Система тягового электроснабжения переменного тока с незначительным коэффициентом несимметрии по напряжению на первичной стороне силового тягового трансформатора

Статья посвящена решению актуальных задач, разработке обоснования системы тягового электроснабжения переменного тока, дающей возможность снижения до допустимых значений коэффициента симметрии по напряжению на первичной стороне силового тягового трансформатора тяговой подстанции переменного тока. Для достижения поставленной цели рекомендуется в систему тягового электроснабжения (СТЭ) включить многофункциональный вольтодобавочный трансформатор (МФ ВДТ). Питающая (основная) обмотка подсоединяется на стороне 27,5 кВ к одной из фаз силового тягового трансформатора, вольтодобавочная обмотка подключается в отсасывающую линию тяговой подстанции, а компенсационная обмотка нагружается на регулируемую конденсаторную установку. Результаты обработки данных аналитических расчетов по предлагаемой авторами методике анализа электромагнитных процессов в СТЭ с МФ ВДТ позволили обосновать параметры конденсаторной установки при ее включении на напряжение 2,5 кВ компенсационной обмотки. При расчетах учитывалась возможность представления электровоза как в виде источника мощности, так и в виде источника тока. При анализе токораспределения в СТЭ с МФ ВДТ использовалась стандартная система уравнений, сформированных по методу контурных токов. Из-за нелинейности схемы СТЭ с МФ ВДТ, обусловленной зависимостью сопротивления электровоза от квадрата напряжения на токоприемнике при его представлении в виде источника мощности, использовался метод последовательных приближений (метод итераций). Аналогичный метод применялся и при представлении электровоза в виде источника тока. Установлено, что при использовании регулируемой конденсаторной установки согласно приведенному в статье закону коэффициент несимметрии не превышает нормируемых ГОСТ 13109 - 97 значений при отличающихся по модулю друг от друга токах опережающей и отстающей фаз не более чем на 30 %. Отмечается, что при включении вольтодобавочной обмотки (ВДО) МФ ВДТ в отсасывающую линию имеется возможность практически на величину ЭДС, наводимой в ВДО за счет магнитных связей с питающей обмоткой, увеличить напряжение в отстающей фазе и одновременно на несколько меньшую величину поднять напряжение на опережающей фазе.

система тягового электроснабжения, многофункциональный вольтодобавочный трансформатор, качество электрической энергии, коэффициент несимметрии, электровоз, ток, напряжение

1. Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982. 528 с.

2. Мамошин Р. Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока. М.: Транспорт, 1973. 315 с.

3. Косарев Б. И. Электробезопасность в тяговых сетях переменного тока. М.: Транспорт, 1989. 227 с.

4. Косарев А. Б. Основы теории электромагнитной совместимости систем тягового электроснабжения переменного тока. М.: Интекст, 2004. 272 с.

5. Косарев А. Б., Косарев Б. И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Интекст, 2008. 480 с.

6. Герман Л. А., Серебряков А. С. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог. М.: РОАТ, 2012. 211 с.

7. Власов С. П. Схема замещения тяговой подстанции переменного тока с ВДТ // Транспорт. Наука, техника, управление. 1994. № 5. С. 28 - 30.

8. Косарев Б. И., Сербиненко Д. В., Алексеенко М. В. Система тягового электроснабжения переменного тока с многофункциональными вольтодобавочными трансформаторами // Наука, техника, управление. 2013. № 1. С. 13 - 18.

9. Косарев А. Б., Сербиненко Д. В., Алексеенко М. В. Эффективность внедрения многофункционального вольтодобавочного трансформатора для ограничения уравнительных токов // Наука, техника, управление. 2011. № 5. С. 28 - 30.

10. Косарев А. Б., Сербиненко Д. В., Алексеенко М. В. Оценка эффективности внедрения многофункционального вольтодобавочного трансформатора для повышения напряжения в тяговой сети // Электроника и электрооборудование транспорта. 2013. № 4. С. 2 - 6.

11. ГОСТ 13109 - 97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. 32 с.