Căile ferate sunt unul dintre cei mai mari consumatori de energie din domeniul transporturilor. Consumul anual ajunge la 5-6% din energia electrică produsă în țară. Din consumul de aproximativ 38 miliarde kWh de energie electrică pe an, peste 80% sunt cheltuite pentru tracțiune.
Sarcina reducerii intensității energetice a procesului de transport ar trebui rezolvată într-un mod cuprinzător - prin îmbunătățirea sistemului de alimentare cu tracțiune și prin îmbunătățirea indicatorilor de putere ai materialului rulant de tracțiune. Acest lucru este valabil mai ales pentru căile ferate electrificate cu curent alternativ, în legătură cu introducerea normelor privind indicatorii de calitate a energiei (GCE) - GOST 13109-97.
Cei mai importanți indicatori de calitate a energiei electrice pentru căile ferate AC la punctele de cuplare comun (TOP) sunt: raporturi de asimetrie tensiune pentru secvența negativă, distorsiunea curbelor de tensiune sinusoidale și componentele armonice de tensiune.
După cum știți, s-au introdus sancțiuni pentru încălcarea normelor privind orice SCE sub formă de majorări ale tarifului, ajungând la 10%. În cazul încălcării normelor pentru mai mulți indicatori, alocația ar trebui să fie rezumată. Aplicarea unor astfel de sancțiuni afectează semnificativ starea economică a sistemelor de alimentare cu tracțiune. În cazul nerespectării normelor stabilite, este posibil să se aplice sancțiuni penale sub formă de suprataxe de până la 20% din tariful pentru energia electrică consumată prin tracțiune.
Pe căile ferate Rusia, ac electrificată acționate electric convertoare semiconductoare echipate pentru motoare de tracțiune, inclusiv aproximativ 15% convertoare -vypryamitelno invertor (TTI), cu reglare faze zonă. Un dezavantaj comun al tuturor AC electric crește consumul de putere reactivă atingând 80% sau mai mult a puterii active, distorsionarea formei curentului la catenară, care determina factorul de putere redusă care să nu depășească 0,8 în uz.
Consecința creșterii consumului de energie reactivă este mai sarcină rețea de tracțiune și locomotive electrice și proces de creștere a pierderilor de curent reactive ale energiei electrice la catenară, care sunt de aproximativ 4% din consumul de energie electrică pentru tracțiune. În plus, creșterea ratei de încărcare actuală însoțită de o creștere a tensiunii de cădere catenară cu o scădere corespunzătoare a tensiunii pe susceptoare și o creștere suplimentară a curentului electric pentru a pune în aplicare forță motrice necesară. Astfel, în cazul în care factorul de putere electrică este egal cu 0,92, pierderea de energie electrică la catenară constituie aproximativ 2,8% din consumul de energie electrică pentru putere de tracțiune, valorile factorului de putere egală cu 0,8 și 0,7, creșterea pierderii catenara respectiv la 4 și 5,3%.
În plus față de creșterea consumului de energie reactivă, sistemul electric de curent alternativ pentru a genera armonici suplimentare de alimentare cu curent de putere de tracțiune, provocând distorsiuni ale curbelor de tensiune sinusoidală și componentele armonice de tensiune în creștere, care degradează indicatori de calitate a puterii la punctele de cuplare comun.
Îmbunătățirea indicatorilor de putere ai sistemului de alimentare cu curent de tracțiune a curentului alternativ se realizează prin intermediul dispozitivelor staționare de compensare a puterii reactive (CRM) instalate pe stațiile de tracțiune. Acestea furnizează compensare a puterii reactive, echilibrare parțială a secvenței negative secvențiale și filtrare armonică a curentului de tracțiune. În același timp, consumul de energie reactivă este redus doar de la sistemul de alimentare externă, în timp ce consumul intern de putere reactivă și consumul suplimentar de energie asociat în rețeaua de tracțiune sunt păstrate.
Pentru a elimina acest dezavantaj, este recomandabil să se utilizeze dispozitivele CRM la bord, cu plasarea lor direct pe materialul rulant. Aceste dispozitive constau dintr-o inductanță serie conectată capacitate și nu numai că sunt în măsură să compenseze puterea reactivă, dar, de asemenea, pentru a reduce treilea curent armonic (150 Hz) și cele ulterioare, care imbunatateste forma de unda din sistemul de contact.
