RU2647709C2 - Фильтрокомпенсирующее устройство - Google Patents
Фильтрокомпенсирующее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647709C2 RU2647709C2 RU2016104269A RU2016104269A RU2647709C2 RU 2647709 C2 RU2647709 C2 RU 2647709C2 RU 2016104269 A RU2016104269 A RU 2016104269A RU 2016104269 A RU2016104269 A RU 2016104269A RU 2647709 C2 RU2647709 C2 RU 2647709C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- switch
- contact
- resistor
- switching
- turned
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 201000011252 Phenylketonuria Diseases 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам электроснабжения электрических железных дорог переменного тока, в частности, к устройствам компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки и фильтрации высших гармоник тока и напряжения в тяговой сети, то есть к фильтрокомпенсирующим устройствам (ФКУ). Технический результат - снижение перенапряжений при включении, исключение повторных пробоев в главном выключателе при отключении устройства, повышение эксплуатационной надежности ФКУ и его срока службы. Предложено ввести дополнительный выключатель, обеспечивающий четырехэтапный процесс коммутации при включениях и отключениях устройства и перевести фильтрокомпенсирующее устройство из нерегулируемого режима работы в регулируемый. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам электроснабжения электрических железных дорог переменного тока, в частности к устройствам компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки и фильтрации высших гармоник тока и напряжения в тяговой сети, то есть к фильтрокомпенсирующим устройствам (ФКУ).
Известны ФКУ, подключаемые между контактным проводом или шиной 27,5 кВ и рельсом, содержащие последовательно включенные конденсатор и реактор, образующие LC контур, настраиваемый на фильтрацию третьей гармонической составляющей [1, 2]. Принцип работы и пояснения к схеме ФКУ в тяговой сети даны в [1, 2]. Для ограничения бросков тока и перенапряжений на конденсаторе при включении ФКУ, последовательно в LC контур на время коммутации включают пусковой резистор с активным сопротивлением R. Если после включения ФКУ сопротивление балластного резистора уменьшать не сразу до нуля, а постепенно, то эффект снижения перенапряжений на конденсаторе возрастает. В качестве наиболее близкого технического решения принимаем устройство поперечной емкостной компенсации, описанное в [3].
Устройство содержит последовательно соединенные между шиной 27,5 кВ и рельсом первый выключатель, конденсатор, реактор, первый резистор, зашунтированный вторым выключателем, параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных второго резистора и третьего выключателя.
В этом устройстве процесс включения происходит в три этапа. При включении сначала последовательно с конденсатором и реактором включается один первый резистор, а затем он шунтируется вторым резистором и общее балластное сопротивление уменьшается. В дальнейшем оба резистора шунтируются третьим выключателем и балластное сопротивление становится равным нулю.
В этом случае проблема снижения бросков тока и напряжения при включении ФКУ решена. Однако недостаток схемы по прототипу, выявленный на основании экспериментальных исследований, - возможные повторные зажигания дуги в главном выключателе установки при отключении емкостного тока.
При этом возникают большие перенапряжения на конденсаторе, вызывающие его ускоренное старение, а в ряде случаев и пробои изоляции, выводящие установку из строя. Причина в том, что обычные выключатели способны, как правило, отключать емкостные токи до 50 А, а номинальные токи фКУ составляют 100-150 А. Поэтому необходимо при отключении ФКУ вводить пусковые резисторы с целью преобразования емкостного тока в активно-емкостной, что облегчает отключение ФКУ.
Цель изобретения - исключение повторных пробоев в главном выключателе при отключении устройства, повышение эксплуатационной надежности ФКУ и его срока службы.
Указанная цель достигается за счет того, что в устройство поперечной емкостной компенсации, содержащее три выключателя, конденсаторную батарею, реактор и два резистора, в котором первый контакт первого выключателя соединен с шиной 27,5 кВ, а второй контакт этого выключателя соединен с первым контактом конденсаторной батареи, второй контакт которой соединен с первым контактом реактора, первые контакты двух резисторов соединены вместе, второй контакт первого резистора, напрямую, а второй контакт второго резистора через второй выключатель соединены с рельсом, а первый контакт третьего выключателя соединен со вторым выводом реактора, дополнительно введен четвертый выключатель, первый вывод которого соединен со вторым выводом реактора, а второй вывод - с первыми выводами резисторов, второй вывод третьего выключателя соединен со вторым выводом второго резистора.
