RU2656368C2

RU2656368C2 - Stepwise transverse capacitive compensation device

Info

Publication number: RU2656368C2
Application number: RU2016126596A
Authority: RU
Inventors: Леонид Абрамович Герман; Александр Сергеевич Серебряков; Владимир Павлович Гончаренко; Денис Васильевич Якунин; Александра Альбертовна Максимова; Виктория Алексеевна Маралова; Дмитрий Евгеньевич Дулепов
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-06-05

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: stepwise transverse capacitive compensation device is included between buses of 27.5 kV and a rail and contains the series-connected first circuit-breaker of 27.5 kV, the first section of the condenser battery, an inrush resistor, the second and the third circuit breakers of 10 kV, and a filter reactor. The installation introduces a chain of series-connected the second section of the condenser battery with the consistently connected third breaker of 10 kV, shunted by the fourth breaker, wherein one terminal of the fourth breaker is connected to the connection point of the first section of the capacitor battery with a starting resistor, and the second terminal of the fourth breaker is connected to the first terminal of the filter reactor, the second terminal of which is connected to the rail.

EFFECT: increasing the efficiency of stepwise power control of a stepwise transverse capacitive compensation device with the activation of the starting resistor in parallel with the reactor and providing the possibility to force a capacitive compensation mode with the least overvoltage in commutation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока, в частности к управлению ступенчатой установкой поперечной емкостной компенсации (КУ) в тяговой сети для снижения потерь мощности.The invention relates to power supply of electric railways of alternating current, in particular to the control of a stepwise installation of transverse capacitive compensation (KU) in a traction network to reduce power losses.

Регулируемые установки поперечной емкостной компенсации (включая ступенчатые установки) рассмотрены в [1], [2]. Известна установка поперечной емкостной компенсации (КУ) с шунтированием реактора пусковым резистором [1, рис. 3.26]. В этом случае максимальные броски напряжения на конденсаторах КУ не превосходят 10%. Кроме того, известна схема с форсировкой режима КУ при снижении напряжения на ее шинах [1, рис. 4.11, 4.12]. Однако недостатком этих схем форсировки КУ является то, что пусковой резистор включен последовательно с реактором, а не параллельно, что повышает броски напряжения при коммутации КУ [1].Adjustable transverse capacitive compensation settings (including step settings) are considered in [1], [2]. A known installation of transverse capacitive compensation (KU) with shunting the reactor with a starting resistor [1, Fig. 3.26]. In this case, the maximum voltage spikes on the capacitors KU do not exceed 10%. In addition, there is a known scheme with boosting the KU mode while reducing the voltage on its tires [1, Fig. 4.11, 4.12]. However, the disadvantage of these KU forcing circuits is that the starting resistor is connected in series with the reactor, and not in parallel, which increases the voltage surge during switching of the KU [1].

Цель изобретения: повысить эффективность ступенчатого регулирования мощности КУ с включением пускового резистора параллельно реактору и с возможностью форсировать режим КУ с наименьшими перенапряжениями при коммутации.The purpose of the invention: to increase the efficiency of step-wise control of the power of the KU with the inclusion of a starting resistor parallel to the reactor and with the ability to force the KU mode with the least overvoltage during switching.

Принимаем за прототип схему [1, рис. 3.26,а]: установка поперечной емкостной компенсации, включенная между шинами 27,5 кВ и рельсом и содержащая последовательно соединенные первый выключатель на напряжение 27,5 кВ, первую секцию конденсаторной батареи, пусковой резистор и второй выключатель на 10 кВ, а также фильтровый реактор и третий выключатель на 10 кВ.We accept the prototype scheme [1, Fig. 3.26, a]: a transverse capacitive compensation installation connected between 27.5 kV buses and a rail and containing a first 27.5 kV circuit breaker, a first capacitor bank section, a starting resistor and a second 10 kV circuit breaker, and a filter reactor and a third 10 kV switch.

Для реализации цели изобретения введена цепочка из второй секции конденсаторной батареи с последовательно соединенным третьим выключателем на 10 кВ, которая зашунтирована четвертым выключателем, причем один вывод четвертого выключателя соединен с точкой соединения первой секции конденсаторной батареи с пусковым резистором, а второй вывод четвертого выключателя соединен с первым выводом фильтрового реактора, второй вывод которого соединен с рельсом.To achieve the objective of the invention, a chain is introduced from the second section of the capacitor bank with a third 10 kV circuit breaker connected in series, which is shunted by the fourth circuit breaker, with one terminal of the fourth circuit breaker connected to the connection point of the first section of the capacitor bank with the starting resistor, and the second terminal of the fourth circuit breaker connected to the first the output of the filter reactor, the second output of which is connected to the rail.

