Оптимізація режиму напруги
При підвищенні напруги на шинах змінного струму, що живлять перетворюючі агрегати, зверху номінальної напруги мережевої обмотки перетворюючого трансформатора споживання реактивної потужності випрямлячем зростає. Це пов'язано із збільшенням струму холостого ходу і реактивної потужності намагнічення трансформатора.
Рис. 13.44.Зміна реактивної потужності Q випрямного агрегату з трансформатором ТМРУ-16000/10 залежно від відносного рівня первинної напруги і струму навантаження Id
Розрахунки, виконані з урахуванням
кривої намагнічення трансформаторної
сталі, показують (рис. 13 .44), що при
підвищенні напруги, наприклад на 10%
(
=
1,1), реактивна потужність, що споживається
агрегатом при струмі 3000 А зростає на
30% в порівнянні з режимом номінальної
напруги (
=
1).
В результаті експериментальних досліджень встановлено, що із збільшенням середньої випрямленої напруги на шинах тягових підстанцій з 3400 до 3700 В за допомогою перемикання відведень знижувального трансформатора підстанції знижується з 0,91-0,93 до 0,82-0,85.
Аналогічне явище відбувається в тих випадках, коли при номінальній напрузі на шинах 6; 10 і 35 кВ перемикачі відведень перетворюючих трансформаторів встановлені в положення III. При цьому зростає струм холостого ходу перетворюючих трансформаторів, що погіршує енергетичні показники тягової підстанції.
Для зниження споживання реактивної потужності необхідно встановлювати перемикачі відведень перетворюючих трансформаторів в таке положення, при якому напруга, вказана на щитку трансформатора для цього відгалуження, найбільш близьке соответствуег середній (найбільш вірогідному) напрузі на шинах, що живлять перетворюючі агрегати. Переклад перемикачів відведень перетворюючих трансформаторів в положення III з метою підвищення напруги в контактній мережі має бути, як правило, тимчасовим заходом.
Вплив параметрів перетворюючих трансформаторів на споживання реактивної потужності
Перетворюючі трансформатори колишніх випусків (TMРУ 16000/10; 2хТМРУ-6200/35Ж) споживають значно велику реактивну потужність Q0на холостому ході в порівнянні з трансформаторами нових типів (див.табл. 13 .25). Ця відмінність обумовлена різними струмами холостого ходу Iхх. Якщо у трансформаторів старих типів Iхх= 3,7..6,85%, то у трансформаторів останніх випусків він понижений до 1,1-1,3% завдяки застосування якіснішої електротехнічної сталі і поліпшення конструкції магнітопровода.
Напруга короткого замикання икперетворюючого трансформатора також чинить вплив на енергетичні показники перетворюючого агрегату, причому з його зменшенням реактивна потужність, споживана агрегатом, також зменшується. В зв'язку з цим на електрифікованих ділянках проводиться в порядку модернізації заміна перетворюючих трансформаторів старих типів на трансформатори останніх випусків, що мають знижені значенняикі Iхх. Це також сприяє зменшенню споживання реактивної потужності тяговими підстанціями.
Особливо ефективне застосування 12-пульсових схем випрямлення, що дозволяють підвищити коефіцієнт потужності до 0,97-0,98. У інверторних агрегатах тягових підстанцій відповідно до фізичних принципів їх роботи відмикання тиристорів виконується системою управління з деяким кутом запізнювання по відношенню до напруги мережі. Ця особливість, викликаючи збільшення кута зрушення фаз між інвертованим струмом і напругою, приводить до збільшеного споживання інвертором реактивної потужності з мережі (рис. 13 .45). Деяке поліпшення енергетичних показників инверторных агрегатів можливе при скороченні запасів по куту запирання . Проте цей захід вимагає використання швидкодіючих систем фазового регулювання і зменшення на 5-10% напруги інверторної обмотки трансформатора.
Рис. 13.45.Залежності реактивної потужностіQвід струму рекуперації Idі кута відмикання для инверторного агрегату типу ВИПЭ-2УЗ
Організаційно-технічні заходи по зниженню реактивних навантажень не виключають необхідність застосування на тягових підстанціях постійного струму в деяких випадках установок компенсації реактивної потужності.