RU2443581C1 - Reactive power compensator at electrified railway traction substation - Google Patents

Reactive power compensator at electrified railway traction substation Download PDF

Info

Publication number
RU2443581C1
RU2443581C1 RU2010143659/11A RU2010143659A RU2443581C1 RU 2443581 C1 RU2443581 C1 RU 2443581C1 RU 2010143659/11 A RU2010143659/11 A RU 2010143659/11A RU 2010143659 A RU2010143659 A RU 2010143659A RU 2443581 C1 RU2443581 C1 RU 2443581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
output
phase
windings
traction
Prior art date
Application number
RU2010143659/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Камильевич Басыров (RU)
Сергей Камильевич Басыров
Александр Владимирович Кузнецов (RU)
Александр Владимирович Кузнецов
Дмитрий Германович Кузнецов (RU)
Дмитрий Германович Кузнецов
Леонид Николаевич Рачек (RU)
Леонид Николаевич Рачек
Владимир Ильич Уманский (RU)
Владимир Ильич Уманский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (ОАО "НИИАС")
Priority to RU2010143659/11A priority Critical patent/RU2443581C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443581C1 publication Critical patent/RU2443581C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to power supply of electrified railways and may be used in single-phase AC system with frequency of 27.5 V and frequency of 50 Hz. Proposed compensator comprises measuring current and voltage transformers, primaries of said transformers are connected with output windings of traction transformer connected to automatic switchgear. Secondaries of said transformers and output of perfect time system are connected to appropriate inputs of traction circuit parameters metre. First, second, third and fourth outputs of the latter are connected to inputs of memory unit, unit to compute cosφ and tgφ, unit to determine harmonic components in every phase, respectively, and with first input of the unit computing compensation parameters for every phase. Second and third inputs of the latter are connected to output of the unit to compute cosφ and tgφ and output of the unit to determine harmonic components in every phase.
EFFECT: higher efficiency of traction substation.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электроснабжения электрифицированных железных дорог и может быть использовано в системе однофазного переменного тока напряжением 27,5 кВ, частотой 50 Гц.The invention relates to the field of power supply of electrified railways and can be used in a single-phase alternating current system with a voltage of 27.5 kV, frequency of 50 Hz.

Известно устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги, содержащее распределительное устройство на 27,5 кВ, конденсаторную батарею, реактор и сглаживающий фильтр, подключенные к одной фазе распределительного устройства (проспект НИИЭФА-ЭНЕРГО, Санкт-Петербург, 2000 «Устройство фильтрации и компенсации реактивной мощности для контактной сети переменного тока на напряжение 27,5 кВ»). В данном устройстве компенсация реактивной мощности, возникающей в тяговой сети при работе электровозов, предусмотрена только в одной (отстающей) фазе. При этом компенсация происходит не в достаточной мере, не обеспечивается симметрирование по фазам.A device for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway is known, comprising a 27.5 kV switchgear, a capacitor bank, a reactor and a smoothing filter connected to one phase of the switchgear (NIIEFA-ENERGO prospect, St. Petersburg, 2000, “Filtering device and reactive power compensation for the contact AC network at a voltage of 27.5 kV "). In this device, the compensation of reactive power that occurs in the traction network during the operation of electric locomotives is provided only in one (lagging) phase. In this case, compensation does not occur sufficiently; phase balancing is not ensured.

