УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧАЕМОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ ЕМКОСТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электроэнергетике, в частности, к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока системы 25 кВ и 2×25 кВ.
Известно устройство переключаемой поперечной емкостной компенсации (КУ) в тяговой сети переменного тока 25 кВ [1, рис.12,а]. Недостатки ее. Во-первых, для повышения надежности конденсаторов в КУ, как это указано в [2], конденсаторная батарея должна состоять из последовательно соединенных рядов, а в рядах все конденсаторы должны соединены параллельно. Такое внутреннее соединение не сделано в переключаемой КУ по схеме [2]. Во-вторых, в этой схеме отсутствует демпфирующий резистор, что приводит к повышенным броскам тока и напряжения при включении - отключении КУ.
Принимаем за прототип схему по рис [1, рис.65,а] с демпфирующим резистором.
Устройство переключаемой поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока, содержащее однофазную конденсаторную батарею с последовательно соединенными секциями, первый вывод батареи подключен к первому полюсу первого выключателя, второй полюс которого подключен к шине 27,5 кВ, реактор для ограничения резонансных явлений и демпфирующий резистор, подключенный между первым выводом реактора и рельсом, причем демпфирующий резистор зашунтирован вторым выключателем.
2
2
2
Недостаток прототипа: при снижении напряжения в тяговой сети до допустимого наименьшего для грузовых поездов 21 кВ [3] ток (мощность) КУ снижается с 27,5/Хку (27,5/Xкy) при номинальном напряжении до 21/Хку (21/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)=1,7 раза. В результате эффект повышения напряжения снижается в 1,3 раза.
Цель полезной модели - повышение эффективности устройства. При снижении напряжения в тяговой сети не должен снижаться эффект повышения напряжения от КУ.
Для реализации указанная цели необходимо, чтобы при снижении напряжения ток КУ не изменялся.
Это достигается тем, что введены два разъединителя с моторными приводами, причем первые их выводы соединены и подключены ко второму выводу реактора, второй вывод первого разъединителя подключен ко второму выводу конденсаторной батареи, а второй вывод второго разъединителя подключен к точке соединения секций конденсаторной батареи.
Схема КУ представлена на рисунке
К шине 27,5 кВ тяговой подстанции подключен через выключатель 2 напряжением 27,5 кВ устройство КУ, содержащее конденсаторную батарею 3 с двумя секциями 4 и 6, последовательно соединенными в точке 5, реактор 9 и демпфирующий резистор 10, зашунтированный выключателем 11. Реактор 9 подключается или разъединителем 7 ко всей конденсаторной батарее, или разъединителем 8 к секции 4 в точке 5.
К рельсу 12 подключен демпфирующий резистор 10 и выключатель 11.
Секции конденсаторов 4 и 6 из N последовательно соединенных рядов конденсаторов, в каждом ряду параллельно соединены 2-6 конденсаторов в зависимости от мощности конденсатора и КУ [1].
Схема работает следующим образом.
При номинальном (или близкому к нему) напряжении схема работает следующим образом. При отключенном выключателе 2 включается разъединитель 7. Затем включается выключатель 2 и далее включается выключатель 11, шунтирующий демпфирующий резистор.
При понижении напряжения до 21 кВ КУ переключается следующим образом. При кратковременном отключении выключателя 2 и 11 отключается разъединитель 7 и включается разъединитель 8. Затем включается выключатель 2 и далее включается выключатель 11.
Число последовательно соединенных конденсаторов N в секции 4 выбирается из расчета напряжения в 21-22 кВ [1].
Число последовательно включенных конденсаторов N всей батареи конденсаторов 3 выбирается из расчета наибольшего напряжения 29 кВ.
Таким образом, повышение напряжения от КУ будет практически одинаковым при напряжении 21 кВ (включен разъединитель 8) и при напряжении 27,5 кВ (включен разъединитель 7).
Целесообразно процесс переключения КУ автоматизировать с введением датчика напряжения на шинах КУ.
Литература
1. Бородулин Б.М., Герман Л.А.. Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983 - 183 с
2. Берковский A.M., Лысков Ю.И. Мощные конденсаторные батареи М. Энергия, 1967 - 168 с
3. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации, ЦЭ-462, М.: МПС РФ - 1997, 79 с.