Главное в изобретенииThe main thing in the invention

1. Пусковой резистор включается параллельно реактору при коммутации КУ, т.е. при включении (отключении) КУ.1. The starting resistor is connected in parallel with the reactor when switching the KU, i.e. when you turn on (off) KU.

2. При отключении второй секции конденсаторной батареи третий выключатель ее отключает, а не шунтирует.2. When the second section of the capacitor bank is disconnected, the third switch turns it off, not bypasses it.

3. Схема построена так, чтобы перенапряжения при коммутации КУ с помощью вакуумных выключателей не превышали допустимых норм на конденсаторы.3. The circuit is designed so that the overvoltage during switching the switchgear with the help of vacuum circuit breakers does not exceed the permissible norms for capacitors.

Предлагаемая схема КУ представлена на рис. 1, в которой приняты следующие обозначения:The proposed KU scheme is presented in Fig. 1, in which the following notation is adopted:

1. Шины 27,5 кВ.1. Tires 27.5 kV.

2. Рельсы.2. The rails.

3. Первый выключатель.3. The first switch.

4. Первая секция конденсаторной батареи КУ.4. The first section of the capacitor bank KU.

5. Вторая секция конденсаторной батареи КУ.5. The second section of the capacitor bank KU.

6. Четвертый выключатель.6. The fourth switch.

7. Третий выключатель.7. Third switch.

8. Фильтровый реактор.8. Filter reactor.

9. Пусковой резистор.9. Starting resistor.

10. Второй выключатель.10. The second switch.

Схема КУ работает следующим образом:The KU scheme works as follows:

A. Последовательность включения КУ с первой (4) и второй (5) секциями (исходная позиция - выключатели 3, 6, 7, 10 - отключены).A. The sequence of switching on the KU with the first (4) and second (5) sections (the initial position is the switches 3, 6, 7, 10 - off).

1. Включить выключатель 7.1. Turn on the switch 7.

2. Включить выключатель 10.2. Turn on the switch 10.

3. Включить выключатель 3.3. Turn on the switch 3.

4. Отключить выключатель 10.4. Turn off the switch 10.

Б. Отключить вторую секцию 5 после включения КУ по п. А.B. Turn off the second section 5 after turning on the control unit according to item A.

1. Включить выключатель 10.1. Turn on the switch 10.

2. Отключить выключатель 7.2. Turn off the switch 7.

3. Включить выключатель 6.3. Turn on the switch 6.

4. Отключить выключатель 10.4. Turn off the switch 10.

B. Подключить вторую секцию 5 после выполнения операций по п. Б.B. Connect the second section 5 after performing the operations of claim B.

1. Включить выключатель 10.1. Turn on the switch 10.

2. Отключить выключатель 6.2. Turn off the switch 6.

3. Включить выключатель 7.3. Turn on the switch 7.

4. Отключить выключатель 10.4. Turn off the switch 10.

Г. Отключить КУ. Исходная позиция по п. В (включены выключатели 3, 7, отключены выключатели 10 и 6).G. Disable KU. Starting position according to item B (switches 3, 7 are on, switches 10 and 6 are off).

1. Включить выключатель 10.1. Turn on the switch 10.

2. Отключить выключатель 3.2. Turn off the switch 3.

3. Отключить выключатель 7.3. Turn off the switch 7.

Все проверочные расчеты и запись осциллограмм по определению коммутационных перенапряжений на оборудовании выполнены для следующих параметров конденсаторов первой и второй секций конденсаторной батареи, реактора и пускового резистора. Принимаем, что в схеме все выключатели несинхронизированные. В качестве пускового резистора применен бетэловый резистор, сопротивление 80 Ом [1]. Применены конденсаторы КЭК-2-1,05-60. В первой секции 4 конденсаторной батареи 32 последовательно включенных рядов конденсаторов, всего 96 конденсаторов. Во второй секции 5-12 последовательно включенных конденсаторов, всего 36 конденсаторов. Включен фильтровый реактор 8 ФРОМ-3200/ 35 [2], использована отпайка на 107 мГн. Длительность коммутационных переключений (т.е. отключение-включение КУ и переключение второй секции 5) не превышает 0,5 сек.All verification calculations and the recording of waveforms for determining the switching overvoltage on the equipment are performed for the following parameters of the capacitors of the first and second sections of the capacitor bank, reactor and starting resistor. We accept that in the circuit all the switches are unsynchronized. As a starting resistor, a betel resistor with a resistance of 80 Ohms is used [1]. The capacitors KEK-2-1,05-60 are used. In the first section 4 of the capacitor bank 32 series-connected series of capacitors, a total of 96 capacitors. In the second section of 5-12 series-connected capacitors, a total of 36 capacitors. The filter reactor 8 FROM-3200/35 [2] was switched on, a tap of 107 mH was used. The duration of the switching switching (i.e., switching off / on the switching unit and switching the second section 5) does not exceed 0.5 seconds.