На рис. 1 показана схема изобретения, на которой приняты следующие обозначения:
1 - шина 27,5 кВ;
2 - первый выключатель;
3 - конденсаторная батарея;
4 - реактор;
5 - первый резистор;
6 - второй резистор;
7 - второй выключатель;
8 - третий выключатель;
9 - четвертый выключатель;
10 - рельс.
Схема работает следующим образом.
Перед включением первого - главного выключателя 2, вводящего устройство в работу, замыкается выключатель 8, а выключатели 7 и 9 остаются разомкнутыми. Включается выключатель 2 и устройство подключается к питающему напряжению через два последовательно включенных резистора 5 и 6 (первый этап). Через несколько периодов питающего напряжения, когда закончится переходный процесс, включается четвертый выключатель 9, второй балластный резистор 6 шунтируется и общее сопротивление в цепи уменьшается, поскольку в цепи остается только первый резистор 5 (второй этап). Затем третий выключатель 8 выключается и включается второй выключатель 7. Первый и второй резисторы 5 и 6 оказываются включенными параллельно, и полное сопротивление в цепи вновь уменьшается (третий этап). После окончания переходного процесса с двумя параллельно включенными резисторами включается выключатель 8, выключатели 7 и 9 остаются включенными (четвертый этап). Сопротивление в цепи LC становится равным нулю и ФКУ работает в штатном режиме.
Перед отключением установки выключают выключатель 8 при включенных выключателях 7 и 9 и в цепь ФКУ вводятся два параллельно включенных резистора 5 и 6 (первый этап). После окончания переходного процесса отключается выключатель 7 и в цепи остается один резистор 5 (второй этап). Общее сопротивление цепи возрастает. После этого включается выключатель 8 и выключается выключатель 9 (третий этап). При этом в цепь ФКУ вводятся последовательно включенные резисторы 5 и 6. В цепи оказывается довольно значительное активное сопротивление. После этого отключается главный выключатель 2 (четвертый этап). За счет большого активного сопротивление характер нагрузки переходит от емкостного к активно-емкостному, что облегчает процесс отключения. При этом повторные пробои в выключателе 2 не возникают.
Таким образом, процесс коммутации становится четырехступенчатым или четырехэтапным. Причем, в трех этапах отключения в цепи LC присутствует активное сопротивление, что облегчает процесс гашения дуги в главном выключателе. Резистор 5 используется в трех этапах, а резистор 6 - в двух этапах.
Поскольку в реактивных элементах ФКУ при работе накапливается значительное количество энергии, и при отключении устройства эти элементы начинают обмениваться запасенной энергией и рассеивать ее, вызывая значительные перенапряжения на всех элементах, то трехступенчатое введение активного сопротивления при включении и выключении позволяет значительно уменьшить возникающие перенапряжения и устранить повторные зажигания дуги в главном выключателе.
Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения выражается в увеличении надежности работы устройства, что позволяет его включать и отключать по мере надобности при переменной тяговой нагрузке и переводить устройство из нерегулируемого режима в дискретно регулируемый. Последнее актуально для исключения генерирования реактивной мощности при малых тяговых нагрузках и для повышения напряжения в контактной сети при больших тяговых нагрузках.
Источники информации
1. Герман Л.А., Серебряков А.С. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог: монография. М.: МИИТ, 2012. - 211 с.
2. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. - М.: Транспорт, 1983. - 183 с.
3. Патент №102842 от 21.07.2010 на полезную модель «Устройство поперечной емкостной компенсации» Герман Л.А., Серебряков А.С, Дулепов Д.Е., Семенов Д.А. Опубл. 10.03.2011. Б.И. №7.