В качестве прототипа принято устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения соединены с выходными обмотками тягового трансформатора напряжением 27,5 кВ, подключенными к распределительному устройству (Б.М.Бородулин, Л.А.Герман, Г.А.Николаев «Конденсаторные установки для электрифицированных железных дорог». - М.: Транспорт, 1983, с.22-25). Недостатками данного устройства является то, что компенсация реактивной мощности предусмотрена в одной (отстающей) или двух фазах. При этом компенсация происходит не в достаточной мере, не обеспечивается симметрирование по фазам. Устройство не обеспечивает регулирования емкости компенсирующего устройства. Конденсаторы находятся под высоким напряжением в специальных высоковольтных ячейках, на открытом воздухе под защитным навесом. При этом конденсаторы эксплуатируются в условиях, не соответствующих паспортным данным, что снижает срок службы всего устройства.As a prototype, a device for reactive energy compensation at a traction substation of an electric railway was adopted, comprising measuring current and voltage transformers, primary windings of measuring current and voltage transformers connected to the output windings of a traction transformer with a voltage of 27.5 kV connected to a switchgear (B.M .Borodulin, L.A. German, G.A. Nikolayev "Condenser units for electrified railways." - M.: Transport, 1983, p.22-25). The disadvantages of this device is that the compensation of reactive power is provided in one (lagging) or two phases. In this case, compensation does not occur sufficiently; phase balancing is not ensured. The device does not provide regulation of the capacity of the compensating device. Capacitors are under high voltage in special high-voltage cells, in the open air under a protective canopy. In this case, the capacitors are operated in conditions that do not correspond to the passport data, which reduces the service life of the entire device.

Технический результат изобретения заключается в создании устройства для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги, с улучшенными технико-энергетическими показателями, за счет компенсации реактивной мощности в каждой фазе, симметрирования, а так же за счет приведения напряжения на конденсаторах компенсирующего устройства к номинальному 2 кВ, создания нормативных климатических условий эксплуатации конденсаторов, продления срока службы.The technical result of the invention is to provide a device for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway, with improved technical and energy indicators, by compensating reactive power in each phase, balancing, and also by bringing the voltage across the capacitors of the compensating device to the nominal value 2 kV, creating regulatory climatic conditions for the operation of capacitors, extending the service life.

Технический результат достигается тем, что в устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения соединены с выходными обмотками тягового трансформатора, подключенными к распределительному устройству, согласно изобретению введены измеритель электрических параметров тяговой сети, блок системы определения точного времени, блок вычисления cosφ и tgφ, блок определения гармонических составляющих в каждой фазе, блок вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе, блок памяти, контроллер управления, блок сбора и передачи данных с подключенным к его выходу блоком сопряжения с каналами связи, силовой трансформатор с обмотками высокого и низкого напряжения, три управляемых блока силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями и три фильтрустройства, при этом вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения и выход блока системы определения точного времени подключены к соответствующим входам измерителя электрических параметров тяговой сети, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами блока памяти, блока вычисления cosφ и tgφ, блока определения гармонических составляющих в каждой фазе и первым входом блока вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока вычисления cosφ и tgφ и выходу блока определения гармонических составляющих в каждой фазе, которые соединены с блоком памяти, выход блока вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе соединен с блоком памяти и контроллером управления, первый выход которого соединен с первым входом блоком сбора и передачи данных, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, пятый вход которого соединен с пятым выходом контроллера управления, три управляемых блока силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями соединены между собой по схеме треугольника, причем параллельно с каждым управляемым блоком силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями включено фильтрустройство, вершины образованной схемы треугольника соединены с выводами обмоток низкого напряжения силового трансформатора, обмотки высокого напряжения которого подключены к обмоткам тягового трансформатора, управляющие входы управляемых блоков силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому выходам контроллера управления.The technical result is achieved by the fact that in the device for reactive energy compensation at a traction substation of an electric railway containing measuring current and voltage transformers, the primary windings of the measuring current and voltage transformers are connected to the output windings of the traction transformer connected to a switchgear, according to the invention, an electrical parameter meter traction network, block for determining the exact time, block for calculating cosφ and tgφ, block is determined I have harmonic components in each phase, a unit for calculating the values of the compensation parameters for each phase, a memory unit, a control controller, a data collection and transmission unit with a communication channel interface unit connected to its output, a power transformer with high and low voltage windings, three controlled units power capacitors with switching switches and three filter devices, while the secondary windings of measuring current and voltage transformers and the output of the unit for determining the exact time are connected s to the corresponding inputs of the meter of electrical parameters of the traction network, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the inputs of the memory unit, the cosφ and tgφ calculation unit, the harmonic component determination unit in each phase and the first input of the compensation parameter calculation unit for each phase , the second and third inputs of which are connected respectively to the output of the cosφ and tgφ calculation unit and the output of the harmonic component determination unit in each phase, which are connected to the memory unit, in the course of the unit for calculating the values of the compensation parameters for each phase is connected to the memory unit and the control controller, the first output of which is connected to the first input of the data acquisition and transmission unit, the second input of which is connected to the output of the memory unit, the fifth input of which is connected to the fifth output of the control controller, three controlled block of power capacitors with switching switches are interconnected according to the triangle, and in parallel with each controlled block of power capacitors with switching ents included filtrustroystvo vertices of the triangle formed by the circuit connected to the terminals of the windings of the power transformer low voltage, high voltage windings which are connected to the windings of the traction transformer, the control inputs of controlled power blocks with commuting capacitors switches connected respectively to the second, third and fourth outputs of the control of the controller.

