Исходные данные

3.4 Определение параметров компенсирующих устройств реактивной мощности

Выбор параметров КУ производится согласно методике, изложенной в [6].

Установки поперечной компенсации комплектуются из конденсаторов с номинальным напряжением 1,05 кВ, соединяемых последовательно и параллельно. Число последовательно соединенных конденсаторов определяется допустимым значением напряжения, для получения необходимой мощности КУ цепочки из последовательно соединенных конденсаторов соединяют параллельно.
Число конденсаторов М, шт., соединяемых последовательно, зависит от номинального напряжения КУ и конденсаторов, сопротивлении реактора, разброса емкости рядов конденсаторов, а также от нагрева конденсаторов высшими гармониками и солнечной радиацией


, (3.32)

где 1,03 – коэффициент, учитывающий разброс емкости конденсаторов; U_ш – номинальное напряжение на шинах, к которым подключено КУ, принимаемое 27,5 кВ; а – коэффициент увеличения напряжения на конденсаторной батарее из–за наличия реактора, принимаемый равным 1,14;

u_ном.с – номинальное напряжение одного конденсатора, принимаемое равным 1,05 кВ; b – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев конденсаторов высшими гармониками и солнечной радиацией.
Нагрев диэлектрика конденсатора, во избежание уменьшения срока его службы, не должен превышать допустимых значений во всех режимах работы. Поэтому при наличии дополнительных источников нагрева следует уменьшить нагрузку конденсатора током основной частоты. Это можно сделать, увеличив число последовательно соединенных конденсаторов, т.е. увеличив реактивное сопротивление установки компенсации.
Коэффициент b определяет степень такого увеличения для конденсаторов с синтетическим заполнением:


, (3.33)

где 1,04 – коэффициент, учитывающий нагрев конденсаторов солнечными лучами в КУ открытой установки; k – номер гармоники, k=0,2…9; _к – относительное содержание k – й гармоники тока в КУ,

.

Полученное значение М округляется до большего ближайшего числа, поэтому М = 33.

Число параллельных (цепочек) КУ определяется необходимой реактивной мощностью установки на фазу и типом применяемых конденсаторов:


, (3.34)

где х_с – емкостное сопротивление одного конденсатора, Ом,

, (3.35)

где – номинальная мощность одного конденсатора, кВАр, кВАр.

Ом.

Для поста секционирования Новонежино при действительных размерах движения:

.

Полученное значение N должно быть как можно ближе к целому числу, окончательное значение N округляется до ближайшего целого числа, поэтому в формуле (3.37) допускается увеличивать количество последовательных конденсаторов на 1 - 4 конденсатора.

Принимаем .
От выбранного числа параллельно и последовательно соединенных конденсаторов зависит установленная мощность Q_КУ.уст, кВАр и емкостное сопротивление батареи конденсаторов , Ом :
, (3.36)


кВАр;


, (3.37)


Ом.

Последовательно с конденсаторами КУ устанавливается один или два реактора для того, чтобы КУ выполняла функции фильтра высших гармонических составляющих кривой тока. Индуктивность реактора выбирается таким образом, чтобы КУ являлась фильтром 3-й гармоники (f = 150 Гц), так как третья гармоника составляет наибольший процент содержания высших гармонических составляющих в кривой тока электровоза переменного тока.

В качестве реактора в КУ, устанавливаемых на постах секционирования, используют реактор ФРОМ-3200/35 (реактор фильтровой, однофазный, масляный, номинальной мощности 3200 кВАр, класс напряжения – 35 кВ). Реактор имеет пять отпаек с различной величиной индуктивности [4].
– 1-ая отпайка – 107 мГн.
– 2-ая отпайка – 99 мГн;
– 3-ая отпайка – 91 мГн;
– 4-ая отпайка – 83 мГн;
– 5-ая отпайка – 75 мГн;
Для определения номера отпайки реактора при включении производят расчет индуктивности реактора, Гн:


, (3.38)


.

В соответствии с [6] по значению L_Р, полученному по формуле (3.41) из паспортных данных реактора выбирают ближайшее паспортное значение индуктивности реактора L_Р.пасп и номер отпайки реактора №_реак.

В случае если индуктивность L_Р получается намного меньше, чем паспортные значения, то необходимо установить два реактора, включенных параллельно, при индуктивности L_Р  L_Р.пасп устанавливают также два реактора, только включенных последовательно.
Фактическое значение частоты (Гц) настройки реактора на основании выбранного значения индуктивности реактора L_Р.пасп:


, (3.39)

где m – коэффициент, зависящий от количества и типа соединения реакторов:

при одном реакторе – m = 1; при двух последовательных – m = 2; при двух параллельных – m = 0,5.


.

Расчет полезной мощности КУ, то есть той мощности, которая генерируется КУ в сеть, производится по формуле, кВар:

, (3.40)

где X_Р – индуктивное сопротивление реактора на частоте 50 Гц, Ом;

, (3.41)

где f – промышленная частота, Гц.

.

Аналогично, параметры компенсирующих установок определяются для всех постов секционирования при действительных размерах движения и при пропуске поездов повышенной массы.

Результаты расчетов по формулам (3.35) – (3.44) приводятся в Электронном приложении Н, блок № 3.Значения параметров компенсирующих устройств при действительных размеров движения приведены в таблице Г.1, Приложения Г.