Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системы и элементы теории автоматического регулирования напряжения в тяговом электроснабжении. Учебное пособие
.pdf
станции формируется команда на включение на тяговой под станции
инверторного агрегата.
В табл. 9.1 представлен материал работы системы АСНТп на тяговой
подстанции Колюткино Свердловской ж. д. по передаче энергии рекуперации через шины подстанции на соседние межподстанционные зоны.
t, мин
I, A
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
U, B
3600
3200
2800
2400
1
2
0
1
2 3
4
5
6 7
Рис. 9.17. Копии лент самопишущих киловольтметра — 1
и килоамперметра — 2 при I
= 2000 А
уст
Появление рекуперирующего электровоза на фидере № 4 чет-
ного пути между тп Колюткино и пс Марамзино (ток рекуперации
по Ф4 составил 800 А) вызвало снижение тока управления Iу2 реактора РТДП-6300/10 до 1 А и умень шение напряжения преобразователя до напряжения холостого хода. Преобразо ватель сбросил нагрузку
до нуля. Одновременно за счет напряжения рекуперирующего электровоза напряжение на шинах повысилось до 3,7—3,75 кВ, обеспечив переток энергии рекуперации через шины подстанции на зону
тп Колютки но — пс Марамзино по ФЗ —100 А и на зону тп Колюткино — пс Хризолитовый по Ф1 — 700 А. При этом напряжение на
пс Хризолитовый поддерживается на уровне 3,47 кВ, и из-за отсутствия значительной тяговой нагрузки напряжение на пс Марамзино повышается до 3,6 кВ.
4. Проверка ограничения тока фидера (тяговой подстанции) при
пропуске скоростных или тяжеловесных поездов была осуществлена
и проверена в экс плуатационных условиях на трех тяговых подстанциях: Камышлов, Аксариха, Ощепково двухпутного участка Богданович — Тюмень Свердловской железной дороги в 1987 году.
На рис. 9.17 представлены копии лент самопищущих киловольт-
метра и килоамперметра, установленных на тяговой подстанции
151
Аксариха. Автоматиче ским понижением (регулированием) напряжения преобразовательного агрегата ток максимально нагруженного фидера был ограничен и не превышал ток уста новки 2000 А. После снижения тока фидера менее 2000 А напряжение регулиру емого
преобразовательного агрегата возвратилось к установленному уровню стабилизации 3600 В.
Ограничение тока фидера тяговых подстанций при управляемом
тяговом электроснабжении производится не только для недопущения отключения фи дерных автоматов при достижении тока по фидеру тока уставки автоматиче ских выключателей, но и для ограничения
и регулирования токов по проводам контактной сети. Эта проблема
возникает при организации тяжеловесного гру зового и скоростного
пассажирского движения поездов и требует, соответ ственно, изменения схемы алгоритма работы шкафов ШАУН.
На участке с тяжелым горным профилем пути Вогулка — Бойцы
направ ления Екатеринбург — Пермь проведены расчеты управляемой системы тягово го электроснабжения с регулируемыми преобразовательными трансформатора ми ТРДП-16000/10. На участке обращаются с восьмиминутным интервалом по езда массой в нечетном
направлении 6300 т, в четном — 4500 т с электровозами 1,5хВЛ11.
Расчеты выполнены ДЭЛ Свердловской ж. д. с использованием программы «Кортес», принятой для железных дорог ОАО «РЖД».
Многовариантные расчеты системы тягового электроснабжения
выпол нены с режимами тяговых подстанций: без регулирования напряжения с напряжением холостого хода 3500 В (режим 1); со стабилизацией напряжения (система БАРН) на уровнях 3500 В (режим 2),
3600 В (режим 3), 3700 В (режим 4).
Результаты расчетов показывают, что мощная система тягового
электро снабжения постоянного тока 3,0 кВ с системой БАРН на тяговых подстанциях с уровнями стабилизации напряжения 3600 В и 3700 В
обеспечивают пропуск поездов на участке, а система без БАРН с напряжением холостого хода 3500 В и с БАРН со стабилизацией напряжения на уровне 3500 В не обеспечивают пропуск поездов на участке.
