5.2.2 Преобразование энергии рекуперации на подстанциях

Рассмотрим второй случай. Пусть имеются Р и подстанция с инверторным агрегатом, а тяговые нагрузки находятся за пределами досягаемости Р. Инверторный агрегат в отличие от выпрямительного преобразует энергию постоянного в энергию переменного тока. Обычно на подстанциях участков с рекуперативным торможением устанавливают два выпрямительно-инверторных агрегата, которые в нормальных усло­виях служат в качестве выпрямителей, а в режиме рекуперации переключаются на работу в инверторном режиме.

Рассмотрим внешнюю характеристику подстанции в выпрями­тельном и инверторном режимах (рисунок 5.2.2.1).

В выпрямительном режиме все агрегаты, включая выпрямительно-инверторный агрегат, имеют сопротивление (с учетом внешней питающей сети) R_B меньшее, чем сопротивление одного выпрямительно-инверторного агрегата R_a в режиме инвертирования. Поэтому наклон характеристики 1 (в режиме выпрямления) меньший, чем наклон характеристики 2 в режиме инвертирования. Наклонный характер характеристики 1 с ростом тягового тока очевиден, так как источником энергии является подстанция, нагрузкой — трамваи. Подъем характеристики 2 с увеличением инвертируемого тока I_P становится понятным, если учесть, что источником энергии становится Р, а потребителем — подстанция с сопротивлением R_И. Следовательно, Р должен генерировать такую Е_др, чтобы она уравновешивала напряжение холостого ходаU₀' и потерю напряжения в сопротивлении подстанции R_и под действием тока I_P.

Работа в инверторном режиме начинается с момента, когда под действием Р в тяговой сети и на шинах подстанции устанавливается напряжение холостого ходаU_Q.Если нет тяговых нагрузок, то Р, вызывая работу подстанции в инверторном режиме, должен ещё повысить напряжение до U₀'.

Рисунок 5.2.2.1 - Внешняя характеристика подстанции в выпрямительном и

инверторном режимах

Напряжение U₀' является уставным для переключения выпрямительно-инверторного агрегата в инверторным режим. Уставка U₀' делается большей, чем U_о, во избежание случайного переключения инвертора. Дальнейшее повышение э. д. с. Р ведет к увеличению рекуперируемого Р тока, проходящего через инвертор.

Рассмотрим схему взаимодействия Р с подстанцией (рисунок 5.2.2.2, а) схему замещения (рисунок 5.2.2.2, б), здесь R — полное сопротивление цепи от Р до шин подстанции, включая внутреннее сопротивление Трамвая. В отличие от работы Р на Т, здесь ток инвертора является линейной функцией э. д. с. Р и напряженияU₀'

_. (5.2.2.1)

Это выражение легко привести к следующему виду

_(5.2.2.2)

Левая часть уравнения представляет собой прямую 2 на рисунке 5.2.2.1. Если теперь построить кривую 2 (рисунок 5.2.2.3) и в этом же квадранте построить правую часть уравнения для э. д. с. Р, равной E_ДР1, то пересечение прямых 2 и y₁= E_ДР1-I_РR в точке, а однозначно графически определяет то значение тока I_P1, которое удовлетворяет уравнению. Ток I_P1 при данном значении E_ДР1 будет протекать через инвертор. Если необходимо повысить ток ин­вертора, то следует с помощью тока возбуждения увеличить э. д. с. Р до E_ДР2 .

Рисунок 5.2.2.2 - Схемы питания (а) и заземления (б) системы подстанция -рекуперирующий трамвай

Рисунок 5.2.2.3 - Зависимость тока инвертора от э. д. с. рекуперирующего

трамвая