На чертеже представлено устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги.The drawing shows a device for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway.

Устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги содержит измерительные трансформаторы 2, 4 тока и напряжения, первичные обмотки измерительных трансформаторов тока (2) и напряжения (4) соединены с выходными обмотками тягового трансформатора 1, подключенными к распределительному устройству 3, вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока (2) и напряжения (4) и выход блока 6 системы определения точного времени подключены к соответствующим входам измерителя 5 электрических параметров тяговой сети, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами блока 11 памяти, блока 7 вычисления cosφ и tgφ, блока 9 определения гармонических составляющих в каждой фазе и первым входом блока 8 вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока 7 вычисления cosφ и tgφ и выходу блока 9 определения гармонических составляющих в каждой фазе, которые соединены с блоком 11 памяти, выход блока 8 вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе соединен с блоком 11 памяти и контроллером 10 управления, первый выход которого соединен с первым входом блока 12 сбора и передачи данных, второй вход которого соединен с выходом блока 11 памяти, пятый вход которого соединен с пятым выходом контроллера 10 управления, три управляемых блока 17 силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями соединены между собой по схеме треугольника, причем параллельно с каждым управляемым блоком 17 силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями включено фильтрустройство 18, вершины образованной схемы треугольника соединены с выводами обмоток 16 низкого напряжения силового трансформатора 14, обмотки 15 высокого напряжения которого подключены к обмоткам тягового трансформатора 1, управляющие входы управляемых блоков 17 силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому выходам контроллера 10 управления.A device for reactive energy compensation at a traction substation of an electric railway contains measuring transformers 2, 4 of current and voltage, the primary windings of the measuring current transformers (2) and voltage (4) are connected to the output windings of the traction transformer 1 connected to switchgear 3, secondary windings measuring transformers of current (2) and voltage (4) and the output of block 6 of the system for determining the exact time are connected to the corresponding inputs of the meter 5 electrical parameters t mains network, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the inputs of the memory unit 11, the cosφ and tgφ calculation unit 7, the harmonic component determination unit 9 in each phase and the first input of the calculation unit 8 for calculating the compensation parameter values for each phase, the second and the third inputs of which are connected respectively to the output of the cosφ and tgφ calculation unit 7 and the output of the harmonic component determination unit 9 in each phase, which are connected to the memory unit 11, the output of the calculation unit 8 of the compensation parameter values p each phase is connected to the memory unit 11 and the control controller 10, the first output of which is connected to the first input of the data collection and transmission unit 12, the second input of which is connected to the output of the memory unit 11, the fifth input of which is connected to the fifth output of the control controller 10, three controlled units 17 power capacitors with switching switches are interconnected in a triangle pattern, and in parallel with each controlled block 17 power capacitors with switching switches, the filter device 18, vertices circuit formed by the triangle connected to the pin 16, the low voltage windings of the power transformer 14, the high voltage winding 15 are connected to the windings of traction transformer 1, control inputs of the controlled units 17, switching power capacitors with switches respectively connected to the second, third and fourth outputs of the controller 10.

Устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги работает следующим образом.A device for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway operates as follows.