При снятии напряжения на шинах 27.5 кВ при любой причине следует отключить КУ. Рассмотрим все варианты коммутационных процессов в КУ с точки зрения перенапряжений.When removing voltage on 27.5 kV buses, for any reason, the KU should be turned off. Consider all options for switching processes in the KU from the point of view of overvoltage.

1) Включение КУ по п. А происходит при параллельном соединении пускового резистора с реактором и в соответствии с [1, рис. 3.31,а] и с учетом влияния тяговой нагрузки [1, рис. 4.16] перенапряжения не будут превосходить допустимых 10% [1]. Осциллограмма [1, рис. 3.32] подтверждает спокойный без перенапряжений процесс включения КУ.1) Turning on the control unit according to item A occurs when the starting resistor is connected in parallel with the reactor and in accordance with [1, Fig. 3.31, a] and taking into account the influence of traction load [1, Fig. 4.16] overvoltages will not exceed the permissible 10% [1]. Oscillogram [1, Fig. 3.32] confirms the process of switching on the switchgear that is calm without overvoltage.

2) Аналогично без перенапряжений происходит процесс включения второй секции 5 в п. Б (для подключения пускового резистора 9), так как в этом случае резистор 80 Ом шунтирует цепочку реактора 8 с последовательно соединенной второй секцией 5 конденсаторной батареи.2) Similarly, without overvoltage, the process of turning on the second section 5 in p. B (for connecting the starting resistor 9) occurs, since in this case the 80 Ohm resistor shunts the chain of reactor 8 with the second section 5 of the capacitor bank connected in series.

3) В п. В отключение второй секции 5 вакуумным выключателем 7 происходит надежно при включенном пусковом резисторе 9 выключателем 10.3) In p. In the shutdown of the second section 5 by a vacuum switch 7 occurs reliably when the starting resistor 9 is turned on by the switch 10.

4) И наконец, в п. Г вакуумный выключатель 3 надежно без перенапряжений отключает КУ.4) And finally, in paragraph D, the vacuum circuit breaker 3 reliably without overvoltage trips the switchgear.

Таким образом, предлагаемое схемное решение обеспечивает переключения КУ без перенапряжений.Thus, the proposed circuit solution provides switching KU without overvoltage.

ЛитератураLiterature

1. Герман Л.А., Серебряков А.С. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог. М.: Учебно-методический центр образования на железнодорожном транспорте, 2015. - 316 с.1. German L.A., Serebryakov A.S. Adjustable capacitive compensation systems in traction power supply systems of railways. M .: Educational-methodical center of education in railway transport, 2015. - 316 p.

2. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983, 183 с.2. Borodulin BM, German L.A., Nikolaev G.A. Condenser installations of electrified railways. M .: Transport, 1983, 183 p.

Claims

Установка ступенчатая поперечной емкостной компенсации, включенная между шинами 27,5 кВ и рельсом и содержащая последовательно соединенные первый выключатель на напряжение 27,5 кВ, первую секцию конденсаторной батареи, пусковой резистор, второй и третий выключатели на 10 кВ, а также фильтровый реактор, отличающаяся тем, что в нее введена цепочка из второй секции конденсаторной батареи с последовательно соединенным третьим выключателем на 10 кВ, которая зашунтирована четвертым выключателем, причем один вывод четвертого выключателя соединен с точкой соединения первой секции конденсаторной батареи с пусковым резистором, а второй вывод четвертого выключателя соединен с первым выводом фильтрового реактора, второй вывод которого соединен с рельсом.A stepwise transverse capacitive compensation installation connected between 27.5 kV buses and a rail and containing a first 27.5 kV circuit breaker, a first capacitor bank section, a starting resistor, a second and third 10 kV circuit breakers, and a filter reactor the fact that a chain is introduced into it from the second section of the capacitor bank with a third 10 kV circuit breaker connected in series, which is shunted by the fourth circuit breaker, and one terminal of the fourth circuit breaker is connected with the connection point of the first section of the capacitor bank with a starting resistor, and the second terminal of the fourth switch is connected to the first terminal of the filter reactor, the second terminal of which is connected to the rail.