RU2459335C1 - Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности - Google Patents
Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459335C1 RU2459335C1 RU2011116045/07A RU2011116045A RU2459335C1 RU 2459335 C1 RU2459335 C1 RU 2459335C1 RU 2011116045/07 A RU2011116045/07 A RU 2011116045/07A RU 2011116045 A RU2011116045 A RU 2011116045A RU 2459335 C1 RU2459335 C1 RU 2459335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- reactive power
- bipolar
- operational
- power compensation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы и упрощение устройства. Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности содержит цепочку из последовательно соединенных между собой конденсаторной батареи и индуктивности, при этом конденсаторная батарея и индуктивность разделены с заданным коэффициентом деления на две части, представляющие собой основную (L1, C1) и оперативную (L2, С2) цепочки, соединенные между собой последовательно и подключенные к контактному проводу через высоковольтный выключатель, а параллельно оперативной цепочке (L2, С2) подключен биполярный коммутатор, вход блока управления которым подключен к выходу датчика напряжения контактной сети. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам электроснабжения железнодорожного транспорта с электрической тягой на переменном токе, обеспечивающим компенсацию реактивной мощности, потребляемой электровозами на частоте 50 Гц, при одновременной фильтрации высших гармонических составляющих тока, генерируемых этими электровозами.
Напряжение контактной сети должно находиться в жестких пределах. При снижении напряжения в контактной сети ниже 21 кВ отключается двигатель электровоза по защите от минимального напряжения. При напряжении выше 29 кВ происходит отключение тяговой подстанции по защите от максимального напряжения в контактной сети. Передача энергии для питания электровозов связана с потерями напряжения. Потеря напряжения на реактивной составляющей импеданса контактной сети в 6-8 раз больше потерь от активной составляющей, но они могут быть компенсированы с помощью устройств компенсации реактивной мощности. Наибольшее падение напряжения при прохождении электровоза наблюдается в середине межподстанционной зоны, где располагаются посты секционирования и где наиболее целесообразно устанавливать компенсирующее устройство. При этом именно в середине межподстанционной зоны разница напряжений в контактной сети при наличии и отсутствии электроподвижного состава особенно велика. Существует проблема поддержания этого напряжения на допустимом уровне вне зависимости от потребления энергии электровозами.
Для решения проблемы необходимо обеспечить регулирование мощности компенсирующего устройства в зависимости от напряжения в контактной сети и соответственно от загрузки участка железной дороги электроподвижным составом.
Известны устройства компенсации реактивной мощности со ступенчатым регулированием [рис.12а, б, в, г], содержащие конденсаторно-реакторные группы, переключаемые по заданному алгоритму посредством сильноточных и высоковольтных коммутирующих аппаратов (вакуумных или масляных). Эти схемы целесообразно использовать при ограниченном числе переключений (не более 1÷2 раз в сутки) по причине ограниченного ресурса коммутирующих аппаратов (например в ночной минимум нагрузки системы, при сезонных изменениях нагрузки, при техническом обслуживании и т.п.).
Наиболее близким по постановке задачи и сущности к заявляемому объекту является регулируемое устройство компенсации реактивной мощности [2], содержащее согласующий трансформатор напряжения, ряд параллельно включенных цепочек, состоящих из последовательно включенных конденсаторных батарей, реакторов и биполярных электронных ключей, управление которыми осуществляет контроллер управления по заданному алгоритму в функции изменения реактивной нагрузки в сети. В зависимости от величины реактивной мощности, потребляемой в сети в данный момент времени, контроллер управления подключает с помощью электронных ключей необходимое число конденсаторно-реакторных групп для полной компенсации реактивной мощности. Такие устройства типа «Эквалайзер» применяются на железнодорожном транспорте в Турции. Недостатком этих устройств применительно к использованию на российских железных дорогах является использование согласующего трансформатора напряжения, рассчитанного на полную компенсируемую реактивную мощность, что в значительной степени удорожает стоимость компенсирующего устройства (примерно в 2 раза). К другим недостаткам можно отнести достаточную сложность, а значит, и невысокую надежность в связи с наличием большого количества силового оборудования, электронных коммутаторов и схем управления к ним.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание автоматического устройства компенсации реактивной мощности, позволяющего автоматически регулировать мощность компенсирующего устройства в зависимости от напряжения контактной сети и таким образом поддерживать напряжение контактной сети в нужном диапазоне (21 кВ<U<29 кВ). Дополнительными задачами предлагаемой схемы можно считать минимизацию установленной мощности силового конденсаторно-реакторного оборудования при максимальном использовании этой мощности, применение в оперативной части переключения конденсаторно-реакторного оборудования электронного коммутирующего устройства (тиристорного ключа), имеющего неограниченный ресурс работы, а также упрощение управления (а значит, и повышение надежности) переключением конденсаторно-реакторного оборудования.
