![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока
.pdfО |
0,1 0,2 |
0,3 0,f Ig |
П |
0,1 0,2 |
0,3 0,4 |
0,5 |
If |
|
|
|
Рис. |
4-11 |
|
|
|
деляется разностью площадок |
кривой «с(Ѳ), расположенных снизу |
||||||
и сверху от оси времени на участке между |
Ѳх и Ѳ2 . |
|
|
||||
На |
рис. 4-14 и 4-15 приведены зависимости коэффициента мощ |
||||||
ности |
% и cos ц>1 |
электровоза |
по отношению к источнику |
питания |
|||
при наличии ПЕК соответственно в зависимости от It, |
кпд. |
Здесь же |
штриховой линией показаны эти зависимости при отсутствии ПЕК. Как видно из рис. 4-14 и 4-15, значения коэффициента мощности во всем диапазоне нагрузок ниже значений cos фх . При этом % не
удается повысить при помощи ПЕК более чем 0,885 (значения % и coscp для q = 0,8 к здесь не учитываются, так как при q = 0,8 к напряжения за емкостью ПЕК превышают максимально допусти мые значения), a cos срх — до 0,943. В зависимости от к, g и It коэффициент мощности при ПЕК увеличивается на величину 0,005—0,16.
Увеличение % и cos <рх складывается из двух составляющих: пер вая определяется изменением коэффициента мощности собственно
электровоза при наличии ПЕК, а вторая — падением |
напряжения |
на емкости ПЕК и снижением угла сдвига фаз между |
напряжением |
источника питания и током электровоза. Для выявления удельного веса каждой из этих составляющих на БЭСМ-4 были дополнительно рассчитаны значения коэффициента мощности собственно электро воза %эс> т. е. его коэффициент мощности за ПЕК. Данные расчетов приведены на рис. 4-16—4-19 для к — 0,03 -г-0,4; q = 0,1 к; 0,3 к; 0,5 к; 0,8 к; S = 0,2; 0,4; 0,6. Здесь же штриховой линией построены значения % для электровоза при отсутствии ПЕК при тех же зна
чениях к и S. Как видно |
из рисунков, |
собственный коэффициент |
|
мощности %эс электровоза |
изменяется |
и при q — 0,1 |
К т 0,5 к |
не увеличивается более 0,075. При средних нагрузках |
увеличение |
101
|
|
S = 0,6 |
C733 |
|
|
|
|
||
|
|
K'0,03 |
|
|
0,075 |
|
|
|
0,075 |
\050 |
|
i |
|
0,050 |
|
ï 1 |
0,3K;O,5K |
||
0,025 |
/ |
|
|
0,025 |
|
0,1 |
ît |
0 |
0 |
0,1 0,2 0,3 0,4 / / 0 |
S-0,0
H=0,05
il
4=0,1, B,8K / J
0,1 |
In |
0 |
0,1 0,2 |
0,3 0,t // 0 |
0,1 0,2 0,3 0,4 Ц |
Рис. |
4-12 |
|
Хэс |
составляет всего 0,01—0,03 и при технических расчетах может |
не |
учитываться. |
|
Следовательно, увеличение коэффициента мощности электровоза |
при наличии ПЕК в основном определяется снижением угла сдвига фаз между током и напряжением источника питания благодаря па дению напряжения на емкости ПЕК. Однако улучшение коэф
фициента мощности при наличии |
ПЕК не означает приемлемого |
||
с технико-экономических |
позиций |
его повышения, ибо в соответ |
|
ствии с рис. 4-14 при к = |
0,03н-0,2 |
и q = 0,1 к -ь- 0,5 к коэффициент |
|
мощности увеличивается |
незначительно, а при к = 0,3 - ь0,4 |
коэф |
|
фициент мощности электровоза во всем диапазоне его работы |
хоть |
102
и заметно возрастает, но колеблется в пределах 0,55—0,78 и его повышение все равно требует проведения дополнительных меро приятий.