При работе электроподвижного состава в различных видах тяги (грузовое, пассажирское и моторвагонное движение) всегда вырабатывается большое количество реактивной энергии. Поскольку тяговые подстанции питают контактную сеть двумя фазами А и В в разные стороны от нейтральной вставки в контактной сети, а фаза С везде соединена с тяговыми рельсами, то вполне понятно, что уровень реактивной энергии в трех фазах разный. В измерителе 5 электрических параметров тяговой сети по текущим значениям величин с измерительных трансформаторов тока 2 и напряжения 4 определяют значения величин токов, напряжений и фазового угла между ними для каждой фазы. Одновременно в блок 5 поступает сигнал с информацией о едином времени, с помощью которого происходит синхронизация всех измеренных и рассчитанных величин по времени. Данные, которые запоминаются в блоке 11 памяти, так же строго «привязаны» по единому времени. Блок 5 может быть выполнен, например, на базе базовых информационных модулей (БИМ) измерительно-информационного и управляющего комплекса. На выходе блока 5 электрические параметры тяговой сети получают уже в цифровом формате, что весьма удобно для дальнейшей обработки и использования. В блоке 8, по полученным из блока 5 данным, проводятся автоматические расчеты широко известными методами по определению объема необходимой реактивной энергии для компенсации, имеющейся в тяговой сети в каждой из фаз и для достижения cosφ и tgφ на уровне, требуемом поставщиком электроэнергии в соответствии с договором на ее поставку. На основании полученных значений необходимой энергии для компенсации в контроллере 10 управления задается конкретная ступень подключения емкости в каждом управляемом блоке 17 силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями в каждой фазе. В каждом блоке 17 может находиться до 10 конденсаторов, т.е. 10 ступеней для регулирования. Этого согласно предварительным расчетам необходимо и достаточно для «плавного» изменения (подключения или отключения) величины емкости в фазе. Коммутация конденсаторов может осуществляться, например, тиристорными ключами или вакуумными контакторами. Блоки конденсаторов с тиристорными или вакуумными коммутирующими элементами широко используются в промышленности на мощных двигателях в насосах газовых магистральных сетей, прокатных станах, шахтах и др. Особенность данного изобретения заключается в использовании конденсаторов среднего напряжения на 2,0 кВ, что по данным производителей конденсаторов большой емкости наиболее оптимально как с точки зрения изоляции, так и с точки зрения массогабаритных и энергетических характеристик (наиболее высокий кпд конденсаторов). Три управляемых блока 17 силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями соединены между собой по схеме треугольника так же, как и выходные обмотками тягового трансформатора 1 напряжением 27,5 кВ. Для передачи выработанной реактивной энергии в тяговую (контактную) сеть необходимо согласование по уровню напряжения. Это решается применением дополнительного силового трансформатора 14 с обмотками 15 на высокое напряжение 27,5 кВ и 16 на низкое напряжение 2,0 кВ. Схема подключения батареи конденсаторов через дополнительный трансформатор весьма рациональна, т.к. в этом случае не нужны согласующие реакторы (которые имеются во всех существующих компенсирующих устройствах). Кроме того, такое включение наиболее оптимально для симметрирования напряжений в тяговом трансформаторе 1. Фильтрустройства 18, включенные в каждой фазе, позволяют дополнительно улучшать качество электроэнергии на тяговой подстанции на уровне гармоник выше 9. Контроль за работой устройства осуществляется по каналам связи от энергодиспетчерского или обслуживающего персонала через блок 13 сопряжения с каналами связи к УСПД 12. При необходимости допускается подключать по вызову блок 11 памяти, в котором записывается история событий. Управление записью и считыванием информации с блока 11 памяти осуществляется по пятому выходу контроллера 10 управления. Время передачи информации о работе устройства может быть принято, например, как и в системе автоматического учета расхода электроэнергии (АСКУЭ) - каждые 30 или 60 минут, или по запросу управляющим или эксплуатационным персоналом. 30-минутный опрос, конечно, предпочтителен, т.к. аналогично системе АСКУЭ могут быть получены данные как в табличном, так и в графическом виде об уровне реактивной энергии в тяговой сети на данной тяговой подстанции и согласованно представлен в отчетах о потребленной электроэнергии на тягу поездов. Мощность каждого блока 17 компенсирующего устройства может составлять 1 и 2 МВАр. В этом случае за счет блочного характера выполнения устройства можно создать типоразмерный ряд по мощности 1, 2, 3, 4, 5 или 6 МВАр в зависимости от перерабатывающей мощности тяговой подстанции и необходимой мощности компенсации. Благодаря этому создаются широкие возможности вариантов устройства для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги. Мощность дополнительного силового трансформатора 14 может быть принята равной 5-6 МВА для любой модификации блоков 17. Целесообразно применить трансформатор с сухой (безмасляной) изоляцией. Конструктивно блоки 17 и 18 могут быть размещены в 40-футовом контейнере с осуществлением функции климат-контроля по нормативным требованиям производителей конденсаторов. Это очень важно, поскольку приведенные производителями сведения указывают, что отклонение от номинальной температуры работы конденсаторов на 10% в любую сторону сокращает срок их службы до 25%!When operating electric rolling stock in various types of traction (cargo, passenger