Совершенствование схемы электротяговых сетей переменного тока с симметрированием нагрузки линий внешнего электроснабжения

• Автор: Гришин, Ярослав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 189 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСАБЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1.1. Классификация систем тягового электроснабжения переменного тока

1.2. Системы тягового электроснабжения переменного тока промышленной частоты.

1.3. Системы тягового электроснабжения переменного тока Великобритании и Западной Европы.

1.4. Система электроснабжения с глубоким вводом ВЛ1 ЮкВ

1.5. Система электроснабжения элеюрических железных дорог переменного тока с промежуточным звеном постоянного тока и симметричной загрузкой фаз питающей сети.

1.6. Цели, задачи и методы исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСТОВЫ СИММЕГРИГОВАНИЯ ТРЕХФАЗТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОДНОФАЗНОМ ОТБОРЕ МОЩНОСТИ .

2.1. Принципы симметрирования нагрузки способом полупроводниковых преобразователей

2.2. Физические процессы, происходящие в системе с однофазной нагрузкой и преобразователем с промежуточным звеном постоянного тока

2.3. Влияние гармоник на расчет системных параметров и метод расчета цепей с ВИП.

2.4. Принципиальная схема тягового трехфазнооднофазного преобразователя с симметричной загрузкой фаз
2.6. Выводы по второй главе.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИП
3.1. Методы расчета и моделирования ВИП.
3.2. Обобщенная математическая модель электрошшх преобразователей
3.3. Программные средства моделирования ВИП.
3.4. Построение модели и моделирование работы секции ВИП
3.5. Вывод по третьей главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО НОЮЙ СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1. Исследование качества преобразования электрической энергии
4.2. Пункты питания 0,5 кВ.
4.3. Однофазная продольная питающая линия 1 ЮкВ.
4.4. Преобразовательная подстанция
5. ТЕХНИКаЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОТ ВНЕДРЕНИЯ ВИП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Временная диаграмма модели блока источника питания, шестипульсового
выпрямителя, фильтра и расчетной нагрузки.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Временные диаграммы модели блока источника постоянного напряжения,
автономных инверторов напряжения, суммирующего трансформатора и нагрузки
ПРИЛСЖЕНИЕЗ
Временная диаграмма модели секции ВИП с обмотками преобразовательного трансформатора, соединенными в звезду.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Временные диаграммы модели секции ВИП с резонансным фильтром, настроенным на 0 и 0Гц и обмотками преобразовательного трансформатора, соединенными в звезду.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Временные диаграммы модели секции ВИП с резонансным фильтром, настроенным на 0 и 0Гц и обмотками преобразовательного трансформатора, соединенными в треугольник
ВВЕДЕНИЕ


Часть мощности, подводимой к ТП, теряется в питающей линии внешнего электроснабжения. На ТП системы кВ также применяются однофазные тяговые трансформаторы, как и ТП с трехфазными трансформаторами, они подключаются к питающей линии по схеме полного винта. По условиям симметрирования система переменного тока с однофазными трансформаторами аналогична системе переменного тока с трехфазными трансформаторами. Преимуществом установки на ТП однофазных трансформаторов в отличие от трехфазных является меньшая несимметрия напряжений у районных потребителей, возможность пофазового регулирования напряжения плеч питания контактной сети и эксплуатационные удобства при выделенной районной нагрузке, а также полное использование мощности тяговых трансформаторов. В некоторых странах Канада, США, ЮАР используется система тягового электроснабжения переменного тока напряжением кВ частоты Гц . Эта система аналогична системе переменного тока кВ, но более высокое напряжение дает возможность существенно увеличить передаваемую по тяговой сети электрическую мощность. Однако при этом приходится усиливать изоляцию контактной сети, увеличивать габариты между устройствами, находящимися под напряжением, и заземленными частями, и, конечно, требуется новый электроподвижной состав ЭПС, рассчитанный на напряжение кВ. По системе электроснабжения 2x кВ электрифицированы линии на Московской, Белорусской, Горьковской дорогах и БайкалоАмурской магистрали . Система электроснабжения 2x кВ имеет ряд достоинств по сравнению с обычной системой переменного тока кВ меньшие нагрузки на провода контактной сети, потери напряжения и энергии в тяговой сети, меныпие влияния на линии связи . Снижение потерь позволяет значительно увеличить расстояние между ТП, что дает определенный экономический эффект. Эти преимущества определили направления, где используется данная система дороги с большой грузонапряженностью, пролегающие в малонаселенных районах, а также линии с высокоскоростным пассажирским движением, отличающиеся большими токами ЭПС. Положительные свойства системы электроснабжения 2x кВ дают возможность применять ее для усиления устройств электроснабжения при возросшем грузопотоке без увеличения числа ТП. Такой вид усиления можно производить на отдельных лимитирующих межподстанционных зонах и даже на части их около подстанций, где особенно велики токи и падение напряжения в тяговой сети. При системе электроснабжения 2x кВ в пять раз по сравнению с системой кВ уменьшается зона, в которой требуется реконструкция существующих воздушных линий связи и других коммуникаций по условиям электромагнитного влияния. В системе электроснабжения 2x кВ используется в основном то же оборудование, что и в системе кВ. Вместе с тем она имеет ряд особенностей по конструкции, силовым схемам, защитам и некоторым видам оборудования. Принцип устройства системы электроснабжения 2x кВ заключается в следующем, рис. На ТП1 и ТП2 установлены трансформаторы, имеющие первичные обмотки А X и две одинаковые вторичные обмотки а х1 и а2 х2 с номинальным напряжением ,5 кВ. Рис. Вторичные обмотки тягового трансформатора соединены последовательно, а их общая точка подключена к рельсам Р. Вывод одной вторичной обмотки подключен к проводам контактной сети К, а другой обмотки к питающему дополнительному проводу П, который подвешивается на опорах контактной сети. Таким образом, шины контактной сети и питающего провода находятся под напряжением ,5 кВ по отношению к земле, а между ними напряжение равно кВ. На межподстанционной зоне на расстоянии Л 7 км друг от друга установлены автотрансформаторы АТ1 АТ4 с коэффициентом трансформации, близким к двум, подключенные к проводам контактной сети и питающему проводу. Средняя точка автотрансформаторов присоединена к рельсам. Автотрансформаторы понижают напряжение петли контактная сеть питающий провод с номинального напряжения кВ до напряжения контактной сети. В автотрансформаторной системе энергия к электровозам подается по следующей цепи от ТП по проводам контактной сети К и питающему проводу П к автотрансформаторам АТ1 АТ4 при номинальном напряжении кВ.