Схема предлагаемого автоматического устройства регулирования компенсации реактивной мощности представлена на рис.1.
В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве индуктивность и конденсаторная батарея разделены на две части в заданных расчетами пропорциях. Верхняя часть индуктивности L1 и верхняя часть конденсаторной батареи (емкость С1) рассчитаны как основная часть компенсирующего устройства, работающая постоянно независимо от места нахождения электропоезда на линии, и подключена постоянно к контактному проводу 1 высоковольтным выключателем В1. Нижняя часть индуктивности L2 и нижняя часть конденсаторной батареи (емкость С2) рассчитаны как оперативная часть компенсирующего устройства, которая шунтируется ключом 4 при прохождении электропоездом данного участка ж/д пути.
Включение и отключение схемы (рис.1) осуществляется по стандартному алгоритму (обеспечивающему защиту конденсаторной батареи С от перенапряжения в переходном режиме) с использованием демпфирующего резистора R и высоковольтных выключателей (вакуумных или масляных) B1, B2.
Параллельно оперативной части компенсирующего устройства (L2, C2) подключен биполярный коммутатор 2, посредством которого осуществляется регулирование мощности компенсирующего устройства. Коммутатор 2 выполнен в виде биполярного тиристорного ключа.
Блок управления 3, соединенный по входу с выходом датчика напряжения 4, осуществляет включение-отключение тиристорного ключа 2.
Регулирование мощности устройства компенсации происходит следующим образом. В исходном положении (при включенном выключателе B1) тиристорный ключ 2 разомкнут. При приближении электропоезда к месту установки компенсирующего устройства напряжение контактной сети снижается, и датчик напряжения 4 через блок управления 3 дает команду на замыкание ключа 2. Тиристорный ключ 2 шунтирует оперативную часть устройства компенсации (L2, C2), что приводит к возрастанию суммарной емкости и уменьшению суммарной индуктивности устройства компенсации. Мощность устройства компенсации при этом возрастает за счет уменьшения импеданса. Уменьшение импеданса устройства компенсации приводит к возрастанию тока и увеличению мощности устройства компенсации. При удалении электропоезда от места установки устройства компенсации напряжение контактной сети повышается и датчик напряжения 4 через блок управления 3 дает команду на размыкание ключа 2 (путем снятия импульсов управления тиристорами биполярного ключа). Биполярный тиристорный ключ 2 размыкается в момент, когда ток через него меняет направление (равен нулю). Напряжение на биполярном тиристорном ключе определяется коэффициентом деления индуктивно-емкостного делителя, образованного элементами L1, C1 и L2, C2. Максимальное напряжение на нижнем плече этого делителя L2, C2 не превышает значения 10 кВ. На это напряжение подбираются тиристоры биполярного ключа.
Разделение конденсаторно-реакторного оборудования на основное и оперативное, с биполярным тиристорным ключом, предлагаемое изобретением представляет возможность решать поставленную задачу автоматического регулирования компенсации реактивной мощности в зависимости от напряжения контактной сети. При этом в режиме компенсации реактивной мощности при пониженном напряжении контактной сети, за счет дискретного переключения параметров L-C резонансного контура биполярным тиристорным ключом, эффективность компенсирующего устройства увеличивается в оптимальном режиме до 70%. Это является основным техническим результатом предлагаемого изобретения.
Дополнительно к этому электронный коммутатор (биполярный тиристорный ключ), используемый в оперативной части схемы, решает проблему ресурса работы (как неограниченный).
Литература
1. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983 г. (стр.25, рис.12).
2. «Elspec Ltd.» Использование специализированных систем компенсации реактивной энергии на электрифицированном железнодорожном транспорте, http://esco-escosys.narod.ru Электронный журнал «Эско», №7, 2005 г.