and motor carriage), a large amount of reactive energy is always generated. Since traction substations feed the contact network with two phases A and B in opposite directions from the neutral insert in the contact network, and phase C is everywhere connected to the traction rails, it is clear that the level of reactive energy in the three phases is different. In the meter 5 of the electrical parameters of the traction network, the current values of the currents, voltages and phase angle between them for each phase are determined from the current values of the values from the measuring current transformers 2 and voltage 4. At the same time, block 5 receives a signal with information about a single time, with the help of which all the measured and calculated values are synchronized in time. The data that is stored in the memory unit 11 is also strictly “tied” to a single time. Block 5 can be performed, for example, on the basis of basic information modules (BIM) of the measurement-information and control complex. At the output of block 5, the electrical parameters of the traction network are already received in digital format, which is very convenient for further processing and use. In block 8, according to the data obtained from block 5, automatic calculations are carried out by well-known methods to determine the amount of reactive energy required to compensate for the amount of energy available in the traction network in each phase and to achieve cosφ and tgφ at the level required by the electricity supplier in accordance with the contract for its delivery. Based on the obtained values of the necessary energy for compensation, a specific step for connecting the capacitance in each controlled block 17 of the power capacitors with switching switches in each phase is set in the control controller 10. Each block 17 can contain up to 10 capacitors, i.e. 10 steps for regulation. According to preliminary calculations, this is necessary and sufficient for a “smooth” change (connection or disconnection) of the capacitance value in phase. Capacitors can be switched, for example, with thyristor switches or vacuum contactors. Capacitor units with thyristor or vacuum switching elements are widely used in industry on powerful engines in gas mains pumps, rolling mills, mines, etc. A feature of this invention is the use of medium voltage capacitors of 2.0 kV, which, according to manufacturers of large capacitors it is most optimal both from the point of view of isolation, and from the point of view of weight and size and energy characteristics (the highest efficiency of capacitors). Three controllable units 17 of power capacitors with switching switches are interconnected according to the triangle scheme in the same way as the output windings of traction transformer 1 with a voltage of 27.5 kV. To transfer the generated reactive energy to the traction (contact) network, coordination on the voltage level is necessary. This is solved by using an additional power transformer 14 with windings 15 for a high voltage of 27.5 kV and 16 for a low voltage of 2.0 kV. The scheme for connecting a capacitor bank through an additional transformer is very rational, because in this case, matching reactors are not needed (which are available in all existing compensating devices). In addition, this inclusion is most optimal for balancing the voltages in the traction transformer 1. Filter devices 18, included in each phase, can further improve the quality of electricity at the traction substation at harmonics level higher than 9. Control over the operation of the device is carried out through communication channels from the energy dispatch or maintenance personnel through block 13 interfaces with communication channels to USPD 12. If necessary, it is allowed to connect on call a block 11 of the memory in which the history of events is recorded. The control of writing and reading information from the memory unit 11 is carried out by the fifth output of the control controller 10. The transmission time of information about the operation of the device can be taken, for example, as in the automatic energy consumption metering system (ASKUE) - every 30 or 60 minutes, or upon request by the manager or operating personnel. A 30-minute survey is, of course, preferable, because similarly to the ASKUE system, data can be obtained both in tabular and graphical form about the level of reactive energy in the traction network at this traction substation and is consistently presented in reports on the consumed electricity for train traction. The power of each block 17 of the compensating device can be 1 and 2 MVAr. In this case, due to the block nature of the device, it is possible to create a series of power 1, 2, 3, 4, 5, or 6 MVAr depending on the processing power of the traction substation and the required compensation power. Thanks to this, wide possibilities are created for device options for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway. The power of the additional power transformer 14 can be taken equal to 5-6 MVA for any modification of the blocks 17. It is advisable to use a transformer with dry (oil-free) insulation. Structurally, blocks 17 and 18 can be placed in a 40-foot container with the implementation of the climate control function according to the regulatory requirements of capacitor manufacturers. This is very important because the information provided by the manufacturers indicates that a deviation from the rated operating temperature of capacitors by 10% in either direction reduces their service life by 25%!

