Регулирование напряжения в тяговой сети системы 2x25 кВ

С целью регулирования напряжения в тяговой сети системы 2x25 кВ линейными АТ на первом этапе ее разработки промышленности были заказаны АТ мощностью 10 MBA типа АОМНЖ с устройством РПН, имеющие номинальное напряжение общей обмотки 29 кВ, последовательной — 26 кВ и возможность регулирования ±6x1,67 %.

Рассмотрим работу подстанции при равном числе витков двух вторичных обмоток W на подстанции (рис. 10.10) с параллельно включенным ближайшим АТ, имеющим номинальный коэффициент трансформации, равный отношению напряжения последовательной обмотки к напряжению общей обмотки А'н= 0,897 при отсутствии поездов. Расстояние между подстанцией и АТ 6,1 км.

Результаты расчета показаны на рис. 10.10. Напряжение контактная сеть—рельсы на АТ превысило это напряжение на подстанции на величину порядка 1 кВ. При этом наблюдается большой пере-

Распределение токов в тяговой сети без нагрузки при А=0,897

Рис. 10.10. Распределение токов в тяговой сети без нагрузки при А=0,897

ток, в основном реактивной мощности, от АТ к подстанции как по контактной сети, так и по питающему проводу. Ток в контактной сети и общей обмотке АТ составляет 154 А, в питающем проводе и последовательной обмотке АТ — 174 А при номинальном токе АТ 182 А. Ток в отсасывающем проводе АТ 328 А. При пуске первого участка по системе 2x25 кВ на Московской ж.д., когда АТ на АТП имели еще установленные на заводе номинальные коэффициенты трансформации К = 0,897, произошел пережог отсасывающего провода на АТП.

Характер изменения напряжения в контактной сети системы 2x25 кВ при проходе фидерной зоны с двусторонним питанием однопутной линии длиной 51 км поездом с током 600 А, что соответствовало предполагаемым условиям БАМ, показан на рис. 10.11. Автотрансформаторы расположены через 17 км. На всех АТП автотрансформаторы мощностью 10 MB A с устройством РПН, коэффициент трансформации которых равен номинальному 0,897. Из рисунка видно, что напряжение у АТ на фидерной зоне может быть выше, чем напряжение на подстанции.

Исследования, проведенные в МИИТе [32], показали что регулирование напряжения устройствами РПН на АТП неэффективно. При различных коэффициентах трансформации параллельно работающих АТ между ними появляются значительные уравнительное токи. Последние могут вызвать перегрузку АТ и способствуют перегреву проводов тяговой сети. Вызываемые при этом дополнительные потери энергии в тяговой сети по ориентировочным расчетам составляют до 0,5 % от расхода энергии на фидерной зоне на тягу поездов.

Напряжение в контактной сети при проходе одного поезда по фидерной зоне с двусторонним питанием

Рис. 10.11. Напряжение в контактной сети при проходе одного поезда по фидерной зоне с двусторонним питанием

Указанные недостатки определили отказ от регулирования напряжения изменением коэффициента трансформации АТ на АТП.

Заказан и освоен выпуск промышленностью АТ типа АОМЖ без регулирования напряжения с коэффициентом трансформации равным 1 для вновь электрифицируемых линий. На ранее электрифицированных по системе 2x25 кВ линиях на всех АТ переключатель РПН установлен в 4-е положение, что обеспечивает наиболее близкий к 1 коэффициент трансформации 0,991. Поскольку коэффициент трансформации меньше 1, то направление тока от первого АТ к подстанции соответствует направлению, показанному на рис. 10.10. Но величина этого тока существенно меньше. По расчету циркулирующий при отсутствии поездов между подстанцией Ракитная и отстоящим от нее на 6,5 км АТП Катынь суммарный ток контактной сети двух путей /к = 9 А, а суммарный ток двух питающих проводов /п = 9,1 А. Ток в питающем проводе отстает от напряжения на 80°.

Характер изменения напряжения в контактной сети при коэффициентах трансформации всех АТ равных 1 практически такой же, что и на рис. 10.11. И в этом случае напряжение у АТ на фидерной зоне может быть выше, чем напряжение на подстанции. Последнее возможно при нахождении поезда у подстанции за счет потери напряжения на существенно большем сопротивлении трансформатора.

Просадка напряжения на АТ участках определяется потерей напряжения в контуре контактная сеть—рельсы от местных составляющих токов нагрузки, которые определяются напряжением 25 кВ. Потеря напряжения от местных составляющих ограничивается сравнительно малыми длинами АТ участков. Напряжение на АТ определяется падением напряжения от почти в 2 раза меньших транзитных составляющих токов нагрузки в контактной сети. Кроме того, падение напряжения в контуре контактная сеть—рельсы снижается за счет индуктивного влияния противоположного транзитного тока в питающем проводе. Указанные обстоятельства определяют достаточно высокий и стабильный уровень напряжения в контактной сети системы с автотрансформаторами.

В предыдущем параграфе было указано, что следует ожидать существенно меньшего влияния поперечных соединений контактных подвесок двух путей на напряжение в тяговой сети, чем в системе 25 кВ. Для рассмотренной в указанном параграфе фидерной зоны проведено сравнение трех схем соединения проводов контактной сети по уровню напряжения. Принята максимальная масса поездов по направлениям 4000 тс и 3500 тс; минимальный интервал попутного следования 8 мин.

Различие между схемами по уровню напряжения в контактной сети на этой фидерной зоне невелико. Узловая и параллельная схемы практически равноценны по уровню напряжения. При раздельном питании путей уровень напряжения на ограничивающем перегоне ниже, чем при двух других схемах, на величину порядка 0,5 кВ.

Проведено также сравнение альтернативных способов регулирования напряжения в контактной сети при вынужденных режимах работы системы электроснабжения 2x25 кВ. Основные результаты сравнения следующие:

  • — регулирование напряжения в тяговой сети системы 2x25 кВ с помощью устройств РПН трансформаторов подстанций является наиболее удобным способом повышения пропускной способности в вынужденных режимах работы системы электроснабжения. При мощной системе 2x25 кВ этот способ практически не имеет ограничений при диапазоне регулирования ±16 % как по глубине регулирования, так и по причине небольшого снижения эффективности из-за увеличения потери напряжения в питающей сети;
  • — продольная емкостная компенсация является наиболее эффективным средством снижения минимального интервала попутного следования поездов, так как при увеличении нагрузки эффективность продольной емкостной компенсации возрастает;
  • — установка поперечной емкостной компенсации на посту секционирования мощностью 5,6 МВар повышает напряжение в конце консоли на величину порядка 1 кВ и способствует существенному повышению пропускной способности устройств электроснабжения при дефиците реактивной мощности в энергосистеме. При отсутствии этого дефицита необходимый уровень напряжения в тяговой сети может быть обеспечен с помощью РПН трансформаторов тяговых подстанций.

Отметим, что уровень напряжения в контактной сети можно повысить при значительном увеличении числа витков АТ, включенных между питающим проводом и рельсом, и при соответствующем увеличении напряжения между питающим проводом и рельсами на подстанции. Проведенные в МИИТе расчеты показали, что увеличение на подстанции напряжения питающий провод—рельсы до 55 кВ и увеличении коэффициента трансформации АТ до 2 (система 25 + 50 кВ) приводит к значительному уменьшению тока в контактной сети и снижает почти в 2 раза потери напряжения в контуре контактная сеть—рельсы. Ток в контактной сети снижается за счет уменьшения тока в последовательной обмотке АТ при большем ее напряжении (см. рис. 10.2). При этом уменьшается и местная составляющая потери напряжения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >