Продольная емкостная компенсация для повышения пропускной способности системы тягового электроснабжения железных дорог
Ключевые слова:
пропускная способность, тяговое электроснабжение, продольная емкостная компенсация, отсасывающий провод, напряжения плеч питания, напряжение обратной последовательности, уравнительный ток
Аннотация
Статья посвящена совершенствованию расчетов и эксплуатации установок продольной емкостной компенсации (УПК) в отсасывающем проводе тяговых подстанций систем электроснабжения 25 кВ для повышения пропускной способности железных дорог. Рассмотрены расчеты сопротивления УПК для двух вариантов: по условию выравнивания напряжений по плечам питания тяговых подстанций и по условию минимума напряжения обратной последовательности. Показано, что существующие нормативные документы правильно ориентируются на сопротивления УПК, определяемые по условию равных напряжений плеч питания. Доказано, что для расчетов сопротивления УПК следует учитывать связь сопротивлений питающих линий ВЛ-110(220) кВ. Для этого предлагается в расчетных схемах замещения подключение двух смежных подстанций к системе внешнего электроснабжения выполнить через эквивалентный треугольник сопротивлений питающих линий ЛЭП 110(220) кВ. Для эффективного повышения напряжения в тяговой сети с одновременным сохранением минимальных значений уравнительного тока целесообразно включать УПК на обеих смежных подстанциях. При этом следует поддерживать напряжения холостого хода на одном уровне для снижения первой составляющей уравнительного тока, определяемой разностью напряжений холостого хода трансформаторов. Показано, что при включении УПК не увеличивается вторая составляющая уравнительного тока, определяемая разностью потерь напряжения на смежных подстанциях, включая напряжения на УПК. При включении УПК только на одной подстанции межподстанционной зоны целесообразно вводить автоматизацию РПН на подстанции без УПК с ограниченным числом переключений (до десяти в сутки) при повышенных нагрузках в тяговой сети.
Литература
1. Герман Л.А. и др. Анализ электромагнитных процессов в тяговой сети при включении комбинированной фильтрокомпенсирующей установки на посту секционирования. – Электричество, 2022, № 6, с. 20–30.
2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982, 528 с.
3. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. М.: Транспорт, 1991, 302 с.
4. Карташов И.И. и др. Управление качеством электроэнергии. М.: Издательский дом МЭИ, 2006, 320 с.
5. Панфилов Д.И., Шакарян Ю.Г. и др. Малогабаритные устройства продольной компенсации для воздушных линий электропередачи. – Электротехника, 2017, № 7, с.78–82.
6. Рыжов Ю.П., Некукар А.Р. О возможности сооружения на линиях СВН устройств продольной емкостной компенсации без шунтирующих реакторов на выводах конденсаторных батарей. –Электричество, 2012, № 1, с. 9–18.
7. Зарудский Г.К., Радилов Т.В. Расчет установившихся режимов электропередачи сверхвысокого напряжения, оснащенной устройствами гибких электропередач. – Электричество, 2014, № 1, с. 2–11.
8. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками. М.: Транспорт, 1965, 235 с.
9. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983, 183 с.
10. Шенкман Л.З. Продольная емкостная компенсация на стороне высокого напряжения трансформаторов тяговых подстанций. – МИИТ. Труды, 1963, вып.166/2, с. 127–136.
11. Молин Н.И. Улучшение режима напряжения тяговой сети переменного тока устройствами продольной компенсации: автореф. дисс. … канд. техн. наук. М.: 1977, 20 с.
12. Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях переменного тока. М.: Транспорт, 1973, 224 с.
13. Мамошин Р.Р., Зимакова А.Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1980, 296 с.
14. Шелом И.А. Продольная емкостная компенсация в отсасывающем проводе тяговой подстанции. М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1969, с. 22–34.
15. Пат. RU2592862 C1. Способ регулирования напряжения на тяговой подстанции переменного тока / Л.А. Герман и др., 2016.
