Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Мамошин Р.Р. Повышение качества энергии на тяговых подстанциях дорог переменного тока

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.75 Mб
Скачать

О

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 « 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