Пропуск по участку поезда массой 9000 т мощным электровозом
1,5х2ЭС10 был обеспечен системой БАРН с уровнем стабилизации
3700 В. В настоящее время в условиях эксплуатации на регулируемых
тяговых подстан циях направления Екатеринбург — Пермь — Балезино установлен уровень стаби лизации напряжения 3650 В.
Необходимо отметить, что система БАРН имеет запас по мощности по вышением уровня стабилизации напряжения до 3800 В.
152
Глава 1
1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.
2. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог
Российской Федерации ЦЭ−462. − М. : Транспорт, 1997. − 79 с.
3. Котельников А. В. Основные требования к системам и устройствам
тягового электроснабжения скоростных и высокоскоростных магистралей / А. В. Котельников ; под ред. А. Б. Косарева// Новое в хозяйстве электроснабжения. — М. : Интекст, 2003. — 143 с.
4. Котельников А. В. Электрификация железных дорог. Мировые тенденции и перспективы / А. В. Котельников. — М. : Интекст, 2002. — 104 с.
5. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 / под
ред. К. Г. Марквардта. − М. : Транспорт, 1980. − 256 с.
Глава 2
1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи : учебник / Л. А. Бессонов. — 11-е изд. перераб. и доп. —
М. : Гардарики, 2006. — 701 с.: ил.
2. Теоретические основы электротехники : В 3 т. / К. С. Демирчан,
Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. — 4-е изд. — СПб. :
СП, 2003.
3. Миронов В. Г. Теория электрических цепей / В. Г. Миронов, П. А. Бутырин. — М. : Наука, 2005.
4. Петров Г. Н. Электрические машины. Ч.1 / Г. Н. Петров. — М. : Энергия, 1974.
5. Фишлер Я. Л.Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Я. Л. Фишлер, Р. Н. Урманов, Л. М. Пестряева. — М. :
Энергоатомиздат, 1989. — 320 с. : ил. — (Трансформаторы ; Вып. 41).
6. Урманов Р. Н. К теории регулирования напряжения трансформатора
дросселями насыщения / Р. Н. Урманов, Е. М. Ветлугин // Изв. вузов. Электромехника. — 1965. — № 2. — С.146—157.
7. Автоматическое бесконтактное регулирование напряжения на шинах тяговой подстанции постоянного тока / Р. Н. Урманов, Я. Л. Фишлер, М. И. Клейнерман, Б. А. Аржанников // Режимы регу лирования
напряжения в электрических сетях : Всесоюз. науч. конф. — Рига,
1968. — 20 с.
153
8. А.С. 838668 СССР, МКИ G05F 1/14, Н02Р 13/16. Устройство для регулирования переменного напряжения / Б. А. Аржанников, Р. Н. Урманов, Я. Л. Фишлер, В. С. Шлентов (СССР). — № 2815966/24-07 ;
заявл. 17.09.79 ; опубл. 15.06.81. Бюл. № 22. — 2 с. : ил.
9. Пат. РФ № 2339992 на изобретение, МПК G05FD 1/14. Устройство
для регулирования переменного напряжения / Б. А. Аржанников —
№ 2007141901/09 ; заявл. 12.11.2007 ; опубл. 27.11.2008. Бюл. № 33 —
6 с.: ил.
10. Пат. РФ № 2274945 на изобретение, МПК Н02Р 13/06, G05F 1/20. Способ переключения ответвлений обмотки трансформатора и устройство
для его осуществления / Б. А. Аржанников, Л. А. Фролов, А. Н. Штин —
№ 2004127325/22 ; заяв. 13.09.04 ; опубл. 27.11.04. Бюл. № 33 — 6 с. : ил.
11. Засорин С. Н. Регулируемый преобразователь на тиристорах для повышения напряжения в контактной сети железных дорог постоянного тока / С. Н. Засорин, В. М. Бабаева // Труды МИИТа. — М. : Транспорт. Вып. 302. — 1969.
12. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций / С. Д. Соколов [и др.]. — М. : Транспорт, 1979.
13. А.С. 490239 СССР, МКИ3 Н02 7/06; 05 1/64. Регулируемая преобразовательная установка / Н. А. Карш, Г. М. Рубашов, В. М. Черников, А. Н. Емцев (СССР) // Открытия. Изобретения. — 1975 — № 40.
