—25. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 420).
3.А в в а к у м о в В. Г. и др. Исследование электрической нагрузки тя говой подстанции и разработка мероприятий по повышению ее энергети ческих показателей. В кн. «Энергоснабжение электрических железных дорог». Омск, «Омская правда», 1968, с. 3—25. (Труды Омского ин-та инженеров ж.-д. транспорта, вып. 93).
4.А в е р и н Ю. А., Г л у ш к о в Е. Ф., К а р я к и н Р . Н. Исследо вание коэффициента мощности системы электрической тяги переменного тока при выпрямительных электровозах. В кн. «Вопросы электрической тяги переменного тока». М., Трансжелдориздат, 1956, с. 33—48. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 156).
5. А в е р и н Ю. А., К а р я к и н Р . Н., П а н и н А. П. Результаты экспериментального определения спектрального состава первичного тока выпрямительного электровоза. В кн. «Вопросы электрической тяги пере менного тока». М., Трансжелдориздат, 1956, с. 49—57. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та. ж.-д. транспорта, вып. 156).
6.А н г о А. Математика для электро- и радиоинженеров. М., «Наука», 1965, 779 с.
215
7. |
А т а б е к о в |
Г. |
И. |
Основы теории цепей. М., «Энергия», |
1969, 424 с. |
|||||
8. |
А й з е р м а н |
М. А., Г а н т м а х е р |
Ф. Р . Определение |
периодичес |
||||||
|
ких режимов в нелинейной динамической системе с кусочно-линейной |
|||||||||
|
аппроксимацией. |
«Прикладная |
механика и |
математика», 1956, |
т. X X , |
|||||
|
с. 639—654. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Б а к В о н г |
Х а . |
Исследование закона |
распределения |
вероятностей |
|||||
|
фидерного тока |
тяговой |
подстанции. В кн. |
«Вопросы энергоснабжения |
||||||
|
электрических железных |
дорог». М., «Транспорт», 1969, с. 9—18. |
(Труды |
|||||||
|
Московского ин-та инженеров ж.-д. транспорта, вып. 302). |
|
|
|||||||
10. |
Б е л е ц к и й |
А. |
Ф. |
Основы |
теории |
линейных электрических |
цепей. |
М., «Связь», 1967, 608 с.
11.Б е с с о н о в В . А. Распределение коэффициентов несимметрии напря жений на шинах тяговых подстанций однофазного тока. В кн. «Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог». М., Трансжелдориздат, 1962, с. 10—19. (Труды Московского ин-та инженеров ж.-д. транс порта, вып. 144).
12.Б е с с о н о в В. А. Применение теории вероятностей для расчетов коэффициентов несимметрии напряжений на шинах тяговых подстанций однофазного тока. В кн. «Вопросы электрификации и эксплуатации желез ных дорог». М., Трансжелдориздат, 1960, с. 21—23. (Труды Московского ин-та инженеров ж.-д. транспорта, вып. 132).
13. Б о р о д у л и н Б . |
М., П а в л о в |
И. В. Продольная емкостная |
||
компенсация |
в тяговой сети с отсасывающими трансформаторами. В кн. |
|||
«Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог». М., |
Транс |
|||
желдориздат, |
1963, |
с. 97—107. (Труды |
Всесоюзн. науч.-исслед |
. ин-тз |
ж.-д. транспорта, вып. 256).
14.Б о р о д у л и н Б . М. Применение продольной емкостной компенсации при электрической тяге переменного тока. В кн. «Повышение эффектив ности электрической тяги переменного тока». М., Трансжелдориздат, 1960,
|
с. |
17—38. |
(Труды |
|
Всесоюзн. науч.-исслед. |
ин-та |
ж.-д. транспорта, |
||||||||
|
вып. |
201). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15. |
Б о р о д у л и н |
Б . |
М. Рациональное размещение установок компенса |
||||||||||||
|
ции |
реактивной |
мощности в тяговой сети переменного тока. М., «Вестник |
||||||||||||
|
В Н И И Ж Т а » , |
1964, |
№ 5 , с. 8—11. |
|
|
|
|
|
|||||||
16. |
В а г н е р |
К- |
Ф., |
Э в а н с |
Р . Д . |
Метод симметричных составляющих. |
|||||||||
|
М.—Л., О Н Т И |
Н К Т И СССР, |
1936, 408 с. |
|
|
|
|
||||||||
17. |
В е н и к о в |
В. |
А. |
Математические задачи |
электроэнергетики, т. I . |
||||||||||
|
М., «Высшая школа», 1970, 334 с. |
|
|
|
|
|
|||||||||
18. |
В е н т ц е л ь |
Е. |
|
С. |
Теория |
вероятностей. М., Физматгиз, 1962, 564 с. |
|||||||||
19. |
В о р о н о в |
Р . А., |
3 а ж и р к о |
В. Н., |
К а р п о в |
Е. |
А., К о в а |
||||||||
|
л е в |
Ю. 3. |
Методы расчета электрических |
вентильных цепей. М., «Энер |
|||||||||||
|
гия», |
1967, |
152 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
20. |
В о р о н о в |
Р . А., |
Ш а л и м о в |
М. Г. О выборе типа и схемы соеди |
|||||||||||
|
нения обмоток трансформаторов тяговых подстанций. В кн. «Сборник |
||||||||||||||
|
научных работ». Томск, Томский университет, 1960, с. 36—44. (Труды |
||||||||||||||
|
Томского |
электромеханического |
ин-та инженеров |
ж.-д. |
транспорта, |
т.X X X I ) .
21. Г е л ь ф а н д И. М., Ш и л о в Г. Е. Обобщенные функции и действия над ними. М., Физматгиз, 1958, 439 с.