16. Коршунов В.А. Продольная емкостная компенсация в тяговой сети. – Электричество, 1965, № 1, с. 23–29
17. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и системы. М.: Транспорт, 1988, 326 с.
18. Варенцов В.М., Сорин Б.П. Методика расчета продольной емкостной компенсации при заданных размерах движения поездов. – Материалы VIII Международного симпозиума «Элтранс-2015», 2017, с. 77–84.
19. Герман Л.А., Карпов И.П. Уточненный метод расчета токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока. – Интеллектуальная электротехника, 2021, № 2 (14), с. 15–25.
20. Герман Л.А., Субханвердиев К.С., Герман В.Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. Часть 1. М.: ФГБУ ДПО «УМЦ ЖДТ», 2020, 212 с.
21. СТО РЖД № 07.022.2-2015. Система тягового электроснабжения железной дороги переменного тока. Методика выбора мест размещения и мощности устройств продольной и поперечной компенсации реактивной мощности [Электрон. ресурс], URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=646626#eiD3RnSYLxEu7Jti (дата обращения 08.08.2022)
#
1. German L.А., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 6, pp. 20–30.
2. Markvardt K.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zheleznyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1982, 528 p.
3. Instruktsiya po raschetu nalichnoy propusknoy sposobnosti zheleznyh dorog (Instructions for Calculating the Available Capacity of Railways). М.: Transport, 1991, 302 p.
4. Kartashov I.I., et al. Upravlenie kachestvom elektroenergii (Power Quality Management). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2006, 320 p.
5. Panfilov D.I., Shakaryan Yu.G., et al. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2017, No. 7, pp.78–82.
6. Ryzhov Yu.P., Nekukar A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 1, pp. 9–18.
7. Zarudskiy G.K., Radilov T.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2014, No. 1, pp. 2–11.
8. Tamazov A.I. Nesimmetriya tokov i napryazheniy, vyzyvaemaya odnofaznymi tyagovymi nagruzkami (The Asymmetry of Currents and Voltages Caused by Single-Phase Traction Loads). М.: Transport, 1965, 235 p.
9. Borodulin B.M., German L.A., Nikolaev G.А. Kondensatornye Ustanovki Elektrifitsirovannyh Zheleznyh Dorog (Condenser Installations of Electrified Railways). М.: Transport, 1983, 183 p.
10. Shenkman L.Z. MIIT. Trudy – in Russ. (MIIT. Proceedings), 1963, iss.166/2, pp.127–136.
11. Molin N.I. Uluchshenie rezhima napryazheniya tyagovoy seti peremennogo toka ustroystvami prodol'noy kompensatsii: avtoref. diss. … kand. tekhn. nauk (Improvement of the AC Traction Network Voltage Mode by Series Compensation Devices: autoref. diss. ... Cand. Sci. (Eng.)). М.: 1977, 20 p.
12. Mamoshin R.R. Povyshenie kachestva energii na tyagovyh podstantsiyah peremennogo toka (Improving Energy Quality at AC Traction Substations). М.: Transport, 1973, 224 p.
13. Mamoshin R.R., Zimakova A.N. Elektrosnabzhenie elektrifi-tsirovannyh zheleznyh dorog (Power Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1980, 296 p.
14. Shelom I.А. Prodol'naya emkostnaya kompensatsiya v otsa-syvayushchem provode tyagovoy podstantsii (Longitudinal Capacitive Compensation in the Suction Wire of the Traction Substation). М.: TsNIITEI MPS, 1969, pp. 22–34.
15. Pаt. RU2592862 C1. Sposob regulirovaniya napryazheniya na tyagovoy podstantsii peremennogo toka (Method of Voltage Regulation at an AC Traction Substation) / L.А. German, et al., 2016.
