RU2819464C1 - Method of controlling static reactive power generator - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical communication equipment.

SUBSTANCE: invention relates to electric power supply of alternating current railways. Method of controlling a static reactive power generator (SRPG) of a sectioning station (SS) consists in the fact that stabilized voltage is maintained at the SS, at that, connecting the intermediate voltage transformer, which is connected to the contacts of the SRPG mode switching relay, connecting the current relay of the supply line of the contact network, connecting the current relay of the SRPG to the current transformer of the SRPG, time relay is also connected. At the same time lower stabilization voltage of SS is set equal to voltage of traction substations, setting of switching currents is determined by SRPG generation current I_SRPG.alt and by traction load current I_antihunt.alt. In this case, if I_SRPG≥I_SRPG.alt, the current relay of the SRPG is actuated, or if I_antihunt≥I_antihunt.alt, the current relay of the supply line of the contact network is actuated, then the time relay is actuated, contact of which switches on the SRPG mode switching relay, which switches the operation mode of the SRPG to the increased mode of stabilized voltage. And at I_SRPG≤(I_SRPG.alt−100) A or at I_antihunt≤(I_antihunt.alt−50) A, the SRPG is switched back to reduced mode of stabilized voltage.

EFFECT: reduction of power losses in traction network with SRPG.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока и The invention relates to the power supply of AC electric railways and

может быть использовано при компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки электроподвижного составаcan be used to compensate the reactive power of the traction load of electric rolling stock

Уровень техникиState of the art

Способ регулирования мощности, а также устройство и работа СГРМ рассмотрено в [1], где в соответствие с предложением завода-изготовителя предложен закон регулирования СГРМ на посту секционирования (ПС) межподстанционной зоны - «стабилизация напряжения». Вторичные цепи трансформатора тока СГРМ и трансформатора напряжения ПС подключены к шкафу управления с набором программ НИИЭФА-ЭНЕРГО расчета и диагностики, который соединен с расчетным блоком и по результатам расчета управляет мощностью СГРМ, При этом он решает приоритетную задачу - повышает пропускную способности железной дороги. Однако по опыту эксплуатации СГРМ на Зап-Сибирской, Северной и Горьковской ж .д , где уровень стабилизации принят постоянным на уровне 27 -28кВ, возрастает потребление реактивной мощности электроподвижным составом (ЭПС) до 25% и возрастает уровень перекомпенсации реактивной мощности, что приводит к увеличению потерь мощности. В [2] предлагается уменьшить часть мощности СГРМ и компенсировать её установкой конденсаторной батареей с реактором, то есть выполнить установку комбинированной. Однако оставшаяся мощность СГРМ имеет повышенные потери мощности. В патентах [3, 4] предлагается регулировать мощность СГРМ путем контроля гармоники 150Гц, но в современных ЭПС резко улучшается cosϕ, что снижает эффективность регулирования по гармонике 150Гц.The method of power regulation, as well as the design and operation of the SGRM, is considered in [1], where, in accordance with the manufacturer’s proposal, a law for regulating the SGRM at the sectioning post (PS) of the intersubstation zone is proposed - “voltage stabilization”. The secondary circuits of the SGRM current transformer and the PS voltage transformer are connected to a control cabinet with a set of NIIEFA-ENERGO calculation and diagnostic programs, which is connected to the calculation unit and, based on the calculation results, controls the power of the SGRM. At the same time, it solves the priority problem - it increases the throughput of the railway. However, according to the operating experience of the SGRM on the Western Siberian, Northern and Gorky railways, where the level of stabilization is assumed constant at the level of 27 -28 kV, the consumption of reactive power by electric rolling stock (EPS) increases up to 25% and the level of reactive power overcompensation increases, which leads to increasing power losses. In [2], it is proposed to reduce part of the SGRM power and compensate for it by installing a capacitor bank with a reactor, that is, performing a combined installation. However, the remaining power of the SGRM has increased power losses. Patents [3, 4] propose to regulate the power of the SGRM by controlling the 150Hz harmonic, but in modern EPS cosϕ is sharply improved, which reduces the efficiency of regulation at the 150Hz harmonic.

