Симметрирующая агрегация компенсирующих устройств и трехфазно-двухфазных преобразователей тяговых подстанций

• Автор: Сероносов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

1.1. Специфика электротяговой нагрузки переменного тока.

1.2. Специфика трехфазнодвухфазного преобразования на тяговых

подстанциях.

1.3. Показатели качества электрической энергии.

1.4. Компенсация реактивной мощности.

1.5. Задачи и методы исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СХЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ С СИММЕТРИРУЮЩИМ ЭФФЕКТОМ

2.1. Выпрямительноинверторные преобразователи.

2.2. Трансформаторные преобразователи

2.3. Дополнительные симметрирующие устройства

2.3.1. Трансформаторные симметрирующие приставки.
2.3.2. Емкостные устройства
2.3.3. Индуктивноемкостные устройства.
2.4. Выводы по второй главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИММЕТРИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ ТОКОВЫХ НАГРУЗОК НА ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЯХ.
3.1. Компенсация реактивной составляющей токов прямой
последовательности
3.2. Снижение токов обратной последовательности
3.3. Выводы по третьей главе.
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ С СИММЕТРИРУЮЩИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ И КОМПЕНСИРУЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ
4.1. Методы моделирования.
4.2. Программные средства моделирования.
4.3. Описание математической модели.
4.3.1. Электротяговая нагрузка
4.3.2. Преобразователи тяговой подстанции.
4.3.3. Компенсирующие устройства
4.3.4. Питающие линии электропередач
4.3.5. Трехфазный источник электроэнергии.
4.4. Проверка адекватности модели.
4.5. Анализ факторов, влияющих на несимметрию токов.
4.5.1. Оценка результатов многофакторного эксперимента
4.5.2. Проверка значимости коэффициентов
4.6. Исследование симметричности загрузки фаз питающих линий
4.6.1. Несимметрия токов
4.6.2. Несимметрия напряжений.
4.7. Исследование компенсации реактивной мощности.
4.8. Исследование потерь мощности в питающих линиях
электропередач
4.9. Техникоэкономическая оценка целесообразности применения
симметрирующих средств
4.9.1. Технические аспекты целесообразности
4.9.1.1. Особенности предлагаемого способа симметрирования.
4.9.1.2. Влияние на работу системы внешнего электроснабжения.
4.9.1.3. Влияние на работу системы тягового электроснабжения.
4.9.2. Экономические аспекты целесообразности
4 Выводы по четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1.
Приложение 2.
ВВЕДЕНИЕ


Вопросы обеспечения совместной работы симметрирующих тяговых трансформаторов и КУ исследованы недостаточно. Поиск возможностей повышения равномерности загрузки по фазам трехфазной системы за счет согласования работы симметрирующих тяговых трансформаторов и КУ является актуальной задачей. В диссертационной работе исследуется эффективность симметрирования трехфазных нагрузок и снижения материальных затрат на приобретение электроэнергии для тяги поездов переменного тока при функциональном объединении симметрирующих трансформаторных преобразователей подстанций и устройств поперечной компенсации реактивной мощности в единый агрегат. Цель работы заключается в совершенствовании системы тягового электроснабжения переменного тока, обеспечивающем симметрирование нагрузки в трехфазной питающей сети и снижение потребления реактивной мощности за счет согласованного объединения нетрадиционных трехфазнодвухфазных трансформаторных преобразователей и конденсаторных компенсирующих устройств тяговых подстанций. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. В первой главе диссертационной работы рассмотрено современное состояние проблемы качества потребления электроэнергии на тягу поездов переменного тока, сформулированы задачи и методы исследований. Вторая глава посвящена теоретическому анализу схем преобразователей тяговых подстанций, обладающих эффектом симметрирования трехфазных токов, потребляемых из системы внешнего электроснабжения. В третьей главе рассмотрены теоретические основы формирования трехфазных токовых нагрузок при совместной работе компенсирующих устройств с симметрирующими преобразователями тяговых подстанций. Четвертая глава посвящена исследованиям на математической модели показателей симметричности загрузки фаз трехфазных питающих линий и энергетических показателей электропотребления при симметрирующей агрегации компенсирующих устройств и трансформаторных преобразователей тяговых подстанций переменного тока. КУ в схемах с симметрирующими трансформаторными преобразователями по критерию максимального снижения токов обратной последовательности в трех фазных линиях электропередачи. КУ совместно с нетрадиционными трансформаторными преобразователями на основе принципа функционального объединения в симметрирующий агрегат. Проблема качества электроэнергии является составной частью более широкой проблемы электромагнитной совместимости. В электроэнергетике под электромагнитной совместимостью понимают способность электротехнического оборудования работать удовлетворительно в электромагнитной среде, не создавая недопустимого влияния на окружающую среду, а также на другое техническое оборудование . Применение в системах электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока трансформаторных преобразователей с несимметричным отбором мощности по фазам, выпрямительноинверторной техники со значительной долей потребления реактивной мощности на основной частоте приводит не только к дополнительным потерям электроэнергии и снижению ее качества, но и к нарушению электромагнитной совместимости систем тягового и внешнего электроснабжения. Полностью исключить электромагнитное влияние одного электротехнического оборудования на другое практически невозможно, поэтому обычно стремятся снизить его до такой степени, при которой не нарушалась бы нормальная работа подверженных влиянию электрических цепей и выполнялись требования ГОСТ 9 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения . Значительный вклад в решение проблем улучшения электромагнитной совместимости систем внешнего СВЭ и тягового СТЭ электроснабжения принадлежит целому ряду отечественных ученых в лице Г. Г. Марквардта, К. Г. Марквардта, А. И. Тамазова, Б. М. Бородулина, Л. А. Т. Буркова, Р. Р. Мамошина, М. П. Бадера, Г. Н. Варфоломеева и многих других. Однако, в настоящее время некоторые проблемы обеспечения электромагнитной совместимости, возникающие при потреблении электроэнергии на тягу поездов переменного тока, все еще являются нерешенными.