6.Выбор типа, числа конденсаторов и реактора для компенсирующего устройства тяговых подстанций переменного тока.

В соответствии с заданием на тяговых подстанциях переменного тока 27,5 кВ предусматривается установка поперечной ёмкостной компенсации (КУ) заданной мощности.

Установки поперечной ёмкостной компенсации служат для компенсации реактивной мощности электровозов, состоят из батарей конденсаторов, компенсационной и защитной аппаратуры.

В КУ применяют однофазные конденсаторы (С) с бумажной изоляцией, пропитанной жидким диэлектриком./2,табл.10.1/

По заданной мощности КУ выбирают число последовательно и параллельно соединённых конденсаторов соответствующего типа, а также реактор.

Все конденсаторы состоят из отдельных параллельных секций, защищённых индивидуальными плавкими предохранителями, встроенными в корпус.

По условиям корпусной изоляции конденсатора располагают на отдельных платформах, изолированных от земли и одна от другой .

Конденсаторы соединяют параллельно и последовательно в соответствии с мощностью и общим напряжением батареи. Изоляция платформ выполняется с помощью подвесных или опорных изоляторов.

Реактор типа ФРОМ – 3200/35 VI (фильтровый реактор однофазный с естественным масляным охлаждением, типовой мощностью 3200 квар, класс напряжения 35 кВ)

Действительное значение номинального тока 230 А

В том числе составляющих частотой.

50 Гц 160

150 Гц 160

250 Гц 30

С целью уменьшения перенапряжения на конденсаторах в реакторе при включении КУ параллельного реактору включается разрядник и резистор сопротивлением 40 Ом.

В связи с тем, что на тяговых подстанциях переменного тока необходимы одновременно компенсация реактивной мощности прямой последовательности и симметрирование тяговых нагрузок, УППК включают в отстающую фазу (рис.7). С точки зрения симметрирования тяговых нагрузок, такое УППК наиболее эффективно при одинаковых нагрузках плеч питания подстанций.

Наибольшее распространение получило УППК, схема, которого приведена на рис. 7. Такие УППК комплектуют конденсаторами с номинальным напряжением U_{к ном}=0,66кВ или 1,05кВ. Большие мощности и напряжения УППК вынуждают соединять конденсаторы и последовательно и параллельно. Число конденсаторов N_пс, соединяемых последовательно, зависит от многих факторов: номинального напряжения УППК и конденсаторов, частоты резонансной настройки конденсаторной батареи и реактора L, разброса емкостей рядов конденсаторов (коэффициент 1,03, при отсутствии подбора конденсаторов 1,05), нагрева конденсаторов токами высших гармоник и солнечной радиацией (коэффициент b).

Номинальная мощность установки 3650 кВар.

Тип конденсатора КСА – 1,05 – 25

Где:

К – для компенсации реактивной мощности;

С – с синтетическим диэлектриком;

А – для наружной установки;

1,05 – номинальное напряжение между обкладками, кВ;

25 – номинальная мощность, кВар.

Число конденсаторов соединенные последовательно определим по формуле:

где a – коэффициент увеличения напряжения на батарее конденсаторов

вследствие включения реактора;

U_{ш мах}- максимальное допустимое напряжение на шинах тяговых

нагрузок, равное 29кВ.

номинальное напряжение комплекта конденсаторов.

Коэффициент «а» можно найти по формуле:

- частота регулирования.

По результатам, выполненных на местах предлагаемого размещения УППК, при отсутствии рекуперации и посторонних источников высших гармоник можно пользоваться формулой (для конденсаторов с синтетическим заполнением):

где Q_и=3650 кВар -используемая мощность УППК,

Асим – средний расход электроэнергии тяговой подстанции за месяц

Определим число параллельных включенных конденсаторов.

где Х_СК =2350 Ом- емкостное сопротивление конденсаторов, Ом.

Рисунок 7.− Схема включения УППК