Claims (1)
- Фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее три выключателя, конденсаторную батарею, реактор и два балластных резистора, в котором первый контакт первого выключателя соединен с шиной 27,5 кВ, а второй контакт этого выключателя соединен с первым контактом конденсаторной батареи, второй контакт которой соединен с первым контактом реактора, первые контакты двух резисторов соединены вместе, второй контакт первого резистора, напрямую, а второй контакт второго резистора через второй выключатель соединены с рельсом, первый контакт третьего выключателя соединен со вторым выводом реактора, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введен четвертый выключатель, первый вывод которого соединен со вторым выводом реактора, а второй вывод - с первыми выводами резисторов, второй вывод третьего выключателя соединен со вторым выводом второго резистора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016104269A RU2647709C2 (ru) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Фильтрокомпенсирующее устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016104269A RU2647709C2 (ru) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Фильтрокомпенсирующее устройство |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016104269A RU2016104269A (ru) | 2017-08-14 |
RU2647709C2 true RU2647709C2 (ru) | 2018-03-19 |
Family
ID=59633114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016104269A RU2647709C2 (ru) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Фильтрокомпенсирующее устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647709C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020148326A1 (de) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Filtervorrichtung für ein energienetz, filternetzwerk und verfahren zum betrieb einer filtervorrichtung |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3223888A (en) * | 1959-12-14 | 1965-12-14 | Licentia Gmbh | Arc-preventing switching system |
RU2291793C2 (ru) * | 2004-12-29 | 2007-01-20 | Сергей Сергеевич Лиманский | Система электропитания транспортного средства с электротягой, обеспечивающая надежное экстренное торможение и возможность аварийного самостоятельного автономного движения после торможения |
RU102842U1 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ) | Устройство поперечной емкостной компенсации |
-
2016
- 2016-02-09 RU RU2016104269A patent/RU2647709C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3223888A (en) * | 1959-12-14 | 1965-12-14 | Licentia Gmbh | Arc-preventing switching system |
RU2291793C2 (ru) * | 2004-12-29 | 2007-01-20 | Сергей Сергеевич Лиманский | Система электропитания транспортного средства с электротягой, обеспечивающая надежное экстренное торможение и возможность аварийного самостоятельного автономного движения после торможения |
RU102842U1 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический институт (НГИЭИ) | Устройство поперечной емкостной компенсации |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020148326A1 (de) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Filtervorrichtung für ein energienetz, filternetzwerk und verfahren zum betrieb einer filtervorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016104269A (ru) | 2017-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2475912C2 (ru) | Устройство переключаемой однофазной поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока | |
CN103633623A (zh) | 高压直流变压器及其控制方法 | |
KR20180025253A (ko) | 부하시 전기 소자를 전기 회로에 통합하는 장치 및 방법 | |
CN104702114A (zh) | 一种开关电容接入的高频链双向直流变压器及其控制方法 | |
CN112491255B (zh) | 均压电路、飞跨电容三电平变换器及设备 | |
US20160156175A1 (en) | Current-limiting reactor apparatus | |
CN103746553B (zh) | 高压dc-dc变换器及控制方法 | |
RU2499341C1 (ru) | Устройство фильтрации и компенсации системы тягового электроснабжения переменного тока | |
RU2647709C2 (ru) | Фильтрокомпенсирующее устройство | |
US20230056704A1 (en) | Power Conversion System | |
CN103647263A (zh) | 基于半控型电力电子器件的直流断路器 | |
RU2704023C1 (ru) | Трехступенчатая фильтрокомпенсирующая установка тяговой сети переменного тока | |
US20220360094A1 (en) | Power supply system | |
CN205377074U (zh) | 一种动态无功补偿谐波柜 | |
CN205178490U (zh) | 一种新型桥式固态故障电流限制器 | |
RU2367077C1 (ru) | Устройство поперечной емкостной компенсации | |
RU102842U1 (ru) | Устройство поперечной емкостной компенсации | |
CN101986500A (zh) | 10kv电容器柔性调节装置 | |
RU111347U1 (ru) | Устройство многоступенчатой поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока | |
RU181885U1 (ru) | Установка подсушки изоляции обмоток и компенсации реактивной мощности трехфазного асинхронного электродвигателя | |
RU89037U1 (ru) | Система электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока | |
KR200420240Y1 (ko) | 자동역률 제어장치를 갖는 발전소의 모선 | |
CN105262435A (zh) | 光伏电站预组装分站房 | |
JP2015226435A (ja) | 直流遮断装置 | |
US20180233896A1 (en) | Supply device for an electrical module having a fuse element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190210 |