Claims (2)
1. Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности, содержащее цепочку последовательно соединенных между собой конденсаторной батареи и индуктивности, отличающееся тем, что и конденсаторная батарея и индуктивность разделены с заданным коэффициентом деления на две части, представляющие собой основную (L1, С1) и оперативную (L2, С2) цепочки, соединенные между собой последовательно и подключенные к контактному проводу через высоковольтный выключатель, а параллельно оперативной цепочке (L2, С2) подключен биполярный коммутатор, вход блока управления которым подключен к выходу датчика напряжения контактной сети.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве биполярного коммутатора использован биполярный тиристорный ключ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116045/07A RU2459335C1 (ru) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011116045/07A RU2459335C1 (ru) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2459335C1 true RU2459335C1 (ru) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011116045/07A RU2459335C1 (ru) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459335C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178667U1 (ru) * | 2017-08-28 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока |
RU2798470C1 (ru) * | 2022-08-23 | 2023-06-23 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления реактивным сопротивлением компенсатора реактивной мощности |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU616684A1 (ru) * | 1976-05-24 | 1978-07-25 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Проектно-Изыскательский Институт Электрификации Железных Дорог И Энергетических Установок "Трансэлектропроект" | Компаундируемое устройство продольной компенсации дл распределительных элементов сетей |
EP1082799B1 (en) * | 1998-05-29 | 2002-09-18 | Alstom UK Limited | Power-factor correction arrangement |
RU2212086C2 (ru) * | 2001-10-16 | 2003-09-10 | ООО "ЭЛМЕХтранс А" | Устройство для компенсации реактивной мощности |
RU2232085C2 (ru) * | 2002-08-27 | 2004-07-10 | ООО "Желдорконсалтинг" | Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности |
-
2011
- 2011-04-22 RU RU2011116045/07A patent/RU2459335C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU616684A1 (ru) * | 1976-05-24 | 1978-07-25 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Проектно-Изыскательский Институт Электрификации Железных Дорог И Энергетических Установок "Трансэлектропроект" | Компаундируемое устройство продольной компенсации дл распределительных элементов сетей |
EP1082799B1 (en) * | 1998-05-29 | 2002-09-18 | Alstom UK Limited | Power-factor correction arrangement |
RU2212086C2 (ru) * | 2001-10-16 | 2003-09-10 | ООО "ЭЛМЕХтранс А" | Устройство для компенсации реактивной мощности |
RU2232085C2 (ru) * | 2002-08-27 | 2004-07-10 | ООО "Желдорконсалтинг" | Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178667U1 (ru) * | 2017-08-28 | 2018-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока |
RU2798470C1 (ru) * | 2022-08-23 | 2023-06-23 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления реактивным сопротивлением компенсатора реактивной мощности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2562814C2 (ru) | Электрическое устройство энергообеспечения для приводных устройств рельсовых транспортных средств | |
Morrison | Power quality issues on AC traction systems | |
RU2475912C2 (ru) | Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока | |
RU2365017C1 (ru) | Тяговая подстанция постоянного тока с емкостными накопителями энергии | |
US20150249402A1 (en) | Dc power transmission systems and method of assembling the same | |
RU2459335C1 (ru) | Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности | |
RU188806U1 (ru) | Устройство трехступенчатой фильтрокомпенсирующей установки тяговой сети переменного тока | |
RU2499341C1 (ru) | Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока | |
RU2644150C2 (ru) | Способ снижения потерь мощности в тяговой сети переменного тока | |
RU2704023C1 (ru) | Трехступенчатая фильтрокомпенсирующая установка тяговой сети переменного тока | |
CN108141138A (zh) | 电力转换装置 | |
RU2710022C1 (ru) | Переключаемая фильтрокомпенсирующая установка | |
RU2762932C1 (ru) | Способ регулирования реактивной мощности тяговой сети | |
RU102842U1 (ru) | Устройство поперечной емкостной компенсации | |
RU2726498C1 (ru) | Способ усиления системы тягового электроснабжения | |
NL2029006B1 (en) | Device for control of power exchange in a grid | |
RU2790590C1 (ru) | Активная система тягового электроснабжения | |
RU2790740C1 (ru) | Устройство управления комбинированной установкой поперечной емкостной компенсации | |
RU2699763C1 (ru) | Устройство для подключения конденсаторов к тяговой сети переменного тока | |
RU2761459C1 (ru) | Устройство регулирования мощности секционной установки поперечной емкостной компенсации поста секционирования контактной сети перемененного тока | |
RU2653848C1 (ru) | Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности | |
RU2819464C1 (ru) | Способ регулирования статического генератора реактивной мощности | |
Morrison | Parameters that influence power quality on industrial frequency AC traction systems | |
KR20120032103A (ko) | 철도차량의 보조전원장치 | |
RU104770U1 (ru) | Устройство переключаемой поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140423 |