16. Korshunov V.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1965, № 1, pp. 23–29
17. Karaev R.I., VolobrinskiyS.D., Kovalev I.N. Elektricheskie seti i sistemy (Electrical Networks and Systems). М.: Transport, 1988, 326 p.
18. Varentsov V.M., Sorin B.P. Materialy VIII Mezhdunarodnogo simpoziuma «Eltrans-2015» – in Russ. (Materials of the VIII International Symposium "Eltrans-2015"), 2017, pp. 77–84.
19. German L.A., Karpov I.P. Intellektual'naya elektrotekhnika – in Russ. (Smart Electrical Engineering), 2021, No. 2 (14), pp. 15–25.
20. German L.A., Subhanverdiev K.S., German V.L. Avtomatiza-tsiya elektrosnabzheniya tyagovoy seti peremennogo toka. Chast' 1 (Automation of Power Supply of the Traction AC Network. Part 1). М.: FGBU DPO «UMTS ZhDT», 2020, 212 p.
21. STО RZhD No. 07.022.2-2015. [Electron. resource], URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=646626#eiD3RnSYLxEu7Jti (Date of appeal 08.08.2022)
2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982, 528 с.
3. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. М.: Транспорт, 1991, 302 с.
4. Карташов И.И. и др. Управление качеством электроэнергии. М.: Издательский дом МЭИ, 2006, 320 с.
5. Панфилов Д.И., Шакарян Ю.Г. и др. Малогабаритные устройства продольной компенсации для воздушных линий электропередачи. – Электротехника, 2017, № 7, с.78–82.
6. Рыжов Ю.П., Некукар А.Р. О возможности сооружения на линиях СВН устройств продольной емкостной компенсации без шунтирующих реакторов на выводах конденсаторных батарей. –Электричество, 2012, № 1, с. 9–18.
7. Зарудский Г.К., Радилов Т.В. Расчет установившихся режимов электропередачи сверхвысокого напряжения, оснащенной устройствами гибких электропередач. – Электричество, 2014, № 1, с. 2–11.
8. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемая однофазными тяговыми нагрузками. М.: Транспорт, 1965, 235 с.
9. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983, 183 с.
10. Шенкман Л.З. Продольная емкостная компенсация на стороне высокого напряжения трансформаторов тяговых подстанций. – МИИТ. Труды, 1963, вып.166/2, с. 127–136.
11. Молин Н.И. Улучшение режима напряжения тяговой сети переменного тока устройствами продольной компенсации: автореф. дисс. … канд. техн. наук. М.: 1977, 20 с.
12. Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях переменного тока. М.: Транспорт, 1973, 224 с.
13. Мамошин Р.Р., Зимакова А.Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1980, 296 с.
14. Шелом И.А. Продольная емкостная компенсация в отсасывающем проводе тяговой подстанции. М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1969, с. 22–34.
15. Пат. RU2592862 C1. Способ регулирования напряжения на тяговой подстанции переменного тока / Л.А. Герман и др., 2016.
16. Коршунов В.А. Продольная емкостная компенсация в тяговой сети. – Электричество, 1965, № 1, с. 23–29
17. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и системы. М.: Транспорт, 1988, 326 с.
18. Варенцов В.М., Сорин Б.П. Методика расчета продольной емкостной компенсации при заданных размерах движения поездов. – Материалы VIII Международного симпозиума «Элтранс-2015», 2017, с. 77–84.
19. Герман Л.А., Карпов И.П. Уточненный метод расчета токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока. – Интеллектуальная электротехника, 2021, № 2 (14), с. 15–25.
20. Герман Л.А., Субханвердиев К.С., Герман В.Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. Часть 1. М.: ФГБУ ДПО «УМЦ ЖДТ», 2020, 212 с.
21. СТО РЖД № 07.022.2-2015. Система тягового электроснабжения железной дороги переменного тока. Методика выбора мест размещения и мощности устройств продольной и поперечной компенсации реактивной мощности [Электрон. ресурс], URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=646626#eiD3RnSYLxEu7Jti (дата обращения 08.08.2022)
#
1. German L.А., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 6, pp. 20–30.
2. Markvardt K.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zheleznyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1982, 528 p.
