Основні поняття
Електрорухомий склад електрифікованих залізниць на змінному струмі споживає як активну потужність (що йде на створення механічної енергії тягових двигунів), так і реактивну потужність (що йде на намагнічування трансформаторів, реакторів і т.д.). Тому, для зменшення втрат енергії та підвищення коефіцієнта потужності, застосовують компенсуючі пристрої (КУ), які можуть включатися паралельно (поперечна компенсація) або послідовно (поздовжня компенсація).
При цьому коефіцієнт потужності визначається за виразом:
де, Рt і Qt - активна і реактивна потужність у момент часу t.
КУ в тягової мережі працюють в специфічних і важких умовах, тому надійності їх роботи і захисту від пошкоджень приділяється велика увага.
Отже, пристрої поперечної компенсації (КПК) та поздовжньої компенсації (УПРК) призначені для поліпшення коефіцієнта потужності, компенсації втрати напруги, зменшення несиметрії напруги, викликаної однофазними тяговими навантаженнями. КУ розташовуються на тягових підстанціях і постах секціонування та захисту їх суттєво відрізняються, наприклад, від захисту ліній.
Необхідно зазначити, що використання ємнісний компенсації вельми перспективно для посилення системи електропостачання на змінному струмі, оскільки це порівняно недорогий і ефективний спосіб збільшення мінімального рівня напруги та зменшення втрат. Часто виявляється, що цей шлях є кращим, ніж будівництво нових тягових підстанцій (ТП), збільшення потужності існуючих ТП, збільшення перерізу контактної мережі і т. д.
Є деякі відмінності в застосуванні КПК і УПРК.
КПК вирішує наступні завдання:
компенсація реактивної потужності;
зниження несиметрії (симетрування при включенні КПК в «відстаючу» фазу);
зниження несинусоїдальності напруги (фільтрація гармонік струму).
КПК встановлюється на тягових підстанціях (ТП) і постах секціонування (ПС).
Захист КПК діє на відключення вимикача приєднання установки. У схемах КПК послідовно з конденсаторами включаються реактори для захисту від резонансних явищ. Тому для КПК підбирають реактор з такою індуктивністю, щоб його опір дорівнювало опору конденсаторів при частоті 135-140 Гц (загальний опір на цій частоті дорівнює нулю. При комутаційних перемиканнях для виключення пробою реактора паралельно йому підключається розрядник.
УПРК вирішує наступні завдання: підвищення напруги за установкою за рахунок компенсації індуктивного опору з боку зовнішньої мережі і тягового трансформатора; підвищення коефіцієнта потужності.
Підвищення напруги відбувається за рахунок компенсації падіння напруги на індуктивному навантаженні протилежним по фазі падінням напруги на ємнісний навантаженні УПРК. При цьому підвищується не тільки напругу, але і коефіцієнт потужності. УПРК встановлюється тільки на ТП, т.к. поблизу ПС знаходиться точка Струмоподіл (ефект отУПрК виходить тільки при протіканні по ній струму).
Нині застосування УПРК зростає у зв'язку зі збільшенням інтенсивності руху великовагових поїздів при великих тягових навантаженнях. УПРК мають позитивним властивістю - вони «ав...