Прототип изобретенияInvention prototype

За прототип принимаем установку СГРМ на посту секционирования [1, рис.4], где рассмотрены способ регулирования его мощности по закону «стабилизациям напряжения» и представлена схема СГРМ [5]. Поэтому далее рассматриваем Способ регулирования статического генератора реактивной мощности (СГРМ) поста секционирования (ПС) с трансформаторами тока на каждой линии контактной сети межподстанционной зоны, контролирующего ток тяговой сети Iтс, причем СГРМ содержит трансформатор тока для контроля тока генерации СГРМ Iсгрм и трансформатор напряжения на шинах ПС и шкаф управления с программой «Система диагностики оборудования тяговых подстанций НИИЭФА-ЭНЕРГО. Программа отображения информации PROGNOSE», и путем регулирования тока генерации СГРМ Iсгрм поддерживается стабилизированное напряжение Uст на ПС для прохода тяжеловесного электроподвижного состава.For the prototype we take the installation of a GRRM at the sectioning post [1, Fig. 4], where the method of regulating its power according to the law of “voltage stabilization” is considered and the SGRM circuit is presented [5]. Therefore, we further consider the Method of regulating a static reactive power generator (SRPG) of a sectionalization post (PS) with current transformers on each line of the contact network of the intersubstation zone, controlling the traction network current Its, and the SRPM contains a current transformer for controlling the generation current SGRM Isgrm and a voltage transformer on the buses Substation and control cabinet with the program “Diagnosis system for traction substations equipment NIIEFA-ENERGO. PROGNOSE information display program”, and by regulating the SGRM generation current Isgrm, a stabilized voltage Ust is maintained at the substation for the passage of heavy electric rolling stock.

Итак, недостаток СГРМ на посту секционирования контактной сети - увеличенные потери мощности в тяговой сети с СГРМ.So, the disadvantage of the SGRM at the sectioning post of the contact network is increased power losses in the traction network with the SGRM.

Цель изобретения - снижение потерь мощности в тяговой сети с СГРМ.The purpose of the invention is to reduce power losses in a traction network with a power steering gear.

Для реализации цели изобретения:To realize the purpose of the invention:

- введен промежуточный трансформатор напряжения (ПТН) для формирования стабилизированного пониженного напряжения на ПС , - an intermediate voltage transformer (IVT) was introduced to form a stabilized reduced voltage at the substation,

- установлено пониженное напряжение стабилизации Uст- ПС равное напряжению тяговых подстанций,- a reduced stabilization voltage Ust-PS is set equal to the voltage of the traction substations,

- введено переключающее устройство с повышенного Uст+ на пониженное Uст- стабилизированные напряжения на ПС,- a switching device has been introduced from increased Ust+ to decreased Ust - stabilized voltages at the substation,

- введены уставки токов переключения Iсгрм.пер и Iтс.пер, при условии которых Iсгрм≥Iсгрм.пер или при наибольшем токе выключателя из четырёх питающих линии поста секционирования Iтс≥Iтс.пер СГРМ переключается на повышенный Uст+ режим стабилизированного напряжения на ПС, а при Iсгрм≤ (Iсгрм.пер -100)А или при Iтс≤(Iтс.пер -50)А происходит обратное переключение СГРМ на пониженный режим стабилизированного напряжения Uст-.- settings for the switching currents Isgrm.per and Its.per have been introduced, under the condition of which Isgrm≥Isgr.per or at the highest current of the circuit breaker of the four supply lines of the sectioning station Its≥Its.per The SGRM switches to the increased Ust+ mode of stabilized voltage at the substation, and at Igrm≤ (Igrm.per -100)A or at Its≤(Its.per -50)A the SGRM switches back to the reduced mode of the stabilized voltage Ust-.

Краткое описание схемы регулирования СГРМBrief description of the GRMS control scheme

Для пояснения принципа регулирования представим схему СГРМ с устройством регулирования мощности (фиг.1), на котором введены следующие обозначения:To explain the principle of regulation, let us present a circuit of the SGRM with a power control device (Fig. 1), on which the following symbols are introduced:

1,2. Тяговые подстанции ТП;1.2. Traction substations TP;

3. пост секционирования;3. sectioning post;

4. Трансформаторы тока выключателей поста секционирования;4. Current transformers for sectioning station switches;

5. Выключатель СГРМ;5. SGRM switch;

6. Трансформатор тока СГРМ;6. Current transformer SGRM;

7. Блок вакуумного выключателя, шунтирующего токоограничивающий резистор заряда;7. Vacuum switch block shunting the current-limiting charge resistor;

8. Вводный и выходной реакторы;8. Inlet and outlet reactors;

9. Блок силовых ячеек в цепи СГРМ;9. Block of power cells in the timing chain circuit;

10. Преобразователь СГРМ;10. SGRM converter;

11. Трансформатор 27,5 кВ напряжения шин поста секционирования;11. Transformer 27.5 kV voltage of busbars of the sectioning station;

12. Промежуточный трансформатор напряжения ПТН;12. Intermediate voltage transformer PTN;

13. Размыкающий и замыкающий контакты реле переключения режимом СГРМ;13. Opening and closing contacts of the relay switching by the SGRM mode;

14. Шкаф управления с расчетным блоком;14. Control cabinet with calculation unit;

15. Реле тока Т СГРМ;15. Current relay T SGRM;

16. Катушки токовых реле питающих линий контактной сети;16. Coils of current relays of power lines of the contact network;

17. Контакты реле тока 16;17. Current relay contacts 16;

18 Катушка реле времени;18 Time relay coil;

19. Катушка реле переключения режима СГРМ;19. Relay coil for switching the timing mode;

20. Счетчик электроэнергии;20. Electricity meter;

21. Контакт реле 15;21. Relay contact 15;

22. Контакт реле 18.22. Relay contact 18.

Дадим пояснения по работе СГРМ на посту секционирования (ПС), 3, контактной сети, питающейся от двух тяговых подстанций ТП 1,2. Трансформаторы тока 4 контролируют тяговую нагрузку Iтс питающих линий контактной сети. К шинам ПС подключен СГРМ,10, ток его генерации Iсгрм контролирует реле 15, подключенное к трансформатору тока 6. Напряжение на шинах ПС контролирует трансформатор напряжения 11, ко вторичной обмотке которого подключен промежуточный трансформатор напряжения ПТН,12, изменяющий режим работы СГРМ со стабилизации повышенного напряжения Ucт+ на пониженное Uст- (и наоборот) с помощью контактов 13 реле переключения режимов 19. Реле 19 срабатывает при повышении нагрузки Iтс на любой питающей линии контактной сети при срабатывании реле максимального тока (катушка 16 и его контакты 17) и замыкании контакта 18 реле контроля 15 тока СГРМ. Шкаф управления 14 с расчетным блоком и с заводской программой управления на основании принятого напряжения стабилизации даёт команду на блок 9 силовых транзисторов для управления их током. Контроль мощности и электроэнергии генерации СГРМ, а также мощности и электроэнергии потерь измеряет счетчик электроэнергии 20.Let us give an explanation of the operation of the GRRM at the sectioning post (PS), 3, of the contact network, powered by two traction substations TP 1,2. Current transformers 4 control the traction load Itc of the contact network supply lines. A SGRM, 10, is connected to the substation buses; its generation current Isgrm is controlled by relay 15, connected to current transformer 6. The voltage on the substation buses is controlled by a voltage transformer 11, to the secondary winding of which an intermediate voltage transformer PTN, 12 is connected, which changes the operating mode of the SGRM from stabilization of an increased voltage Uct+ to reduced Ust- (and vice versa) using contacts 13 of the mode switching relay 19. Relay 19 is activated when the load Its increases on any supply line of the contact network when the maximum current relay is triggered (coil 16 and its contacts 17) and contact 18 is closed relay control 15 current SGRM. The control cabinet 14 with a calculation unit and a factory control program, based on the received stabilization voltage, gives a command to a block of 9 power transistors to control their current. Monitoring the power and electricity generation of the SGRM, as well as power and electricity losses, is measured by the electricity meter 20.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

При существующем законе регулирования СГРМ (стабилизация напряжения на шинах ПС) генерируемый ток СГРМ зависит от загрузки тяговой сети. С ростом тяговой нагрузки снижается напряжение на шинах ПС, поэтому увеличивается ток СГРМ, чтобы поддержать напряжение на шинах на уровне Uст. На шины ПС воздействуют два тока: ток тяговой сети активно-индуктивного характера, «отнесенный к ПС» и ток СГРМ . Таким образом, напряжение на ПС равноWith the existing regulation law for SGRM (voltage stabilization on substation buses), the generated SGRM current depends on the load of the traction network. As the traction load increases, the voltage on the substation busbars decreases, so the GRRM current increases in order to maintain the voltage on the busbars at the level Ust. The substation buses are affected by two currents: the current of the traction network of an active-inductive nature, “attributed to the substation” and the SGRM current. Thus, the voltage across the PS is equal to

Uпс =Uтп -[(I’’тс - Iсгрм)Хвх +I’тсRвх], (1)Ups = Utp - [(I’’ts - Isgrm)Хin + I’tsRin], (1)

где I’тс и I’’тс -активная и реактивная составляющие тяговой нагрузки, «приходящиеся» на ПС;where I’ts and I’ts are the active and reactive components of the traction load “attributable” to the substation;

Хвх, Rвх - входные индуктивное и активное сопротивления ПС, которые обычно равны 7 - 9Ом при двухстороннем питании тяговой сети.In, Rin - input inductive and active resistance of the substation, which are usually equal to 7 - 9 Ohms with two-way power supply to the traction network.