Экономический эффект от применения данного устройства для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги состоит в обеспечении в автоматическом режиме компенсации реактивной энергии, доведении cosφ и tgφ до экономически обоснованных величин, задаваемых нормативными документами или поставщиком электрической энергии, исключения штрафных санкций от энергоснабжающих организаций по уровню реактивной энергии, в продлении срока службы КУ. В денежном выражении экономический эффект благодаря вышеперечисленным положительным свойствам может составить до 1 миллиона рублей для тяговой подстанции с годовой переработкой электроэнергии на уровне 500-600 млн. кВт·ч в год.The economic effect of the use of this device for reactive energy compensation at a traction substation of an electric railway is to provide automatic compensation of reactive energy, bringing cosφ and tgφ to economically justified values specified by regulatory documents or an electric energy supplier, and eliminating penalties from energy supply organizations for level of reactive energy, in extending the service life of KU. In monetary terms, the economic effect due to the above positive properties can be up to 1 million rubles for a traction substation with annual electricity processing at the level of 500-600 million kWh per year.

Claims (1)

Устройство для компенсации реактивной энергии на тяговой подстанции электрической железной дороги, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения соединены с выходными обмотками тягового трансформатора, подключенными к распределительному устройству, отличающееся тем, что в него введены измеритель электрических параметров тяговой сети, блок системы определения точного времени, блок вычисления cosφ и tgφ, блок определения гармонических составляющих в каждой фазе, блок вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе, блок памяти, контроллер управления, блок сбора и передачи данных с подключенным к его выходу блоком сопряжения с каналами связи, силовой трансформатор с обмотками высокого и низкого напряжения, три управляемых блока силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями и три фильтрустройства, при этом вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения и выход блока системы определения точного времени подключены к соответствующим входам измерителя электрических параметров тяговой сети, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входами блока памяти, блока вычисления cosφ и tgφ, блока определения гармонических составляющих в каждой фазе и первым входом блока вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу блока вычисления cosφ и tgφ и выходу блока определения гармонических составляющих в каждой фазе, которые соединены с блоком памяти, выход блока вычисления значений параметров компенсации по каждой фазе соединен с блоком памяти и контроллером управления, первый выход которого соединен с первым входом блока сбора и передачи данных, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, пятый вход которого соединен с пятым выходом контроллера управления, три управляемых блока силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями соединены между собой по схеме треугольника, причем параллельно с каждым управляемым блоком силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями включено фильтрустройство, вершины образованной схемы треугольника соединены с выводами обмоток низкого напряжения силового трансформатора, обмотки высокого напряжения которого подключены к обмоткам тягового трансформатора, управляющие входы управляемых блоков силовых конденсаторов с коммутирующими переключателями подключены соответственно ко второму, третьему и четвертому выходам контроллера управления. A device for compensating reactive energy at a traction substation of an electric railway, comprising measuring current and voltage transformers, the primary windings of measuring current and voltage transformers connected to the output windings of the traction transformer connected to a switchgear, characterized in that a meter of electrical parameters of the traction network is inserted into it , a unit for determining the exact time, a unit for calculating cosφ and tgφ, a unit for determining harmonic components in each phase, a unit for calculating the values of the compensation parameters for each phase, a memory unit, a control controller, a data collection and transmission unit with a communication channel interface unit, a power transformer with high and low voltage windings, three controllable power capacitor units with switching switches and three filter devices, while the secondary windings of measuring current and voltage transformers and the output of the unit for determining the exact time are connected to the corresponding inputs of the meter electrical parameters of the traction network, the first, second, third and fourth outputs of which are connected