Спосіб зниження несиметрії напруги тягової підстанції змінного струму

Спосіб зниження несиметрії напруги тягової підстанції змінного струму, при якому вимірюють струми і напруги плечей живлення тягової підстанції, який відрізняється тим, що додатково вимі рюють рівень несиметрії напруги на районній обмотці трансформатора, після чого системою керування обчислюють кути навантаження в плечах живлення тягової обмотки трансформатора та регулюють їх пристроями компенсації реактивної Корисна модель відноситься до електрифікованого залізничного транспорту змінного струму. Тягова підстанція змінного струму представляє собою специфічну електроустановку, яка живить електричною енергією електрорухомий склад від тягової обмотки трансформатора через контактну і рейкову мережу та живить нетягові районні споживачі від районної обмотки тягового трансформатора. Оскільки тягове навантаження має однофазний характер та постійно змінюється в часі і просторі, то виникає нерівномірна завантаженість фаз ліній зовнішнього електропостачання і, як наслідок, трифазна напруга на районній обмотці стає несиметричною. Такий режим напруги районної обмотки скорочує термін роботи обладнання, яке отримує від неї живлення: трифазні асинхронні двигуни, конденсаторні установки, синхронні двигуни, зварювальні трансформатори. Корисна модель направлена на зниження коефіцієнта несиметрії напруги по зворотній послідовності (відповідно ГОСТ 13109-97) на районній обмотці трансформаторів тягових підстанцій змінного струму. Відомий спосіб полягає в компенсації струмів зворотної послідовності тягової підстанції. Для цього нерегульовані компенсуючі пристрої підключають у «відстаючу» фазу тягової обмотки трансформатора. [Бородулин Б. М. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог / Б. М. Бородулин, Л. А. Герман, Г. А. Николаев. М.: Транспорт, 1983. - 183 с]. Недоліком способу є те, що він не враховує зміну реактивної складової потужності тягової підстанції в часі через нерівномірність руху поїздів, а це призводить до перекомпенсації реактивної електроенергії та збільшення несиметрії напруги. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб активної компенсації спотворень якості електричної енергії, який полягає в тому, що вимірюють струми і напруги в плечах живлення тягової підстанції, виділяють з них сумарні неактивні струми, які складаються з вищих гармонік, реактивної потужності та струмів зворотної послідовності, а потім компенсують визначені складові струмів. [Zhuo S. A novel active power quality compensator topology for electrified railway / Zhuo Sun, Xinjian Jiang, Dongqi Zhu, Guixin Zhang. - IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 19, No. 4, July 2004]. Недоліком цього способу є те, що він вимагає необхідності встановлення додаткового нетипового силового обладнання. Крім того, цей спосіб не має зворотного зв'язку з мережею, в якій поліпшують якість електроенергії. Це може призвести до недоцільного використання електроенергії, якщо в мережі показники якості не перевищують встановлених норм. Технічною задачею, яка розв'язується корисною моделлю, що заявляється, є зменшення кое , де 3 л ( п ) - кут зсуву фаз між напругою і струмом у лівому (правому) плечі живлення тягової підстанції, при якій отримують мінімальний рівень струмів зворотної послідовності тягової підстанції. (11) 48536 (13) U п UA л (19) потужності для досягнення умови 3 48536 фіцієнта несиметрії напруги по зворотній послідовності на районній обмотці трансформатора тягової підстанції до значень нормованих ГОСТ 1310997. Сутність корисної моделі полягає в тому, що для зниження несиметрії напруги тягової підстанції змінного струму вимірюють струми і напруги плечей живлення. Новим є те, що додатково вимірюють рівень несиметрії напруги на районній обмотці трансформатора, після чого системою керування обчислюють кути навантаження в плечах живлення тягової обмотки трансформатора та регулюють їх пристроями компенсації реактивної потужності для досягнення умови На кресленні показана схема тягової підстанції змінного струму з системою керування та фільтром напруги зворотної послідовності. Приклад реалізації способу На тяговій підстанції змінного струму в обидва плечі живлення встановлено регульовані компенсуючі пристрої. В систему керування (СК) компенсуючими пристроями вводяться вхідні та вихідні значення контрольованих величин. В якості вхідних виступають миттєві значення струмів та напруги плечей живлення і коефіцієнт несиметрії напруги по зворотній послідовності, який отримують на виході фільтру напруги зворотної послідовності (ФНОП). Вихідними є кути лівого та правого плечей живлення. В результаті регулювання кутів навантаження відбувається зниження коефіцієнта несиметрії напруги по зворотній послідовності. Максимальне зниження відбувається за практично рівних струмів плечей живлення. Завдяки регулюванню кутів навантаження перевищення нормально допустимих значень несиметрії напруги не відбувається. Чисельні результати наведено в табл. , де л ( п ) - кут 3 зсуву фаз між напругою і струмом у лівому (правому) плечі живлення тягової підстанції, при якій отримують мінімальний рівень струмів зворотної послідовності тягової підстанції. л 4 п Таблиця 1 Струми плечей жив- Кути навантаження без Кути навантаження виПоказник несиметрії напруги K2U, % лення компенсації значені СК L л, А Lп , А  л,  п,  л,  п, 100 200 300 400 100 300 100 200 60 55 50 45 70 60 50 40 -30 0 -60 30 30 60 0 -30 Таким чином, як видно з таблиці, регулювання кутів навантаження тягової підстанції змінного струму призводить до зменшення коефіцієнта не до компенсації після 2,57 3,10 4,69 2,90 1,43 1,85 1,94 1,57 симетрії напруги на районній обмотці трансформатора нижче нормально допустимого значення (2,0), що встановлено стандартом ГОСТ 13109-97. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601