Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока


 


Владельцы патента RU 2475912:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ) (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ и 2×25 кВ. Цель изобретения - повышение эффективности устройства и расширение его функциональных возможностей. Сущность изобретения состоит в том, что введен третий выключатель, который при снижении напряжения на шинах КУ шунтирует секцию конденсаторной батареи, чтобы ток КУ увеличился до номинального. В результате повышается напряжение в тяговой сети. 1 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ и 2×25 кВ.

Известно устройство однофазной поперечной емкостной компенсации (КУ) в тяговой сети переменного тока 25 кВ [1, рис.65, а; 2, рис.1, а].

Особенность работы КУ в тяговых сетях железных дорог - постоянное изменение напряжения на шинах КУ в связи с постоянным изменением тяговой нагрузки.

Поэтому недостатки непереключаемой КУ в тяговой сети следующие. При снижении напряжения в тяговой сети и, следовательно, на КУ генерируемая мощность и ток КУ снижаются: при снижении напряжения в тяговой сети до допустимого наименьшего для грузовых поездов 21 кВ [3] ток (мощность) КУ снижается с 27,5/Хку (27,52/Xкy) при номинальном напряжении до 21/Хку (212/Xкy) при напряжении 21 кВ (Хку - реактивное сопротивление КУ). Это значит, что ток КУ снижается в 27,5/21=1,3 раза, а мощность в (27,5/21)2=1,7 раза.

В [4, рис.5-7, а] предлагается при снижении напряжения форсировка КУ. Однако в этом случае исключается из схемы реактор, что приводит к возрастанию бросков тока и напряжения при включении (отключении) КУ. После исключения реактора КУ теряет свое свойство фильтровать в тяговой сети третью гармонику, что вызывает ухудшение качества электроэнергии. Кроме того, в [4] отсутствует демпфирующий резистор, что также приводит к повышению бросков тока и напряжения при коммутации КУ.

Принимаем за прототип схему КУ по рисунку [2, рис.1, а] с демпфирующим резистором, включенным к рельсу, а реактором, включенным к высокому потенциалу КУ. Другими словами, реактор в КУ подключен к высокому потенциалу, например, как в схеме по рисунку [1, рис.12, г].

Таким образом, в прототипе рассматривается устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока, содержащее первый выключатель, подключенный первым полюсом к шине 27,5 кВ, а вторым полюсом через реактор к первому выводу конденсаторной батареи с последовательно соединенными секциями, демпфирующий резистор, зашунтированный вторым выключателем и подключенный между вторым выводом конденсаторной батареи и рельсом.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства и расширение его функциональных возможностей.

Для достижения указанной цели необходимо, при снижении напряжения на шинах КУ поддерживать ток КУ близким к номинальному за счет переключения КУ, а для его надежного переключения следует использовать имеющийся демпфирующий резистор.

Указанное реализовано в Изобретении следующим образом. В прототип введен третий выключатель, подсоединенный первым полюсом к точке соединения двух секций конденсаторной батареи, а вторым полюсом - к рельсу.

Схема изобретения представлена на рисунке.

1 - шины 27,5 кВ КУ,

2 - первый выключатель,

3 - реактор,

4 и 5 - секции конденсаторной батареи,

6 - конденсаторная батарея,

7 - точка соединения секций 4 и 5 конденсаторной батареи,

8 - третий выключатель,

9 - второй выключатель,

10 - демпфирующий резистор,

11 - рельс.

Схема работает следующим образом.

Исходное состояние: КУ отключено, все выключатели (первый (2), второй (9) и третий (8)) отключены.

Включение КУ. Включается первый выключатель 2, подается напряжение на конденсаторную батарею 6 через демпфирующий резистор 10. Затем включается выключатель 9, шунтируя демпфирующий резистор 10. Таким образом, процесс включения КУ происходит при допустимых бросках тока и напряжения и КУ находится в нормальном режиме работы.

При снижении напряжения на шинах КУ до 21…22 кВ следуют переключить схему КУ в следующей последовательности:

- отключить второй выключатель 9,

- включить третий выключатель 8.

Таким образом, при снижении напряжения КУ работает в, так называемом, форсированном режиме [4] с увеличенной емкостью и соответственно уменьшенным емкостным сопротивлением, которое определяется по расчету. Обычно сопротивление уменьшается на 25…30% так, чтобы ток увеличился до номинального значения.

Чтобы выйти из форсированного режима, необходимо отключить выключатель 8 (при отключенном выключателе 9) и затем включить выключатель 9.

Отключение КУ происходит в следующей последовательности. Отключается выключатель 9 (при этом выключатель 8 отключен), тем самым вводится в цепь конденсаторной батареи 6 демпфирующий резистор 10 и затем отключается первый выключатель 2.

Таким образом видно, что демпфирующий резистор выполняет две функции: демпфирует броски тока и напряжения при включении (отключении) КУ, а также при переключении КУ в форсированный режим и обратно. Указанная последовательность переключения в КУ легко автоматизируется.