Далее определим два важных параметра, определяющих эффективную работу тяговой сети с СГРМ: значения пониженного и корректированного повышенного стабилизированного напряжения на посту секционирования.Next, we will determine two important parameters that determine the effective operation of the traction network with GRMS: the values of the reduced and adjusted increased stabilized voltage at the sectioning station.

1)Повышенное стабилизированное напряжение необходимо при проходе тяжеловесных поездов с повышенной нагрузкой. Покажем возможность его корректировки для повышения экономичности тяговой сети. 1) Increased stabilized voltage is necessary when passing heavy trains with increased load. We will show the possibility of adjusting it to increase the efficiency of the traction network.

2) Пониженное значение стабилизации позволит снизить потери мощности в СГРМ, а также в тяговой сети, что приводит к снижению потерь мощности в тяговой сети с СГРМ на ПС.2) A reduced stabilization value will reduce power losses in the SGRM, as well as in the traction network, which leads to a reduction in power losses in the traction network from the SGRM to the substation.

Формирование принципа определения значения пониженного стабилизированного напряжения СГРМ (Uст-).Formation of the principle of determining the value of the reduced stabilized voltage of the main timing gear (Ust-).

При снижении нагрузки, и в частности, при отсутствии тяжеловесных поездов, целесообразно переходить на экономичный режим работы межподстанционной зоны, то есть на режим минимальных потерь мощности в тяговой сети. Такой режим возможен при приближении к равенству напряжений тяговых подстанций и поста секционирования. В этом случае снижаются реактивные токи в тяговой сети, что будет показано ниже и потери мощности от реактивных токов приближаются к нулю. Выбрать такой режим возможен путем приравнивания напряжения ПС напряжению тяговых подстанций. В режиме равенства указанных напряжений участок работает сутки и далее выполняется следующая проверка. По программе «Система диагностики…..» анализируется этот суточный режим, а именно:When the load decreases, and in particular, in the absence of heavy trains, it is advisable to switch to an economical mode of operation of the intersubstation zone, that is, to a mode of minimal power losses in the traction network. This mode is possible when the voltages of the traction substations and the sectioning station approach equality. In this case, reactive currents in the traction network are reduced, which will be shown below, and power losses from reactive currents approach zero. This mode can be selected by equating the substation voltage to the voltage of the traction substations. In the mode of equality of the specified voltages, the section operates for a day and then the following check is performed. According to the program “Diagnostic system...” this daily regime is analyzed, namely:

1) проверяется, не перешел ли СГРМ в режим генерирования индуктивного тока. Тогда следует на втором шаге повысить стабилизированный режим, например, на 0,2кВ, и повторить проверку; 1) it is checked whether the SGRM has switched to the mode of generating inductive current. Then in the second step you should increase the stabilized mode, for example, by 0.2 kV, and repeat the test;

2) проверяется, возможно ли понизить напряжение ещё, но так, чтобы не было перехода СГРМ на генерацию индуктивного тока. Анализ следует выполнять каждые сутки за недельный период. По опыту выполненных расчетов предполагаем потребуется около 10 шагов.2) it is checked whether it is possible to lower the voltage further, but in such a way that there is no transition of the SGRM to the generation of inductive current. The analysis should be performed every day over a weekly period. Based on the experience of the calculations performed, we assume that about 10 steps will be required.

Итак, путем вышеуказанных расчетов получили пониженное стабилизированное напряжение Uст- на шинах ПС, равное напряжению подстанции. Кстати, здесь же с помощью РПН трансформаторов уравниваем напряжения трансформаторов смежных тяговых подстанций.So, through the above calculations, we obtained a reduced stabilized voltage Ust- on the substation buses, equal to the substation voltage. By the way, here, with the help of on-load tap-changers of transformers, we equalize the voltages of transformers of adjacent traction substations.

На основании (1) при Uпс - Uтп =0 получим следующее равенство: Based on (1) with Ups - Utp =0 we obtain the following equality:

[(I’’тс - Iсгрм)Хвх +I’тсRвх] = 0, (2)[(I''ts - Isgrm)Хin + I'tsRin] = 0, (2)

илиor

I’’тс Хвх +I’тсRвх- Iсгрм⋅Хвх = ΔU’’ + ΔU’ - Uсгрм = 0, (3)I’’ts Хin + I’tsRin- Iсgr⋅Хin = ΔU’’ + ΔU’ - Ugrm = 0, (3)

где ΔU’’ и ΔU’ - продольная и поперечная составляющие потери напряжения, а Uсгрм - напряжение на СГРМ.where ΔU'' and ΔU' are the longitudinal and transverse components of the voltage loss, and Usgrm is the voltage at the SGRM.

