ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
По дисциплине
«Тяговые и трансформаторные подстанции»
Выполнил: студент 5 курса
Шифр 1260-ц/СДс-2074
Проверил: д.т.н., доктор наук
Герман Л. А.
Н.Новгород, 2015
Лабораторная работа №1
Оценка усиления гармоник в совокупности внешнего электроснабжения
Цель работы: совершить диагностику усиления гармоник в совокупности внешнего электроснабжения при применении компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки.
Конденсаторные установки поперечной компенсации являются замечательным средством увеличения энергетических показателей системы электропитания электрической тяги. Посредством КУ компенсируется реактивная мощность, утраты напряжения, понижаются уровни высших гармонических. Величина высших гармонических тяговой нагрузки зависит от схемы внешнего электроснабжения, типа ЭПС, наличия и наличия рекуперации вторых источников высших гармоник.
Разглядим установку поперечной ёмкостной компенсации (КУ). КУ включаются на фазы тяговой подстанции и в тяговую сеть — на должности секционирования. Нерегулируемая КУ является фильтром LC, настроенный на частоту 145-147 Гц. Основное назначение реактора L — сократить возможность резонансных явлений между КУ и совокупностью внешнего электроснабжения. Помимо этого, фильтр снижает уровни гармоник в сетях внешнего электроснабжения. В данной работе произведём оценку влияния частоты настройки фильтра на усиление высших гармонических в совокупности внешнего электроснабжения.
Для моделирования процесса используем схему, представленную на рис.1.
Рис. 1.
Для данной схемы составляем схему замещения рис 2.
Рис. 2
Данные:
U1 = 110 кВ — напряжение ВН
U2 = 27,5 кВ — напряжение НН
L = 2*100 км – протяженность линии 110 кВ
X0 = 0,4 Ом/км – сопротивление линии 110 кВ
Uk=10,5 % – напряжение к.з. трансформатора
S=40 МВА – мощность трансформатора
Определяем сопротивление линии:
Ом
Определяем сопротивление трансформатора:
Ом
Определяем ёмкостное сопротивление КУ
Ом
Определяем индуктивное сопротивление КУ:
— без реактора (громаднейшее усиление Ку(n))
— с реактором (используется на практике)
f = 140 Гц
Ом
— с реактором (совершенный вариант на практике не используется из–за громадной величины тока высших гармоник протекающего через КУ):
Гц
Ом
Определяем усиление гармоник:
Гц
Ом
— с реактором (резонанс, т.к. эл. цепь реактор + КУ носит ёмкостной темперамент)
Вывод: Без реактора при f = 0 мы замечаем громаднейшее усиление Ky(n) (график Ky1(n)), т.к. емкостное сопротивление КУ по отношению к индуктивному сопротивлению СВЭ образуют колебательный контур, в котором усиливаются токи высших гармоник составляющих.
С реактором при f = 140 Гц маленькое усиление Ky(n) (график Ky2(n)), т.к. цепочка реактор + КУ носит индуктивный темперамент. Резонанса нет. Наряду с этим часть токов высших гармонических составляющих закорачиваются в цепи реактор + КУ, а часть попадает в СВЭ (используется на практике).
С реактором при f = 150 Гц (график Ky3(n)) совершенный вариант (все токи высших гармонических составляющих закорачиваются через КУ) на практике не применятся из-за громадной величины этих токов протекающих через КУ.
С реактором при f = 200 Гц (график Ky4(n)) появляется резонанс, т.к. благодаря повышения частоты индуктивное сопротивление реактора значительно уменьшается и электрическая цепь реактор+КУ получает емкостной темперамент.