respectively to the inputs of the memory unit, the cosφ and tgφ calculation unit, the harmonic component determination unit in each phase and the first input of the compensation parameter calculation unit for each phase, the second and third inputs which are connected respectively to the output of the cosφ and tgφ calculation unit and the output of the harmonic component determination unit in each phase, which are connected to the memory unit, the output of the param The compensation ditch for each phase is connected to the memory unit and the control controller, the first output of which is connected to the first input of the data acquisition and transmission unit, the second input of which is connected to the output of the memory unit, the fifth input of which is connected to the fifth output of the control controller, three controllable power capacitor units with switching switches are interconnected in a triangle pattern, and in parallel with each controlled block of power capacitors with switching switches, a filter device is connected, rshiny triangle formed circuit are connected to terminals of the windings of the power transformer low voltage, high voltage windings which are connected to the windings of the traction transformer, the control inputs of controlled power blocks with commuting capacitors switches connected respectively to the second, third and fourth outputs of the control of the controller.
RU2010143659/11A 2010-10-26 2010-10-26 Reactive power compensator at electrified railway traction substation RU2443581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010143659/11A RU2443581C1 (en) 2010-10-26 2010-10-26 Reactive power compensator at electrified railway traction substation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010143659/11A RU2443581C1 (en) 2010-10-26 2010-10-26 Reactive power compensator at electrified railway traction substation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2443581C1 true RU2443581C1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45852228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010143659/11A RU2443581C1 (en) 2010-10-26 2010-10-26 Reactive power compensator at electrified railway traction substation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443581C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023043A (en) * 2012-11-23 2013-04-03 江苏省电力公司电力科学研究院 Two-phase STATCOM (Static Synchronous Compensator) management device on traction side of electrified railway, and control method of device
CN108667041A (en) * 2018-06-15 2018-10-16 西南交通大学 A kind of the negative phase-sequence centralized compensation control system and its control method of traction substation group
CN108923429A (en) * 2018-09-12 2018-11-30 西南交通大学 A kind of cophase supply electric substation
CN109066737A (en) * 2018-09-12 2018-12-21 西南交通大学 A kind of negative sequence compensation devices and methods therefor of traction-compensator transformer
CN110112754A (en) * 2019-04-24 2019-08-09 成都尚华电气有限公司 A kind of electric railway homo-phase traction power supply system and its control method
RU218476U1 (en) * 2022-12-22 2023-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" CONTROL DEVICE FOR STATIC REACTIVE POWER COMPENSATOR AT SECTIONALIZATION POST

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3321984A1 (en) * 1982-06-23 1983-12-29 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Fuel cell battery with improved membrane cooling
SU1534625A1 (en) * 1987-09-04 1990-01-07 Л.А.Герман и Л.С.Айзенштейн Device for regulation of power of single-phase transverse capacitance compensation unit
SU1562175A1 (en) * 1988-07-29 1990-05-07 Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта Apparatus for longitudinal-transverse compensation for electric railway
SU1610541A1 (en) * 1988-08-09 1990-11-30 Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Method of controlling capacitive compensation power
RU2365014C1 (en) * 2008-04-24 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Device of cross-capacitive compensation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3321984A1 (en) * 1982-06-23 1983-12-29 General Electric Co., Schenectady, N.Y. Fuel cell battery with improved membrane cooling
SU1534625A1 (en) * 1987-09-04 1990-01-07 Л.А.Герман и Л.С.Айзенштейн Device for regulation of power of single-phase transverse capacitance compensation unit
SU1562175A1 (en) * 1988-07-29 1990-05-07 Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта Apparatus for longitudinal-transverse compensation for electric railway
SU1610541A1 (en) * 1988-08-09 1990-11-30 Омский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Method of controlling capacitive compensation power
RU2365014C1 (en) * 2008-04-24 2009-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный открытый технический университет путей сообщения" (РГОТУПС) Device of cross-capacitive compensation

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023043A (en) * 2012-11-23 2013-04-03 江苏省电力公司电力科学研究院 Two-phase STATCOM (Static Synchronous Compensator) management device on traction side of electrified railway, and control method of device
CN103023043B (en) 2012-11-23 2014-09-03 江苏省电力公司电力科学研究院 Two-phase STATCOM (Static Synchronous Compensator) management device on traction side of electrified railway, and control method of device
CN108667041A (en) * 2018-06-15 2018-10-16 西南交通大学 A kind of the negative phase-sequence centralized compensation control system and its control method of traction substation group
CN108667041B (en) * 2018-06-15 2023-10-13 西南交通大学 Negative sequence centralized compensation control system of traction substation group and control method thereof
CN108923429A (en) * 2018-09-12 2018-11-30 西南交通大学 A kind of cophase supply electric substation
CN109066737A (en) * 2018-09-12 2018-12-21 西南交通大学 A kind of negative sequence compensation devices and methods therefor of traction-compensator transformer
CN109066737B (en) * 2018-09-12 2024-01-09 西南交通大学 Negative sequence compensation device and method for traction-compensation transformer
CN108923429B (en) * 2018-09-12 2024-01-12 西南交通大学 In-phase power supply substation
CN110112754A (en) * 2019-04-24 2019-08-09 成都尚华电气有限公司 A kind of electric railway homo-phase traction power supply system and its control method
RU218476U1 (en) * 2022-12-22 2023-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" CONTROL DEVICE FOR STATIC REACTIVE POWER COMPENSATOR AT SECTIONALIZATION POST

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Serrano-Jiménez et al. Electrical railway power supply systems: Current situation and future trends
US7573253B2 (en) System for managing electrical consumption
Hu et al. A power factor-oriented railway power flow controller for power quality improvement in electrical railway power system
RU2443581C1 (en) Reactive power compensator at electrified railway traction substation
Aeberhard et al. Railway traction power supply from the state of the art to future trends
CN104325894B (en) A kind of many feeder lines combination type is for power transformation structure
Li New generation traction power supply system and its key technologies for electrified railways
CN109378828B (en) Traction substation comprehensive compensation device and method based on in-phase traction transformer
CN102694386B (en) Electrified railway negative sequence unbalance compensation method
CN110121684A (en) Electric power supply system and process
CN109510213B (en) In-phase power supply comprehensive compensation device and method based on traction-compensation transformer
Abrahamsson et al. High-voltage DC-feeder solution for electric railways
CN102945736B (en) A kind of traction power supply numerical control converter plant tractive transformer
Perin et al. Application of power electronics in improving power quality and supply efficiency of AC traction networks
CN102810857B (en) Power quality regulator for series direct current power system
CN102368619A (en) Method for evaluating access requirement of direct-current solitary island power transmission system
US20150270057A1 (en) Iterative Transformers With Complex Triple Windings And Systems For Reducing Electrical Consumption Using The Iterative Transformers
CN104617583A (en) Mixed railway power quality control system based on multifunctional balanced transformer
Nuutinen et al. Implementing a laboratory development platform for an LVDC distribution system
CN104716652A (en) Magnetically controlled shunt reactor
CN204279138U (en) A kind of many feeder lines compound type is for power transformation structure
CN109256785B (en) In-phase power supply comprehensive compensation device and method based on single-phase transformation and YNd compensation
US9859049B2 (en) System for reducing electrical consumption with triple core iterative transformers
CN109510212B (en) In-phase power supply comprehensive compensation device and method based on single-phase transformation and T-connection compensation
CN102110986B (en) Reactive power compensation device for traction substation in electrified railway