Так как поперечная составляющая обычно менее 5% от номинального напряжения [6], то пренебрегаем значением ΔU’ и окончательно при пониженном напряжении стабилизации Uст- принимаем;Since the transverse component is usually less than 5% of the rated voltage [6], we neglect the value of ΔU’ and finally accept Ust at a reduced stabilization voltage;

ΔU’’ = Uсгрм, (4)ΔU’’ = Ugrm, (4)

то есть в этом случае происходит полная компенсация реактивной составляющей потери напряжения тягового тока, что ведет практически к полной компенсации реактивного тока тяговой нагрузки и, следовательно, к существенному снижению потерь мощности в тяговой сети.that is, in this case there is complete compensation of the reactive component of the traction current voltage loss, which leads to almost complete compensation of the reactive current of the traction load and, consequently, to a significant reduction in power losses in the traction network.

На конкретном примере по данным программы «Система диагностики….» проиллюстрируем последовательность расчетов пониженного стабилизированного напряжения (фиг. 2). На действующем СГРМ в тяговой сети определяем пониженное напряжение стабилизации. Например, на фиг. 2 видно, что напряжение стабилизации на СГРМ Черная речка Uст- =26,7кВ примерно равно напряжению тяговых подстанций. Здесь нужно учесть следующее: тяговые трансформатора имеют устройство РПН. Обычно ступень регулирования трансформатора 110 кВ, 40 МВА составляет 1,78% от номинального напряжения, то есть 1,78х27,5/100 =0,489кВ [6]. Поэтому идеально нельзя выровнять напряжения смежных подстанций и приходится стабилизированное напряжение ПС приравнивать к среднему напряжению смежных подстанций.Using a specific example based on the data from the “Diagnostic System...” program. Let us illustrate the sequence of calculations for reduced stabilized voltage (Fig. 2). At the existing GRMS in the traction network, we determine the reduced stabilization voltage. For example, in FIG. 2 it can be seen that the stabilization voltage at the Chernaya Rechka SGRM Ust- = 26.7 kV is approximately equal to the voltage of the traction substations. Here you need to take into account the following: traction transformers have an on-load tap-changer. Typically, the regulation stage of a 110 kV, 40 MVA transformer is 1.78% of the rated voltage, that is, 1.78x27.5/100 = 0.489 kV [6]. Therefore, it is ideally impossible to equalize the voltages of adjacent substations and the stabilized voltage of the substation has to be equated to the average voltage of adjacent substations.

Итак, на указанном примере выбрано напряжение стабилизации Uст- =26,7кВ.So, in the above example, the stabilization voltage Ust- = 26.7 kV was selected.

Корректировка повышенного значения напряжения СГРМ. Рекомендуется уровень повышенного напряжения Uст+ в пределах 27 -28кВ. Покажем, как для конкретного участка возможно уточнение указанного повышенного уровня напряжения для снижения потерь мощности в СГРМ. Последовательно на каждые сутки устанавливаются стабилизированные напряжения от 27 до 28кВ с шагом 0,2кВ. По программе «Система диагностики….» за каждые сутки просматривается проход тяжелых поездов и определяется минимальное значение Uст+ при соблюдении условия: напряжение на токоприемнике не должно быть менее 25кВ.Correction of the increased value of the timing belt voltage. The recommended level of increased voltage Ust+ is within the range of 27 -28 kV. We will show how, for a specific section, it is possible to refine the specified increased voltage level to reduce power losses in the GRRM. Consistently, stabilized voltages are set from 27 to 28 kV every day in increments of 0.2 kV. According to the program “Diagnostic system...” For every day, the passage of heavy trains is monitored and the minimum value of Ust+ is determined, subject to the following conditions: the voltage at the pantograph should not be less than 25 kV.