22.Г е р м а н Л . А. Эксплуатация установок поперечной компенсации на тяговых подстанциях. В кн. «Электрификация и энергетическое хозяй ство». М., Ц Н И И Т Э И МПС, 1967, с. 27—43. (ЦНИИТЭИ, вып. 33).
23.Г е р м а н Л . А. Выбор мощности и размещение на тяговых подстан циях поперечной емкостной компенсации. В кн. «Электрификация и энер гетическое хозяйство». М., Ц Н И И Т Э И МПС, 1969, с. 35—44. ( Ц Н И И Т Э И , вып. 45).
216
24. |
Г л у ш к о в |
Е. |
Ф. |
Параметры |
цепей |
выпрямленного |
тока |
электрово |
||||
|
зов ВЛ60 и ВЛ80-005. М., «Транспорт», |
1965, с. 83—92. (Труды |
Всесоюзн. |
|||||||||
|
науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, вып. 286). |
|
|
|
||||||||
25. Г о л о в а н о в |
В. |
А. |
Определение |
гармонических |
составляющих |
|||||||
|
и эквивалентного мешающего тока в контактной сети при работе электро |
|||||||||||
|
возов с ионными преобразователями. В |
кн. «Вопросы |
электрификации |
|||||||||
|
железных |
дорог |
на однофазном токе». М. |
Изд-во Академии наук |
СССР, |
|||||||
|
1957, с. 67—87. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
26. |
Г о х ш т е й н |
Б . Я . , |
Л а п и н |
В. |
Б . , Т и х м е н е в Б . |
Н. |
Осо |
|||||
|
бенности |
работы |
устройств энергоснабжения электрических |
железных |
||||||||
|
дорог переменного тока. В кн. «Результаты исследования устройств энер |
|||||||||||
|
госнабжения и электровозов переменного тока». М., Трансжелдориздат, |
|||||||||||
|
1959, с. 5—43. (Труды Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, |
|||||||||||
|
вып. 170). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27. |
Д м и т р и е в |
|
В . А. Экономическая эффективность электрификации |
|||||||||
|
железнодорожного транспорта СССР. М., М И И Т , 1968, 49 с. |
|
|
|||||||||
28. |
Д е м и д о в и ч |
Б . |
П., М а р о н |
И. |
А. |
Основы вычислительной |
мате |
|||||
|
матики. М., «Наука», |
1970, 664 с. |
|
|
|
|
|
|
29.Д е м о н в и н ь е М. Гармоники первичного тока однофазного выпря мителя. Применение теории к электровозам с выпрямителями. В кн.
|
«Электрическая тяга |
зарубежных железныхдорог на однофазном токе». |
||||||
|
М., Трансжелдориздат, 1957, с. 55—102. |
|
|
|
||||
30. |
Д и т к и н |
В. А., |
П р у д н и к о в А. П. |
Справочник |
по операцион |
|||
|
ному исчислению. М., «Высшая школа», 1965, 465 с. |
|
|
|||||
31 . Д ё ч |
Г. |
Руководство к практическому применению |
преобразования |
|||||
|
Лапласа . М., Физматгиз, 1960, 124 с. |
|
|
|
||||
32. |
Ш а л и м о в |
М. Г. и др. Экспериментальное |
исследование |
гармоничес |
||||
|
кого |
состава |
токов |
и напряжений на тяговой подстанции |
переменного |
|||
|
тока. В кн. «Энергоснабжение электрических железных дорог». Омск, |
|||||||
|
«Омская правда», 1968, с. 42—46. (Труды Омского ин-та инженеров ж.-д. |
|||||||
|
транспорта, |
вып. 93). |
|
|
|
33.Е ф и м о в А. В. Применение регулируемых реактивных батарей для повышения качества энергии на тяговых подстанциях переменного тока.
Автореферат |
кандидатской диссертации. М., М И И Т , |
1971, 22 с. |
|
34. Е ф и м о в |
А. В. Применение распределения SB |
Джонсона для тяго |
|
вой нагрузки . В кн. «Исследование энергоснабжения, конструкций и ре |
|||
гулирования |
транспортных устройств». М., М И И Т , |
1971, с. 11—20. |
|
(Труды Московского ин-та инженеров ж.-д. транспорта, |
вып. 388). |
35. В е н и к о в В. А. и др. Специальные устройства для управления по луразомкнутыми электропередачами с повышенной пропускной способ ностью. В кн. «Первое всесоюзное научно-техническое совещание по при менению ферромагнитных устройств в энергетических системах». Тезисы докладов. М., Энергетический ин-т им. Г. М. Кржижановского, 1971,
с. 41—42.
36.Ж у к о в Л. А. О мощности устройств поперечной компенсации, ис пользуемых для симметрирования режима электрической системы. М., «Энергетика и транспорт», 1964, № 5, с. 577—586.
37. З а в а р н а к и н А. Н. Влияние нерегулируемых симметрирующих устройств тяговых подстанций на величину тока обратной последователь ности. В кн. «Вопросы энергоснабжения электрических железных дорог». М., «Транспорт», 1965, с. 52—64. (Труды Московского ин-та инженеров
ж.-д. транспорта, вып. 199).
38.З а в а р н а к и н А. Н. Исследование технико-экономической эффек тивности симметрирования тяговой нагрузки при помощи статических не
регулируемых |
устройств. Автореферат кандидатской диссертации. М., |
М И И Т , 1967, |
19 с. |
39.З а в а р н а к и н . А. Н. К вопросу симметрирования тяговой нагрузки электрических железных дорог переменного тока. В кн. «Вопросы энерго снабжения электрических железных дорог». М., «Транспорт», 1970, с. 84—89. (Труды Московского ин-та инженеров ж.-д. транспорта, вып. 340).
217