14. Аржанников Б. А. Вольтодобавочные устройства тяговых под станций /
Б. А. Аржанников, Р. Н. Урманов, Я. Л. Фишлер и др. // Электрическая и тепловозная тяга. — 1989. — № 8. — С. 44—46.
15. А.С. 152894 СССР, МКИ В61М, Кл.20 к.5. Система электроснаб жения
электрических железных дорог / Т. П. Третьяк (СССР) // Открытия.
Изобретения. — 1963. — № 3.
16. Энергоснабжение контактной сети постоянного тока с питанием повышенным напряжением преобразователя по усиливающему проводу /
А. А. Федотов, С. Н. Васильев, А. В. Мизинцев [и др.] // Материалы
2-го международного симпозиума. — СПб. : ПГУПС, 2003.
Главы 3—7
1. Бесекерский В. А. Теория автоматического регулирования / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. − М. : Наука, 1970. − 767 с. : ил.
2. Попов Е. П. Автоматическое регулирование и управление /Е. П. Попов. – М. : «Наука», 1966. — 388 с. : ил.
3. Цыпкин Я. З. Теория релейных систем автоматического регулирования / Я. З. Цыпкин. — М.: Гостехиздат, 1955. — 456 с. : ил.
4. Юревич Е. И. Теория автоматического управления: учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений / Е. И. Юревич. — Изд. 2-е, перераб.
и доп. — Л. : Энергия, 1975. — 416 с. : ил.
154
5. Основы автоматического регулирования и управления : учеб. пособие для неэлектротехн. специальностей вузов / под ред. В. М. Пономарева и А. П. Литвинова. — М. : Высшая школа, 1974 — 439 с. : ил.
Глава 8
1. Моченов И. Г. Результаты опытной эксплуатации устройств автоматического регулирования напряжения на подстанциях / И. Г. Моченов // Тр. ин-та // ЦНИИ МПС. — М. : Трансжелдориздат, 1963. —
Вып. 250. — С. 56—80.
2. К математическому описанию САР напряжения преобразовательного агрегата тяговой подстанции / Б. А. Аржанников, В. Н. Малышев, В. Ф. Козлов, Р. Н. Урманов // Труды УЭМИИТ. — 1971. —
№ 30 — С. 13—22.
3. А. С. 1220955 СССР. МКИ В60М 3/02. Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети / Б. А. Аржанников, В. С. Попов, В. И. Сипкин, Н. А. Соколов, Р. Н.Урманов;
УЭМИИТ (СССР). — № 3814509/27-11 ; заявл. 17.10.84 ; опубл.
30.03.86. Бюл. № 12. — 4 с. : ил.
4. A.C. 1444185 СССР. МКИ В60М 3/02. Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети / Л. А. Фролов,
Б. А. Аржанников, В. И. Сипкин; УЭМИИТ (СССР). — № 4249107/27−
II ; заявл. 26.05.87 ; опубл. 15.12.88. Бюл. № 46. — 6 с. : ил.
5. Пат. РФ № 32379203 на изобретение, МПК В60М 3/02, Н02М 5/257.
Устройство для автоматического регулирования напряжения в контактной сети / Б. А. Аржанников, Л. А. Фролов — № 2008117238/11;
заявл. 29.04.2008 ; опубл. 20.01.2010. Бюл. № 2. — 8 с. : ил.