В качестве примера покажем электромагнитные процессы в СГРМ при установке напряжения стабилизации на уровне 26,7кВ. Из «Системы диагностики……» выберем период времени 3.30.00 - 6.00.00час с проходом тяжеловесного состава (фиг. 3, 4, 5). По мере приближения состава к ПС в течение 1-1,5 часов ток СГРМ изменялся от 160 до 400А (фиг. 4), и при проходе мимо ПС ток СГРМ возрос до максимального значения 460А. Далее, к сожалению, напряжение на ПС снижается и падает до 25 кВ. (фиг. 3) в течение 8сек. В дальнейшем предлагаем контролировать пониженное напряжение на токоприемнике при работе СГРМ за время 10 сек и установить норму пониженного напряжения -номинальное значение ЭПС 25кВ. Поэтому считаем, что принятое напряжение стабилизации в этом примере (Ucт- =26,7кВ ) достаточно для успешного пропуска тяжеловесных поездов на рассматриваемом участке. Конечно, для утверждения предлагаемой нормы следует провести массовые измерения на различных участках.As an example, we will show electromagnetic processes in the SGRM when the stabilization voltage is set at 26.7 kV. From the “Diagnostic System...” we select the time period 3.30.00 - 6.00.00 hours with the passage of a heavy train (Fig. 3, 4, 5). As the train approached the substation for 1-1.5 hours, the SGRM current changed from 160 to 400A (Fig. 4), and when passing the substation, the SGRM current increased to a maximum value of 460A. Further, unfortunately, the voltage at the substation decreases and drops to 25 kV. (Fig. 3) for 8 seconds. In the future, we propose to monitor the reduced voltage on the pantograph during operation of the SGRM for a period of 10 seconds and set the norm for the reduced voltage - the nominal value of the EPS is 25 kV. Therefore, we believe that the adopted stabilization voltage in this example (Ust- = 26.7 kV) is sufficient for the successful passage of heavy trains on the section under consideration. Of course, to approve the proposed standard, mass measurements should be carried out at various sites.

На графике фиг. 5 зафиксированы потери мощности в СГРМ за этот же период с помощью счетчика 20: суточные потери мощности от 10кВт до 50кВт. Видно, что при росте генерируемого тока СГРМ растут потери мощности. Подтверждена эффективность возможного снижения напряжения стабилизации для снижения потерь электроэнергии: специально проведенный эксперимент при снижении стабилизированного напряжения с 27,5кВ до 26,7кВ показал снижение суточных потерь мощности в СГРМ с 37,1кВт до 24,2кВт, то есть на 35%. On the graph of Fig. 5 recorded power losses in the SGRM for the same period using counter 20: daily power losses from 10 kW to 50 kW. It can be seen that as the generated SGRM current increases, the power losses increase. The effectiveness of a possible reduction in stabilization voltage to reduce electricity losses has been confirmed: a specially conducted experiment with a decrease in stabilized voltage from 27.5 kV to 26.7 kV showed a decrease in daily power losses in the GRRM from 37.1 kW to 24.2 kW, that is, by 35%.

Итак , технический результат изобретения состоит в снижении потерь мощности в тяговой сети с СГРМ на ПС при снижении напряжения стабилизации на СГРМ за счет:So, the technical result of the invention is to reduce power losses in the traction network from the SGRM to the substation while reducing the stabilization voltage at the SGRM due to:

- снижения потерь мощности в СГРМ;- reducing power losses in the main gearbox;

- снижения потерь мощности в тяговой сети при снижении рактивной мощности ЭПС;- reducing power losses in the traction network with a decrease in the active power of the EPS;

- снижения потерь мощности в тяговой сети при снижении области перекомпенсации реактивной мощности в тяговой сети.- reducing power losses in the traction network while reducing the area of reactive power overcompensation in the traction network.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

В качестве промежуточного трансформатора напряжения ПТН выбран трансформатор ПОБС 0,3кВА - силовой, броневой, автоблокировочного типа , предназначенный для питания цепей автоблокировки и сигнализации в электрических сетях переменного тока частотой 50Гц на железных дорогах.As an intermediate voltage transformer PTN, a 0.3 kVA POBS transformer was selected - a power, armored, auto-blocking type, designed to power auto-blocking and signaling circuits in AC electrical networks with a frequency of 50 Hz on railways.

Рассчитаем критерии перехода на пониженный режим напряжения стабилизации: ток тяговой нагрузки Iтс.пер и ток генерации СГРМ Iсгрм.пер.Let's calculate the criteria for switching to a reduced stabilization voltage mode: traction load current I tf.ac and SGRM generation current Igrm.ac.

- Определение уставки переключения СГРМ по току тяжеловесного поезда. Путем контроля наибольшего значения тока тяговой нагрузки по питающим линиям ПС за неделю определяют Iтс.макс и рассчитывают Iтс.пер = Iтс.макс/2. Для рассматриваемого участка принимаем Iтс.пер =150А - Determination of the switching setpoint for the mains timing gear based on the current of a heavy train. By monitoring the highest value of the traction load current along the substation supply lines for a week, I tf .max is determined and I tf .trans = I tf .max/2 is calculated. For the section under consideration we accept I tf.per =150A

