2.7.2. Симметрирование токов в фазах питающей сети.

Для симметрирования токов питающей трёхфазной сети меняют на ТП подключение фаз трансформатора к фазам питающей сети. Это приводит к чередованию сочетаний наиболее загруженных фаз. Для этой цели используется встречное чередование загрузки фаз. Чередование фаз ЛЭП на трансформаторе выполняется следующей: АВС (I), ACB (II), BCA(III), BCA(III), ACB(II), ABC(I). Встречное чередование загрузки фаз ЛЭП позволяет иметь три типа подстанций I, II, III. При этом первый и третий тип подстанции сдваиваются в цикле чередования.

На рис. 7, 8, 9 приведены схемы питания и векторные диаграммы для I, II, III типов подстанции. На рис. 10 приведена схема питания группы тяговых подстанций с трёхфазными трансформаторами « звезда – треугольник» группа 11 и их векторные диаграммы рис. 11. Схема обеспечивает:

Уменьшение несимметрии тока в сети внешнего электроснабжения.
Параллельную работу тяговых трансформаторов смежных подстанций по КС.
Однотипное конструктивное выполнение РУ 27, 5 кВ: присоединение фазы С трансформатора к тяговому рельсу на всех ТП.
Использование стандартной схемы соединения обмоток «звезда – треугольник» с группой 11.

МПЗ, у которых тип подстанций сдваиваются, ТП I – ТП1 питается напряжением опережающей фазы, а между подстанциями ТП III – ТП III типа – напряжением отстающей фазы. Режим напряжения МПЗ I – I имеет лучший уровень напряжения, чем МПЗ III – III.

Для обеспечения симметрирования тока в центре питания для одностороннего питания ЛЭП достаточен цикл из трёх подстанций I, II, III типов, а при двустороннем питании ЛЭП – цикл из шести подстанций I, II, III, III, II, I. При этом полное симметрирование тока обеспечивается только при равных токах и их угловых сдвигов на всех ТП.

За полный цикл чередования шести ТП в КС подаётся четыре напряжения: -U_C(- K), U_A(Ж), -U_B(- З), U_C(K).

Условие симметрирования – К_I₂= 0, К_I₂= I₂/I₁; I₂= 0.

Ток прямой последовательности I_A₁ = 1/3 ( I_A+ α I_B+ α² I_C);

Ток обратной последовательности I_A₂ = 1/3 ( I_A+ α² I_B+ α I_C) ,

где α = е ^j¹²⁰ = е^-^j²⁴⁰= - ½ + J√3/2 ; α²= е^j²⁴⁰= е ^-^j¹²⁰ = - ½ - J√3/2.

На рис. 13 приведена векторная диаграмма расположения I₂_A и изменение фазы ТОП I_2Апри встречном чередовании загруженных фаз для группы из трёх тяговых подстанций. ТОП для каждого типа подстанции поворачивается на 120 эл. град. Это обеспечивает симметрирование токов в центре питающей сети ЛЭП при одностороннем питании. При двустороннем питании ЛЭП необходим цикл из 6 тяговых подстанций. Расположение векторов ТОП приведена на рис 12. Геометрическая сумма I₂в центрах питания А и В в этом случае равна нулю.