3. Instruktsiya po raschetu nalichnoy propusknoy sposobnosti zheleznyh dorog (Instructions for Calculating the Available Capacity of Railways). М.: Transport, 1991, 302 p.
4. Kartashov I.I., et al. Upravlenie kachestvom elektroenergii (Power Quality Management). М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2006, 320 p.
5. Panfilov D.I., Shakaryan Yu.G., et al. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2017, No. 7, pp.78–82.
6. Ryzhov Yu.P., Nekukar A.R. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 1, pp. 9–18.
7. Zarudskiy G.K., Radilov T.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2014, No. 1, pp. 2–11.
8. Tamazov A.I. Nesimmetriya tokov i napryazheniy, vyzyvaemaya odnofaznymi tyagovymi nagruzkami (The Asymmetry of Currents and Voltages Caused by Single-Phase Traction Loads). М.: Transport, 1965, 235 p.
9. Borodulin B.M., German L.A., Nikolaev G.А. Kondensatornye Ustanovki Elektrifitsirovannyh Zheleznyh Dorog (Condenser Installations of Electrified Railways). М.: Transport, 1983, 183 p.
10. Shenkman L.Z. MIIT. Trudy – in Russ. (MIIT. Proceedings), 1963, iss.166/2, pp.127–136.
11. Molin N.I. Uluchshenie rezhima napryazheniya tyagovoy seti peremennogo toka ustroystvami prodol'noy kompensatsii: avtoref. diss. … kand. tekhn. nauk (Improvement of the AC Traction Network Voltage Mode by Series Compensation Devices: autoref. diss. ... Cand. Sci. (Eng.)). М.: 1977, 20 p.
12. Mamoshin R.R. Povyshenie kachestva energii na tyagovyh podstantsiyah peremennogo toka (Improving Energy Quality at AC Traction Substations). М.: Transport, 1973, 224 p.
13. Mamoshin R.R., Zimakova A.N. Elektrosnabzhenie elektrifi-tsirovannyh zheleznyh dorog (Power Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1980, 296 p.
14. Shelom I.А. Prodol'naya emkostnaya kompensatsiya v otsa-syvayushchem provode tyagovoy podstantsii (Longitudinal Capacitive Compensation in the Suction Wire of the Traction Substation). М.: TsNIITEI MPS, 1969, pp. 22–34.
15. Pаt. RU2592862 C1. Sposob regulirovaniya napryazheniya na tyagovoy podstantsii peremennogo toka (Method of Voltage Regulation at an AC Traction Substation) / L.А. German, et al., 2016.
16. Korshunov V.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1965, № 1, pp. 23–29
17. Karaev R.I., VolobrinskiyS.D., Kovalev I.N. Elektricheskie seti i sistemy (Electrical Networks and Systems). М.: Transport, 1988, 326 p.
18. Varentsov V.M., Sorin B.P. Materialy VIII Mezhdunarodnogo simpoziuma «Eltrans-2015» – in Russ. (Materials of the VIII International Symposium "Eltrans-2015"), 2017, pp. 77–84.
19. German L.A., Karpov I.P. Intellektual'naya elektrotekhnika – in Russ. (Smart Electrical Engineering), 2021, No. 2 (14), pp. 15–25.
20. German L.A., Subhanverdiev K.S., German V.L. Avtomatiza-tsiya elektrosnabzheniya tyagovoy seti peremennogo toka. Chast' 1 (Automation of Power Supply of the Traction AC Network. Part 1). М.: FGBU DPO «UMTS ZhDT», 2020, 212 p.
21. STО RZhD No. 07.022.2-2015. [Electron. resource], URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc&base=EXP&n=646626#eiD3RnSYLxEu7Jti (Date of appeal 08.08.2022)