- Определение уставки переключения СГРМ по току СГРМ. При росте тяговой нагрузки на всей межподстанционной зоны (а не на одной питающей линии тяговой сети) следует контролировать ток СГРМ в режиме пониженной стабилизации. В этом режиме определяют максимальное значение тока СГРМ Iсгрм.макс и принимают Iсгрм.пер = Iсгрм.макс. Для рассматриваемого участка принимаем Iтс.пер = 250А. Совершенно ясно , что указанные уставки по току тяжеловесного поезда и току переключения СГРМ принимаются для каждого участка индивидуально.- Determination of the switching set point for the SGRM based on the SGRM current. When the traction load increases throughout the entire inter-substation zone (and not on one supply line of the traction network), the GRMS current should be controlled in a reduced stabilization mode. In this mode, the maximum value of the timing belt current Igrm.max is determined and Igrm.per = Igrm.max is accepted. For the section under consideration, we accept I tf.per = 250A. It is absolutely clear that the specified settings for the heavy train current and the switching current of the main gearbox are taken for each section individually.

Рассматриваемое изобретение может применяться в двух вариантах. В первом варианте по рассчитанному пониженному напряжению стабилизации Uст- работает СГРМ и трансформатор ПТН не используется. Во втором варианте, в более эффективном, используется эффект переключения стабилизированного напряжения с Uст- на Uст+. The invention in question can be used in two versions. In the first option, according to the calculated reduced stabilization voltage Ust, the SGRM operates and the PTN transformer is not used. In the second option, which is more efficient, the effect of switching the stabilized voltage from Ust- to Ust+ is used.

Новизна изобретения определяется следующим:The novelty of the invention is determined by the following:

1. Для снижения потерь мощности в СГРМ предложено автоматически изменять стабилизированное напряжение на посту секционирования с СГРМ в зависимости от тяговой нагрузки.1. To reduce power losses in the GRRM, it is proposed to automatically change the stabilized voltage at the sectioning post with the GRRM depending on the traction load.

2. Предложена методика определения пониженного напряжения стабилизации Uст- для СГРМ2. A method has been proposed for determining the reduced stabilization voltage Ust- for SGRM

3. Пониженное напряжение стабилизации предложено выполнять путем введения в схему управления СГРМ промежуточного трансформатора напряжения.3. It is proposed to reduce the stabilization voltage by introducing an intermediate voltage transformer into the control circuit of the SGRM.

4. Предложены критерии перехода на пониженный режим стабилизации напряжения на ПС.4. Criteria for switching to a reduced voltage stabilization mode at the substation are proposed.

Схема (фиг. 1) работает следующим образом. При возрастании тока Iтс до Iтс.пер или Iсгрм до Iсгрм.пер срабатывают реле 15 или 16, в результате срабатывает реле времени 18 и своим контактом 22 включает реле переключения режимов СГРМ19 , переключающее работу СГРМ на режим повышенной стабилизации напряжения (включается контакт «б» ПТН 12). При снижении тока Iтс или Iсгрм аналогично происходит переключение на пониженный режим стабилизации напряжения. Предлагаем задержку времени 5-10сек в реле времени 18.The circuit (Fig. 1) works as follows. When the current Its increases to Its.per or Isgrm to Isgrm.pere, relays 15 or 16 are triggered, as a result, time relay 18 is activated and, with its contact 22, turns on the mode switching relay SGRM19, which switches the operation of the SGRM to the mode of increased voltage stabilization (contact “b” is turned on PTN 12). When the current Its or Isgrm decreases, a switch to a lower voltage stabilization mode occurs in a similar way. We offer a time delay of 5-10 seconds in time relay 18.

Технико-экономический эффект изобретения определяется снижением потерь мощности в тяговой сети за счет снижения потерь мощности в СГРМ, снижения потребления реактивной мощности ЭПС и снижения зоны перекомпенсации реактивной мощности.The technical and economic effect of the invention is determined by the reduction of power losses in the traction network due to the reduction of power losses in the main gearbox, the reduction of reactive power consumption of EPS and the reduction of the reactive power overcompensation zone.

ЛитератураLiterature

1. Герман Л.А., Субханвердиев К.С., Герман Л.А. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. Учебное пособие. Часть 2. Режимная автоматика. М.: ФГБУ ДПО.УМЦ, 2021. 208с.1. German L.A., Subkhanverdiev K.S., German L.A. Automation of power supply of AC traction network. Tutorial. Part 2. Regime automation. M.: FGBU DPO.UMTs, 2021. 208 p.

2. Патент 2762932 от 25.06.2021. Способ регулирования реактивной мощности в тяговой сети ( Герман Л.А. и др.). Опубл. 24.12.2021. Бюл. 36.2. Patent 2762932 dated June 25, 2021. A method for regulating reactive power in a traction network (German L.A. et al.). Publ. 12/24/2021. Bull. 36.