155
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение П.1
Основные параметры тяговых трансформаторов
и управляемых реакторов
Таблица П.1.1
Основные параметры тяговых трансформаторов
Контактное
регулирование
Параметры
, кВ 3,7 − 3,2 3,76 (3,25) 3,76 (3,23) 3,72 (3,21) 3,8 (3,3)
U
н
d
I
, А 3000 3000 3200 3200 3200
н
d
, кВ 110 ± 2х2,5 % 36,75 ± 5 % 10,5 ± 5 % 10,5 ± 5 % 10,5 ± 5 %
U
л
1
, А 69,9 209 (175) 738 (653) 795 (657) 738 (627)
I
л
1
, кВА 12 750 13 285
S
н
1
, В 3 405 3 616
U
ф
2
, А 867 867 924 2620 2610
I
л
2
U
% 12,5 6,25 (7,7) 6,69 (8,35) 7,97 (7,87) 8,19 (8,05)
K1
РНТ-13
ТДРУНГ-
20000/110
ТДПУ-
20000/35
(11 180)
Потери
в кВт:
P
xx
P
кз
36,2 35,4 (23,2) 29,7 (18,9) 17,9 (17,9) 18,7 (10,9)
104 132 (126) 124,6 (117,6) 87,7 (82,6) 84,2 (80,3)
Масса, кг:
меди 5 810 4 160 4 880 3 804 3 233
стали 14 600 12 760 13 200 10 324 10 324
активной
части 24 900 20 100 23 900 18 000 16 000
масла 20 600 11 550 12 000 6 450 6 450
Общая масса 59 000 40 100 45 000 37 000 29 000
Примечание. В скобках указаны параметры трансформатора с числом вит-
ков первичной обмотки w
+ w1α.
1β
Бесконтактное регулирование
ТДПУ-
20000/10
14 300
(11 900)
3 637 (3 031) 1 845
(3 045)
ТДП-
16000/10
14 400
(11 950)
(1 530)
ТРДП-
16000/10
13 430
(11 400)
857 (726)
156
a
2
1
б
Рис. П.1.1. Общий вид регулируемых преобразовательных
трансформаторов и управляемого реактора:
трансформатор для нулевой (шестипульсовой) ТДПУ-20000/10ЖУI (а, 1);
мостовой (двенадцатипульсовой) ТРДП-16000/10ЖУI (б) схемы
выпрямления; реактор РТДП-6300/10 (а, 2) типа УР1-УР2
157
Основные параметры управляемых реакторов
Таблица П.1.2
Параметр
, кВА
S
р. устан
, В
U
рф
= 0
I
у
= 45 А
I
у
, А
I
рф
, А 45 ± 5 % 45 ±5 % - 45 ± 5 %
I
ун
, кВт 10 10 - 10
Р
ун
РТДП-6300/35 РТДП-6300/10 РТДП-6300/10
УР1-УР2 УР1-УР2 НР1 УР2
2935x2
(2985х2)
4400
(7700)
1080
(1870)
225
(129)
3132x2
(3139х2)
1333
(2310)
400
(690)
783
(453)
1125 3130
1500
(2604)
-
250
(144)
1333
(2310)
400
(690)
783
(453)
Потери, кВт:
в стали 16 (16) 17,6 (17,6) 10,23 (10,23)
в меди 25,5 (25,5) 25,2 (25,2) 24,8 (25,2)
Масса, кг:
стали 8400 8460 920 4230
меди 2096 2224 185 1112
масла 6000 8200 6000
Примечания: 1. В скобках указаны параметры реакторов для схемы
соединения сетевой обмотки трансформатора — Д.
2. Для управления реакторами применяется постоянный ток.
158
а
Реакторы РТДП-6300/10 УХЛ1
УР1-УР2(2)
Трансформатор
ТДП-16000/10ЖУ1(1)
НР1-УР2(3)
б
Рис. П.1.2. Общий вид регулируемого преобразовательного
трансформатора и управляемых реакторов:
трансформатор для трехфазной мостовой шестипульсовой схемы
выпрямления — ТДП-16000/10ЖУI (а, 1); реакторы РТДП-6300/10 типа
УР1-УР2 (а, 2), типа HPI-УР2 (а, 3), выемная часть реактора HPI-УР2 (б)
159
Приложение П.2
Ω
,
w
R
UE
Пример линеаризации уравнения генератора постоянного тока
а
I
в
U
в
В
L
в
R
н
U
R
н
б
Ф
Ф
о
Рис. П.2.1. Схема генератора (а) и график зависимости Ф (Iв) (б)
Такой генератор может входить в САР в качестве электромашин-
ного усилителя мощности.
Входной величиной генератора в данном случае является напря-
жение возбуждения Uв, выходной – напряжение генератора — U.
Ω — скорость вращения якоря и Rн — сопротивление нагрузки
примем постоянным.
Реакция якоря предполагается скомпенсированной и не учиты-
вается.
Напряжение генератора
0
=
RR
+
à
160
I
I
во
н
,
(П.2.1)
н
в
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]