Влияние компенсирующих устройств на режимы тяговых сетей переменного тока

• Автор: Коробков, Геннадий Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 166 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .
1. Особенности работы ФКУ в тяговых сетях переменного тока с учетом волновых процессов.

2. Влияние ФКУ на показатели качества электроэнергии .

2.1. Влияние ФКУ на форму напряжения

2.2. Влияние ФКУ на уровень гармоник тока.

2.3. Исследование потоков активной мощности гармоник

2.4. Влияние ФКУ на волновые процессы в тяговых сетях переменного тока

2.4.1. Волновые процессы в тяговой сети при двустороннем питании межподстанционной зоны

2.4.2. Влияние ФКУ на волновые процессы в тяговой сети при двустороннем питании

2.4.3. Волновые процессы в тяговой сети при одностороннем питании межподстанционной зоны
2.4.4. Влияние ФКУ на волновые процессы в тяговой сети при
одностроннем питании
2.5. Выводы.
3. Расчет режимов ФКУ с учетом волновых процессов в тяговых сетях переменного тока
3.1. Обобщенная схема.
3.2. Математическая модель межподстанционного участка
3.3. Влияние на режимы фильтрокомпенсирующих устройств линий внешнего электроснабжения
3.4. Влияние соседних межподстанционных участков на энергетические процессы в тяговой сети при наличии устройств параллельной емкостной компенсации.
3.4.1. Соотношения для вторичных обмоток тяговых трансформаторов
3.4.2. Математическая модель участка электроснабжения
с двусторонним питанием
3.5. Параметры элементов расчетной схемы замещения системы
тягового электроснабжения
3.6. Моделирование энергетических процессов в тяговой сети при наличии фильтрокомпенсирующего устройства
3.6. Выводы
4. Влияние колебаний напряжения тяговой сети на режимы совместной
работы ФКУ И ЭПС.
Заключение.
Список литературы


Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное исследование влияния фильтрокомпенсирующих устройств тяговых сетей переменного тока на режимы работы системы тягового электроснабжения с учетом волновых явлений, обусловленных нелинейными свойствами преобразователей ЭПС, а также выработка рекомендаций, которые могут быть учтены при проектировании и эксплуатации таких устройств. Осуществить имитационное моделирование для определения влияния ФКУ на режимы работы тяговых сетей с учетом волновых процессов. На основе результатов экспериментальных и математических исследований предложить рекомендации, которые могут быть учтены при проектировании и эксплуатации ФКУ. Методы исследований. В основу работы положены экспериментальные и теоретические исследования. Экспериментальные исследования проведены на электрифицированных участках Западно-Сибирской железной дороги. В основу теоретических исследований положены методы теории электрических цепей, гармонического анализа, математической статистики, аппарата теории матриц, систем дифференциальных уравнений и элементов топологии. Расчетная схема замещения сформирована при условии, что система внешнего электроснабжения по мощности значительно превышает мощность тяговых потребителей. Тяговые трансформаторы и участки линий моделируются четырехполюсниками, а ЭПС и компенсирующие установки - двухполюсниками. Научная новизна. В качестве дополнительного параметра, позволяющего оценивать характер влияния фильтро-компенсирующей установки на энергетические процессы в тяговой сети, предложено использовать направление потока активной мощности гармоник на шинах тягового трансформатора до и после включения ФКУ. Выявлены причины аварийного режима работы тягового участка электроснабжения, зафиксированные во время экспериментальных исследований. Практическая ценность. Предложен параметр, по которому можно определить основной источник высших гармоник в пределах данного межподстанционного участка (электровоз или другие источники, находящиеся в системе внешнего электроснабжения) и дать рекомендации относительно необходимости установки ФКУ с настройкой на ту или иную гармонику. Исследованы волновые режимы участка электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги и даны рекомендации по выбору рациональных схем питания межподстанционной зоны. Исследованы аномальные режимы работы участка электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги при пониженном напряжении тяговой сети и даны рекомендации по предотвращению возникновения подобных режимов. Апробация работы. Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии" ОмГУПС (Омск, ). Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано: статей в межвузовских сборниках - 3, статей в материалах конференций - 4 . Преобразователи электровозов, реализующие ключевые режимы работы, воздействуют на тяговую сеть, изменяя практически скачкообразно величину потребляемой мощности в пределах каждого полу периода приложенного напряжения. Скачкообразное изменение потребляемой мощности возмущает установившийся энергетический режим тяговой сети и приводит к появлению волн напряжения, тока и мощности, искажению кривых напряжения и тока. Гармоники, распространяясь по тяговой сети, могут усиливаться и проникать на соседние межподстанционные участки и в систему внешнего электроснабжения. Как следствие, снижается качество напряжения, возникают дополнительные потери во всех элементах, ухудшается режим работы различного оборудования, появляются помехи в линиях связи, ускоряются процессы старения изоляции, и возникают большие трудности в решении проблемы электромагнитной совместимости (ЭМС). В электроэнергетике термином ЭМС определяется степень взаимного влияния электротехнического оборудования, при которой отсутствует нарушение нормальной работы и уменьшение ниже некоторого предела экономически обоснованного режима ведения производства. К настоящему времени в отечественной и зарубежной литературе накопилось большое количество материалов, посвященных проблеме высших гармоник в тяговых и питающих сетях. Основной круг вопросов в этих работах сводится к следующим: оценке электромагнитной совместимости источников высших гармоник и других нагрузок, т.