3. Патент 2790740 от 16.11.2022. Устройство управления комбинированной установкой. (Герман Л.А. и др.). Опубл. 28.02.2023 Бюл. №7.3. Patent 2790740 dated November 16, 2022. Combined installation control device. (Herman L.A. et al.). Publ. 02/28/2023 Bulletin. No. 7.

4. Патент 2761459 от 06.03.2021. Устройство регулирования мощности секционной установки…. (Герман Л.А.). Опубл. 08.12.2021. Бюл. №34.4. Patent 2761459 dated 03/06/2021. Power control device for sectional installation…. (Herman L.A.). Publ. 08.12.2021. Bull. No. 34.

5. СГРМ. (Статический генератор реактивной мощности). Руководство по эксплуатации ООО НПП «РУ Инжиниринг. Набережные челны (Татарстан) - 26с.5. SGRM. (Static reactive power generator). Operating manual of NPP "RU Engineering" LLC. Naberezhnye Chelny (Tatarstan) - 26s.

6. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и энергосистемы. М.: Транспорт, 1988. 326 с.6. Karaev R.I., Volobrinsky S.D., Kovalev I.N. Electrical networks and energy systems. M.: Transport, 1988. 326 p.

Claims (1)

Способ регулирования статического генератора реактивной мощности (СГРМ) поста секционирования (ПС) с трансформаторами тока на каждой линии контактной сети межподстанционной зоны, контролирующего ток тяговой сети Iтс, причем СГРМ содержит трансформатор тока СГРМ для контроля тока генерации СГРМ Iсгрм и трансформатор напряжения на шинах ПС и шкаф управления с программой «Система диагностики оборудования тяговых подстанций НИИЭФА-ЭНЕРГО, программа отображения информации PROGNOSE», заключающийся в том, что путем регулирования тока генерации СГРМ Iсгрм поддерживают стабилизированное напряжение Uст на ПС, при этом к вторичной обмотке трансформатора напряжения на шинах ПС подключают промежуточный трансформатор напряжения (ПТН) для формирования стабилизированного пониженного напряжения на ПС, который подключен к размыкающему и замыкающему контактам реле переключения режимом СГРМ, к трансформаторам тока линий контактной сети подключают реле тока питающих линий контактной сети, к трансформатору тока СГРМ подключают реле тока СГРМ, также подключают реле времени, устанавливают пониженное напряжение стабилизации Uст- ПС равное напряжению тяговых подстанций, определяют уставки токов переключения по току генерации СГРМ Iсгрм.пер и по току тяговой нагрузки Iтс.пер, при Iсгрм≥Iсгрм.пер срабатывает реле тока СГРМ или при Iтс≥Iтс.пер срабатывает реле тока питающего линии контактной сети, затем срабатывает реле времени, контакт которого включает реле переключения режимом СГРМ, переключающее режим работы СГРМ на повышенный Uст+ режим стабилизированного напряжения на ПС, а при Iсгрм≤(Iсгрм.пер–100) А или при Iтс≤(Iтс.пер–50) А происходит обратное переключение СГРМ на пониженный режим стабилизированного напряжения Uст-.A method for regulating a static reactive power generator (SRPG) of a sectionalization post (PS) with current transformers on each line of the contact network of the intersubstation zone, controlling the traction network current Its, wherein the SRPM contains a current transformer SGRM for controlling the generation current SGRM Isgrm and a voltage transformer on the buses of the substation and control cabinet with the program “Diagnosis system for equipment of traction substations NIIEFA-ENERGO, information display program PROGNOSE”, which consists in the fact that by regulating the generation current of the SGRM Isgrm they maintain a stabilized voltage Ust at the substation, while an intermediate winding is connected to the secondary winding of the voltage transformer on the buses of the substation a voltage transformer (PTN) to form a stabilized reduced voltage at the substation, which is connected to the opening and closing contacts of the switching relay in the SGRM mode, a current relay of the contact network supply lines is connected to the current transformers of the contact network lines, a current relay of the SGRM is connected to the current transformer SGRM, and also connected time relay, set a reduced stabilization voltage Ust-PS equal to the voltage of the traction substations, determine the switching current settings according to the generation current SGRM Isgrm.ac and the traction load current Its.ac, when Isgrm≥Isgrm.ac the SGRM current relay is triggered or at Its≥Its .per the current relay of the contact network supply line is triggered, then the time relay is triggered, the contact of which turns on the switching relay by the SGRM mode, switching the SGRM operating mode to an increased Ust+ mode of stabilized voltage at the substation, and with Igrm≤(Igrm.per–100) A or at Its≤(Its.per–50) A, the SGRM switches back to a reduced mode of stabilized voltage Ust-.