Параметры устройства фильтра-пробки

Принципиальная схема фильтра-пробки с двухчастотной резонансной настройкой приведена на рис.16. Два резонансных контура L1C1 и L2C2 настраиваются на верхнюю резонансную частоту в f =350 Гц. Поэтому фильтр в целом имеет высокое сопротивление на этой частоте. На нижней резонансной частоте f н =250 Гц каждый из указанных контуров представляет собой эквивалентное индуктив­ное сопротивление, так как параллельный резо­нансный контур на частотах ниже резонансной обладает индуктивным сопротивлением, а на частотах выше резо­нансной — емкостным. С помощью конденсатора С₃ контур настраивается в резонанс на частоту f н =250 Гц.

Конденсаторные батареи выполняются из конденсаторов фирмы NOKIA типов PTLP или PSLP с двумя изолированными выводами. Батареи конденсаторов ФП имеют следующие характеристики:

· C1 – 2 х 2 х 568 = 2270 кВАр (единичный конденсатор 5000 В, 113,6 А);

· C2 – 2 х 2 х 568 = 2270 квар (единичный конденсатор 5000 В, 113,6 А);

· C3 – 1 х 2 х 568 = 1136 квар (единичный конденсатор 5000 В, 113,5 А).

Рис. 16. Принципиальная схема фильтра-пробки с двухчастотной резонансной настройкой

Таблица 5. Параметры элементов фильтра-пробки

С1 мкФ NПс х NПр QК С2 мкФ NПс х NПр QК С3 мкФ NПс х NПр QК L1, мГн (XL1, Ом) L2, мГн (XL2, Ом) 72,18 2х2х568 72,18 2х2х568 36,09 1х2х568 2,78 0,872 2,72 0,855

Параметры ФП рассчитаны на пропускание тягового тока 1000А. При этом номинальные токи конденсаторных батарей С1 и С2 равны 154А (максимально допустимый 217А), номинальный ток С3 равен 102А (максимально допустимый 113А), номинальный ток реактора L1 1000А, а реактора L2 – 270А. Амплитуды напряжений на конденсаторных батареях и реакторах при тяговом токе 1000А приведены в таблице 6.

Таблица 6

Параметры	С1	С2	С3	L1	L2
Амплитуда напряжения, В
Максимально допустимое напряжение батареи, В

 

Влияние фильтр пробки на уровень напряжения показано на рис. 17.

Рис. 17. Напряжение в контактной сети с УФК и фильтра-пробки

Фильтр-пробка незначительно снижает напряжение в контактной сети.

Выводы:

1.Фильтр-пробка включается на тяговых подстанциях в фазы (плечи) питания критической межподстанционной зоны.

2.Фильтр-пробка с двухчастотной резонансной настройкой по схеме ИрГУПС рис. 5 по своим частотным характеристикам обеспечивают закрытие в межподстанционной зоне токов 250 и 350 Гц тяговой нагрузки и их нераспространение в сети внешнего электроснабжения 110(220) кВ. в сети 10(35) районных нетранспортных потребителей.

3. Фильтр-пробка имеет только индуктивно-емкостные элементы и уровень потерь электроэнергии минимальный.

4. Фильтр-пробка незначительно снижает напряжение в контактной сети

2.6.Двухрезонансное устройство компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами ( ОмГУПС и ДЭЛ ЗСЖД).

Экономическая эффективность применения двухрезонансных устройств компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами определяется:

- снижением потерь электрической энергии в тяговой сети;

- повышением качества потребляемой электрической энергии;

- уменьшением потребления реактивной мощности.

Двухрезонансное устройство компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами внедрено на тяговой подстанции Световская Западно-Сибирской железной дороге.

Основные преимущества двухрезонансного устройства компенсации реактивной мощности по сравнению с типовым МИИТа и изготовления «НИИЭФА-ЭНЕРГО».

- возможность плавной регулировки частотной характеристики;

- более простая схема основного оборудования, цепей управления и защиты;

- меньшая занимаемая площадь территории подстанции;

- возможность изготовления устройства мощностью от 1800 кВАр с шагом 900 кВар;

- возможность работы устройства в регулируемом режиме;

- малое потребление реактивной мощности Р = 7,41 кВт (УФК МИИТа

Р = 26,75 кВт);

- возможность перевода существующих устройств компенсации реактивной мощности по разработанной технологии.

Экономическая эффективность применения двухрезонансных устройств компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами определяется:

- снижением потерь электрической энергии в тяговой сети;

- повышением качества потребляемой электрической энергии;

- уменьшением потребления реактивной мощности.

Двухрезонансное устройство компенсации реактивной мощности с регулируемыми параметрами позволяет симметрировать тяговую нагрузку, ограничивает потребление реактивной мощности, снижает поток высших гармонических составляющих тока тяговой нагрузки в питающую сеть.

Реальная частотная характеристика двухрезонансного устройства компенсации с регулируемыми параметрами и суточный график потребления активной и реактивной мощности. Энергетические характеристики: Pср = 7 128 кВт; Qср = 683 кВАр; Cosφ = 0,995, tgφ = 0,1

Рис. Частотная характеристика двухрезонансного устройства компенсации с регулируемыми параметрами

Рис. График активного и реактивного электропотребления при работе двухрезонансного устройства компенсации с регулируемыми параметрами

Варианты размещения фильтров.

Нормализовать показатели качества электрической энергии, связанные с высшими гармониками, в узлах присоединения тяговых подстанций к сети энергоснабжающей организации можно увеличением поглощения искажающей мощности узлов сети с помощью резонансных фильтров с длительно допустимой искажающей мощностью на резонансной гармонике от 1 до 8 МВА. Параметры фильтров и места их присоединения определяются свойствами сети высокого напряжения и интенсивностью движения поездов железной дороги. Могут использоваться следующие варианты размещения фильтров на тяговых подстанциях:

· непосредственное присоединение к цепям 110 или 220кВ.

· Присоединение к цепям высокого напряжения через отдельный понижающий трансформатор.

· Присоединение к одной из вторичных обмоток трансформатора с расщепленными обмотками.

· Присоединение к вторичной обмотке трансформатора, питающего нетяговую нагрузку.

· Присоединение к цепям 27.5кВ, питающим тяговую нагрузку.

Каждый из перечисленных вариантов размещения имеет свои преимущества и недостатки. Ниже кратко рассматриваются указанные варианты присоединения фильтров.

1.Непосредственное присоединение фильтров к цепям 110-220кВ.

Фильтры присоединяются непосредственно к вводу силового трансформатора тяговой подстанции. По своему конструктивному исполнению они аналогичны фильтрам, используемым в сети высокого напряжения преобразовательных подстанций постоянного тока. Батарея конденсаторов состоит из большого числа последовательно включенных банок конденсаторов, размещенных на специальных конструкциях. Реактор может включаться как перед батареей конденсаторов, так и после. Опыт конструирования конденсаторных батарей разного напряжения показывает, что повышение напряжения сети не приводит к росту удельной стоимости конденсаторной батареи. Конструирование батарей косинусных конденсаторов на высокое напряжение реализовано в конденсаторных батареях большой мощности, в конденсаторных трансформаторах напряжения, в емкостных отборах мощности от линий высокого напряжения.

Недостатками этого варианта являются: использование выключателя трансформатора, сложности с эксплуатацией, обусловленные высоким напряжением, отсутствие серийных резонансных фильтров высокого напряжения.