На рис. 4-20 приведены |
зависимости Рве = |
/ (It, к, q) — сплош |
ные линии и Рв = / (It, |
к) — штриховые. |
Сравнение кривых |
Рве при наличии ПЕК с соответствующими кривыми Рв в естествен ном режиме работы показывает, что при к = 0,03-^0,3 наличие ПЕК не обеспечивает существенного увеличения реализуемой электровозом мощности в рабочем диапазоне его работы. Разница в реализуемых мощностях лежит в пределах 0—20%. Несколько большее влияние на реализуемую электровозом мощность оказывает
ПЕК, |
когда к = 0,40. При значении /в « 0,5 и более (рис. 4-20) и |
|
9^0, 5 |
к ПЕК повышает реализуемую электровозом |
мощность до |
30%. |
Однако такой режим работы, например для |
электровоза |
ВЛ60К |
при движении его на 33-й позиции, соответствует индуктив |
ному сопротивлению анодной сети (приведенному к напряжению 27,5 кв), равному 51,6 ом. Такие сопротивления анодной сети соот ветствуют аварийным режимам (выпадение подстанций) и мало вероятным режимам ведения поездов на 33-й позиции с нагрузкой часового режима на однопутных дорогах и использованием полной пропускной способности. Если учесть, что в таких режимах на под станциях должны включаться оба тяговых трансформатора сум
марной |
мощностью |
50 Мва |
и более, |
то даже для этих режимов |
|||||||
хи |
= |
51,6 ом является величиной, имеющей смысл только как пре |
|||||||||
дельное |
расчетное |
значение |
анодного |
сопротивления электровоза |
|||||||
в |
кратковременных |
|
вынужден |
|
|||||||
ных |
режимах. При экономичес |
|
|||||||||
ких |
расчетах, |
соответствующих |
|
||||||||
нормальному |
режиму |
работы |
|
||||||||
дороги, |
анодные |
идуктивные со |
|
||||||||
противления |
значительно мень |
|
|||||||||
ше |
|
и соответствуют |
к = 0,03-f- |
|
|||||||
-f- |
0,20. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для |
большей |
наглядности |
|
|||||||
на |
рис. 4-21 |
и 4-22 |
приведены |
|
|||||||
зависимости РвС и Рв от выпрям |
|
||||||||||
ленного |
тока |
электровоза, |
но |
|
|||||||
выраженного |
в |
|
именованных |
|
|||||||
единицах. |
Здесь |
|
все |
расчеты |
|
||||||
выполнены |
|
для |
электровоза |
|
|||||||
ВЛ60К на 33-й |
позиции. Как |
|
|||||||||
видно из |
этих |
рисунков, |
при |
|
|||||||
к = 0,03 -г- 0,2 электровоз в ес |
|
||||||||||
тественном режиме может реали |
|
||||||||||
зовать |
значительную |
|
активную |
|
|||||||
мощность |
и никаких |
|
ограниче |
|
|||||||
ний по мощности |
не наблюдает |
|
|||||||||
ся. |
Так, |
например, |
даже |
при |
Рис. 4-13 |
103
Рис. 4-14 |
Рис. 4-15 |
а о) 0,2 0,3 (?,</ І( |
0 0,1 0,2 0,3 ОХ Oß I* |
Рис. 4-17
О 0.1 0,2 0,3 ОЛ Ii |
0 |
0,1 0,2 0,3 0,4 6 t 1$ |
Рис. |
4-18 |
Рис. 4-19 |
О |
0,1 |
It |
0 |
0,1 |
If |
0 |
0,1 |
0,2 |
I s * |
|
|
Рис. |
4-20 |
|
|
|
к = 0,20 (соответствует хп |
= 25,8 |
ом) и Iв = |
540 а электровоз в ес |
|||
тественном |
режиме может |
реализовать |
мощность свыше 9 |
Мет и |
||
эта точка |
зависимости Рв |
== / (/в, к) |
еще |
находится до |
перегиба |
кривой. Возможность несколько большей активной мощности при наличии ПЕК не является существенным преимуществом ПЕК, так как в такой мощности нет практической необходимости. Следова тельно, в нормальных режимах при к ^0,20 и ^ ^ 0 , 5 ПЕК несуще ственно влияет на реализуемую электровозом активную мощность и необходимости в повышении этой мощности, с точки зрения устой чивой работы электровоза, нет.
