«Advances in Science and Technology» XVIII международная научно-практическая конференция 31 января 2019 Научно-издательский центр «Актуальность. Рф»

Список цитируемой литературы:
1. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. — 4-е изд., пе-
рераб. и доп. — М: Энергоатомиздат, 2000. — 331 с.
2. Arrillaga, J.; Smith, B. C.; Watson, N. R.; and Wood, A. R.; Power Systems Harmonic Analysis, John Wiley
& Sons, 1997.
MEANS OF COMPENSATION OF HIGHER ORDER HARMONICS IN THE ELECTRICAL
NETWORK OF THE PLANT FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC RUBBER
Manin I. A.
Nizhnekamsk Institute of Chemical Technology of the Kazan National Research Technological
University, Nizhnekamsk, Russia
In the article the author considers the question of means of compensation of harmonics of
higher orders, for this purpose the main classifications are given, pluses and minuses are considered.
Keywords: AEP, EMC, passive filter, active filter, higher order harmonics
83

---

УДК 621.331
СНИЖЕНИЕ НЕСИММЕТРИИ ТОКОВ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА МАГИСТРАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Москалев Ю. В.
Омский государственный университет путей сообщения, Омск, Россия
Компенсирующее устройство с несимметричной структурой на тяговой подстанции
позволяет обеспечить условия, при которых по отношению к трехфазной электрической сети
система тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ 50 Гц магистральных желез-
ных дорог будет симметричной и активной нагрузкой. Приведены расчетные выражения для
определения реактивных проводимостей трех ветвей устройства в зависимости от прово-
димостей тяговых нагрузок.
Ключевые слова: тяговая сеть, переменный ток, реактивная мощность, компенсиру-
ющее устройство, качество электроэнергии
При электрификации участков железных дорог в стране значительное распространение
получила система тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ 50 Гц. Для подключения
тяговой сети к трехфазной сети системы электроснабжения обычно используется трехфазный
трансформатор [1] со схемой соединения обмоток «звезда» — «треугольник». К двум фазам
вторичной обмотки тягового трансформатора, подключаются фидерные зоны, при этом третья
фаза будет загружена незначительно, это приводит к появлению несимметрии потребляемых
токов тяговыми подстанциями [1, 2].
Рассмотрим подход для снижения несимметрии потребляемых токов тяговыми подстанци-
ями магистральных железных дорог с использованием компенсирующего устройства (КУ) с не-
симметричной структурой. Использование такого КУ позволит обеспечить симметричную ак-
тивную нагрузку тягового трансформатора и системы внешнего электроснабжения за счет про-
текания реактивных токов между фазами вторичной обмотки тягового трансформатора.
На рисунке 1 приведена схема замещения вторичной обмотки трансформатора с тяговыми
нагрузками (ветви 5 и 6) и компенсирующим устройством (ветви 7–9).
Рисунок 1. Схема замещения вторичной обмотки трансформатора с тяговыми нагрузками и
компенсирующим устройством
Для определения проводимостей трех ветвей КУ, при которых эквивалентная нагрузка
тягового трансформатора будет симметричной и активной, были получены следующие расчет-
ные выражения:
b
7
=−
√
3
3
g
5
+
√
3
3
g
6
,
(1)
84

---

b
8
=−
√
3
3
g
6
−
b
5
,
(2)
b
9
=
√
3
3
g
5
−
b
6
,
(3)
где g
5
, g
6
(b
5
, b
6
) — действительные (мнимые) составляющие комплексных проводимостей
ветвей тяговой нагрузки фидерных зон, см.
Как известно, токи фидерных зон могут значительно отличатся в зависимости от времени
суток, массы и количества поездов на межподстанционной зоне [1, 2]. В качестве примера при-
мем токи фидерных зон равными I
5
= (410 + j∙300) А и I
6
= (300 + j∙200) А, при этом проводимо-
сти ветвей будут равны Y
5
= (0,015 – j∙0,011) См и Y
6
= (0,011 – j∙0,0073) см (номинальное
напряжение вторичной обмотки равно 27,5 кВ).
По выражениям (1) — (3) рассчитаем реактивные составляющие проводимостей ветвей
КУ: b
7
= –0,00231 см, b
8
= 0,00465 см, b
9
= 0,01596 см, следовательно, реактивные токи ветвей
(см. рис.1) должны быть равны I
7
= 63,5 А (индуктивный), I
8
= 127,8 А (емкостной), I9 = 438,9 А
(емкостной).
Для пояснения результатов расчетов были построены векторные диаграммы ЭДС и токов
для схемы на рисунке 1 (с учетом выбранных направлений токов). Векторные диаграммы без
КУ и с подключением КУ приведены на рисунках 2 и 3 соответственно.
Рисунок 2. Векторная диаграмма ЭДС и
токов без подключения КУ
Рисунок 3. Векторная диаграмма ЭДС и
токов с подключением КУ
Как можно видеть на рисунке 3, протекание реактивных токов КУ позволяет обеспечить
симметричную активную нагрузку тягового трансформатора, следовательно, уменьшить потери
в трансформаторе и трехфазной системе электроснабжения.
Для практической реализации КУ с плавным регулированием реактивных токов могут
быть использованы различные схемы, например, рассмотренные в [3].
В результате можно сделать следующе выводы:
1. Приведены расчетные выражения для определения проводимостей ветвей КУ, установ-
ленного на тяговой подстанции переменного тока железных дорог, при использовании такого
КУ эквивалентная нагрузка тягового трансформатора будет симметричной и активной.
2. Рассмотрен пример использования расчетных выражений, в котором была задана тяго-
вая нагрузка фидерных зон, определены проводимости и реактивные токи ветвей КУ, а также
построены векторные диаграммы поясняющие получение симметричной системы токов вто-
ричной обмотки тягового трансформатора.