Покажем, что в принятой последовательности переключения КУ в форсированный режим не буду превышены допустимые броски тока шунтируемой секции конденсаторов. При шунтировании секции 5 конденсаторной батареи 6 напряжение на ней не будет превышать 7…8 кВ. При сопротивлении демпфирующего резистора 10, равного 80 Ом, ток разряда составит (7…8)103 /80=87…100 А. При мощности КУ 4…5,5 Мвар номинальный ток КУ составляет 145…200 А, что значительно больше рассчитанного разрядного тока 87…100 А, поэтому шунтирование секции конденсаторов 5 происходит спокойно, так как разрядные токи меньше номинальных значений.

Несомненно, что если выключатель 8 выполнить синхронизированным [2], то броски тока и напряжения еще в большей степени уменьшатся при его включении.

В форсированный режим КУ переходит только при снижении напряжения на шинах КУ. Поэтому все конденсаторы будут работать в допустимых режимах по току и напряжению. Как только напряжение на шинах повышается, следует переключение из форсированного в нормальный режим работы КУ.

Технико-экономический эффект проявляется в том, что при введении форсированного режима повышается напряжение на КУ и, следовательно, в контактной сети, и поэтому повышаются скорости движения электропоездов.

Литература

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., Кващук В.А., Бренков С.Н. Синхронизированные выключатели для регулирования поперечной емкостной компенсации. Локомотив №1, 2011, с.41-43.

3. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации, ЦЭ-462, М.: МПС РФ, 1997, 79 с.

4. Берковский A.M., Лысков Ю.И. Мощные конденсаторные батареи. М.: Энергия, 1967, 168 с.

Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока, содержащее первый выключатель, подключенный первым полюсом к шине 27,5 кВ, а вторым полюсом через реактор - к первому выводу конденсаторной батареи с последовательно соединенными секциями, демпфирующий резистор, зашунтированный вторым выключателем и подключенный между вторым выводом конденсаторной батареи и рельсом, отличающееся тем, что введен третий выключатель, подсоединенный первым полюсом к точке соединения двух секций конденсаторной батареи, а вторым полюсом - к рельсу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. .

Изобретение относится к схемному устройству с, по меньшей мере, двумя конденсаторами (C1 С(n)), которые подключены последовательно к напряжению (U), причем параллельно к, по меньшей мере, двум конденсаторам (C1 С(n)) расположен делитель напряжения, который делит напряжение (U) на, по меньшей мере, два конденсатора (C 1 С(n)), причем параллельно каждому конденсатору (Ci) последовательно с последовательным сопротивлением (RSi) размещен защитный диод (Di), причем пороговое напряжение защитного диода (Di) меньше, чем допустимое напряжение размещенного параллельно защитному диоду конденсатора (Ci), и, кроме того, параллельно последовательным сопротивлениям (RS1 RS(n)) размещена защитная схема.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защите силовых трансформаторов и батарей статических конденсаторов в высоковольтных сетях 6÷220 кВ с изолированной нейтралью от воздействия внутренних перенапряжений.

Изобретение относится к области высоковольтной техники, в частности к силовым конденсаторным батареям (ОКБ) в энергосистемах. .

Изобретение относится к области высоковольтной техники, в частности к силовым конденсаторным батареям (СКБ) в энергосистемах. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и сигнализации, и может быть использовано для защиты силовых конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности нагрузок, а также многозвенных фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций электропередачи постоянного тока, статических компенсаторов дуговых сталеплавильных печей и приводов крупных прокатных станов с общей или индивидуальной коммутацией фильтров.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и сигнализации, и может быть использовано для защиты силовых конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности нагрузок, а также конденсаторных батарей фильтров высших гармоник преобразовательных подстанций электропередачи постоянного тока, приводов крупных прокатных станов, дуговых сталеплавильных печей, статических компенсаторов и т.д.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите магистральных и распределительных электрических сетей. .

Изобретение относится к устройствам контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты энергетической системы. .

Изобретение относится к противоаварийной автоматике электрических сетей напряжением 110 кB и выше. .

Изобретение относится к прикладной электротехнике. .

Изобретение относится к устройству для контроля процессов утечки в проводнике системы среднего или высокого напряжения, которое содержит, по меньшей мере, один преобразователь, который предназначен для определения протекающего в проводнике тока, причем упомянутый, по меньшей мере, один преобразователь соединен с контролирующим устройством для контроля процесса утечки.

Изобретение относится к устройству для контроля процессов утечки в проводнике системы среднего или высокого напряжения, которое содержит, по меньшей мере, один преобразователь, который предназначен для определения протекающего в проводнике тока, причем упомянутый, по меньшей мере, один преобразователь соединен с контролирующим устройством для контроля процесса утечки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических генераторных системах для ограничения тока генератора. .

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электроэнергетических систем. .
Наверх