О |
250 |
500 |
750 |
l'a |
Рис. 4-22
При 0,20 ^ к ^ 0 , 4 0 роль ПЕК, как средства повышения мощно сти, реализуемой электровозом, возрастает. Это наглядно видно из
рис. 4-21 |
и 4-22. |
На этих |
рисунках для к = 0,30 и 0,40 |
кривые за |
|
висимости |
Р в с |
= |
/ ( / в , к) |
построены в одних и тех же |
пределах |
0 , 3 5 ^ £ д ^ 0 , 8 5 |
для q — 0; 0,1 к; 0,3 к; 0,5 к. Точки, соответствующие |
El = 0,35, обведены кружками и соединены для наглядности штрихпунктирной линией. Как видно из этих зависимостей, наличие ПЕК при к = 0,3 и q -— 0,5 к позволяет устойчиво реализовать мощность
около 10 Мет, |
а при отсутствии |
ПЕК |
реализуемая электровозом |
||||
мощность составляет 6 Мет. |
В тех же |
условиях, но при |
к = |
0,40 |
|||
ПЕК позволяет |
реализовать |
мощность |
около 7,95 |
Мет, |
а при |
от |
|
сутствии ПЕК — всего 4,7 |
Мет. |
Для |
к = 0,40 |
при q = 0,5 |
к и |
расчетном длительном токе через ПЕК, близком к 600 а, это требует установки ПЕК мощностью 9300 квар, что, конечно, нуждается в серьезных технико-экономических обоснованиях.
Таким образом, в аварийных условиях и вынужденных режи мах ПЕК обеспечивает возможность значительного повышения реа лизуемой электровозом мощности, а так как эти режимы кратковременны, то не исключено, что в определенных условиях было бы це лесообразно устанавливать на подстанциях и в тяговой сети батареи конденсаторов, используемые в нормальных условиях в качестве установок поперечной компенсации, а в аварийных и вынужден ных — переключаемые на работу в режиме ПЕК.
Физический процесс установившегося |
режима |
|
работы преобразовательного электровоза |
при |
ПЕК |
Период проводимости соответствует значению |
O j ^ O ^ O g |
(рис. 4-23). В течение этого периода схема содержит один контур (рис. 4-24, а) и описывается следующим дифференциальным урав нением:
UusmQ = x |
n |
? ^ |
+ i1(B)Rn + ±^i1{Q)dQ |
+ |
+ |
* |
в |
^ + Яв*і(Ѳ) + £д. |
(4-13) |
На рис. 4-23 в |
масштабе по данным расчета на БЭСМ-4 построены |
кривые токов и |
напряжений для случая к = 0,1; Е*А = 0,65; |
q = 0,5 к. Для большей наглядности три составляющих правой
части |
уравнения |
(4-13) на рис. 4-23, |
б построены в масштабе 5 : 1 . |
||||||
Здесь и*пі |
(Ѳ), UR\ (Ѳ) и «ci (Ѳ) соответствует |
трем |
первым членам |
||||||
правой части уравнения (4-13). 1-й член — и*пЛ |
(Ѳ), знак и величина |
||||||||
которого |
зависят |
от производной по току |
і* (Ѳ), |
положителен на |
|||||
участке |
Ѳ х |
^ Ѳ ^ |
Ѳм . |
|
|
|
|
||
В |
точке |
Ѳ = |
Ѳм |
он становится |
равным |
|
нулю, так как здесь |
||
d* (Ѳ) |
|
|
|
d-* (Q) |
|
|
|
||
••'dQ |
= 0 . |
При |
Ѳ М ^ Ѳ ^ Ѳ 2 производная |
г |
і ^ |
отрицательна и |
109