Schemă de conectare a regulat КРМ-Р
pe locomotiva VL80r
Lucrările la crearea de LLZ aeropurtat pentru rulare electrice interne efectuate VELNII și VNIIZhT de la începutul anilor 1980. Au fost realizate și testate ASO probe de model pe locomotive și trenuri. Testele au arătat că dispozitivul de bord ASO îmbunătăți în mod eficient factorul de putere în tracțiune electrică și frânare recuperativă. Astfel, atunci când puterea compensatorului 520 kVAr pentru valoarea medie a unei instalații de rectificare a factorului de putere crește 0.84-0.92 la sarcină nominală, ceea ce corespunde aproape înjumătățirea consumului de putere reactivă a rețelei de tracțiune. Cu toate acestea, abaterea de la sarcină nominală electric reduce factorul de putere și reduce eficiența ASO.
Acest lucru se datorează faptului că modificarea modului de funcționare al locomotivei electrice modifică puterea reactivă consumată. Cu o putere reactivă constantă a dispozitivului RPM, aceasta conduce fie la subcompensare, fie la supracompensarea puterii reactive a locomotivei, ceea ce determină o creștere nedorită a sarcinii curente a sistemului de alimentare cu energie electrică. Prin urmare, pentru a asigura valori ridicate ale factorului de putere al unei locomotive electrice în toate modurile de funcționare, este necesar să se utilizeze un dispozitiv RPM reglabil (CRM-R).
Ajustarea valorii puterii reactive a RPM poate fi modificată prin condensator capacitance sau tensiune pe condensatori. În condiții EPS, atunci când înfășurarea secundară a transformatorului de tracțiune are borne intermediare, este posibil să se efectueze controlul pas cu pas a puterii reactive a compensatorului prin conectarea acestuia la diferite valori ale înfășurării de tracțiune.
Prototipul KRM-R a fost instalat pe o secțiune a locomotivei electrice VL80TK nr. 1338 în timpul reviziei la OAO NPO NEVZ. Prezența a două module KRM-R pe secțiunea unei locomotive electrice oferă patru etape de putere reactivă, în funcție de schema de conectare a modulelor la bornele bobinei de tracțiune.
După efectuarea punerii în funcțiune, locomotiva electrică a fost transferată la depoul Bataisk al drumului nord-caucazian pentru o exploatare de 5 mii km. Pentru o evaluare comparativă a indicatorilor energetici, ambele secțiuni ale locomotivei sunt echipate cu contoare electronice speciale de energie care permit înregistrarea consumului de energie activă și reactivă. Pe parcursul testului au fost efectuate 25 de călătorii cu trenuri de greutăți diferite de la 1144 la 5640 tone. Traseul total al locomotivei a fost de 5822 km.
Analiza rezultatelor testului a arătat că consumul de energie reactivă al secției echipate cu RPC a fost de 70% din energia reactivă consumată de secțiunea locomotivei fără CRM. În același timp, în unele călătorii, reducerea consumului de energie reactivă a ajuns la 40% sau mai mult. Întoarcerea energiei reactive la rețeaua de contact nu a depășit 1% din energia consumată, ceea ce indică absența fenomenului de supracompensare a puterii reactive.
Reducerea consumului de energie reactivă duce la o reducere a sarcinii curente a alimentării cu energie de tracțiune. Valoarea actuală a secțiunii unei locomotive electrice cu un RPM medie pe întreaga distanță a fost mai mică cu 12% comparativ cu o secțiune fără RPM. Reducerea curentului prin utilizarea MRC-P reduce pierderile în sistemul de contact de aproximativ 20-25%, care, în funcție de condițiile de alimentare cu energie de tracțiune reduce consumul de energie electrică de 0,8-1% pentru tracțiune.
Comitetul de acceptare al SA «Căile Ferate Ruse» a luat în considerare rezultatele exploatării locomotivei electrice și a recomandat echiparea lotului de instalare a KRM-R cu cinci locomotive electrice VL80TK.
Trimiteți-le prietenilor: