Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 01.07.2014
Код ГРНТИ: 44.01.77
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Оптимизация управления устройством параллельной компенсации реактивной мощности

П.В. Табанаков
Иркутский государственный университет путей сообщения
Иркутск, Россия

Развитие современного рынка и как следствие увеличение товарооборота требует повышения интенсивности грузоперевозок, в том числе на железнодорожном транспорте. Стабильность работы железнодорожной отрасли как любого механизма зависит от надежности и эффективности ее технического оснащения. В условиях ежегодного роста объема грузоперевозок необходимо внедрение нового, высоконадежного и технологичного оборудования, позволяющего расширять возможности и перспективы железнодорожного транспорта.

Двигатель электровоза является индуктивной нагрузкой и рост тока в его обмотке, как следствие увеличения массы поездов и сокращения межпоездного интервала, приводит к возрастанию реактивного энергопотребления и потерь мощности в элементах системы тягового электроснабжения.

Одним из эффективных мероприятий повышения энергетических характеристик являются устройства параллельной компенсации реактивной мощности (КУ). Они позволяют снижать потери электроэнергии и повышать уровень напряжения на токоприемниках ЭПС. КУ может быть установлена как на тяговой подстанции, так и в межподстанционной зоне.

При исследовании существующего метода выбора мощности компенсирующей установки сделан вывод о нецелесообразности принципа 50% мощности устройства параллельной компенсации, так как в отдельные промежутки времени это приводит к недокомпенсации или перекомпенсации реактивной мощности.Сегодня достаточная эффективность таких устройств может быть достигнута только при обеспечении плавного регулирования ступеней компенсации. Для обоснования вышеизложенного рассмотрена межподстанционная зона с устройством компенсации реактивной мощности в середине зоны.

Рассмотрим вопрос о законе регулирования КУ для случая двухстороннего питания с параллельным соединением подвесок путей. Будем полагать, что подвески путей однородны в границах рассматриваемой МПЗ, что, впрочем, соответствует многим реальным случаям. Тогда расчетная схема для анализа формируемого закона примет вид, указанный на рис.1.

Рисунок 1 - К формированию закона изменения тока КУ по критерию минимальных потерь в тяговой сети

Для большей общности, запишем закон регулирования КУ для пяти ЭПС. Причем это могут быть ЭПС прямого и обратного направлений. Выбранное число ЭПС достаточно большое, чтобы можно было проследить общий характер формирования закона. Это позволит использовать этот закон для любого числа ЭПС от единицы до максимального, делая его в кокой - то мере универсальным [1]. В соответствии с рис. 1 и на основании первого закона Кирхгофа, можно для каждого из семи участков МПЗ, образуемых узлами ЭПС, записать выражения для потерь мощностей в контактной сети. Примем, что погонное сопротивление r0=1 Ом/км. Как покажет предварительный анализ это не скажется на результатах, поскольку эта величина будет выведена из расчетов сокращением. Тогда

Минимуму потерь соответствует условие

Распространяя полученный результат на произвольное число ЭПС в МПЗ, можно записать для каждого момента времени t

где m - число ЭПС до КУ; n- общее число ЭПС в МПЗ; j- текущее значение узла (только для ЭПС, исключая узел, образованный КУ).

Таким образом, при наличии современных средств сбора, передачи и обработки информации для каждого момента времени, ток КУ становится известным. Бесконтактные плавнорегулирующие устройства позволят этот реализовать полученный закон и минимизировать потери электроэнергии, и следовательно решить и попутную задачу – увеличить уровень напряжения в контактной сети.

Список использованных источников

1. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог переменного тока. M.: Транспорт, 1983. 184 с.

2. Бородулин Б.М., Герман Л.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог переменного тока. M.: Транспорт, 1976. 136 с.

3. Бородулин Б.М., Шевцов Б.В. Определение параметров установок компенсации // Сб. научн. тр., серия “ Электрификация и энергетическое хозяйство”.1973. № 3.

4. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982. - 528 с.



Библиографическая ссылка на статью:
П.В. Табанаков Оптимизация управления устройством параллельной компенсации реактивной мощности // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2014.–URL: /articles.php?id=136 (Дата обращения: 29.11.2021)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: http://online-electric.ru