Архив статей журнала
Цель исследований – разработка цифровых моделей систем тягового электроснабжения с нелинейной стационарной нагрузкой для определения несимметричных и несинусоидальных режимов. При их формировании применялись методы, основанные на использовании фазных координат и реализованные в программном комплексе Fazonord (версия 5.3.4.1–2024). В состав моделей входили следующие элементы: линии электропередачи 220 кВ, трансформаторы мощностью 40 МВ·А, тяговые сети 25 кВ двухпутных участков, преобразовательный агрегат, питающий систему электроснабжения промышленного транспорта. На основе разработанных моделей определены несимметричные и несинусоидальные режимы при движении поездов по рассматриваемому участку магистральной железной дороги. Показано, что за счет нелинейной стационарной нагрузки, создаваемой шестипульсным преобразователем, коэффициенты гармоник на вводах 10 и 220 кВ тяговой подстанции, питающей выпрямитель, увеличиваются и на шинах 10 кВ превышают 25%. Это следует учитывать при выборе средств снижения гармонических искажений. Показано, что для уменьшения уровней гармоник можно использовать следующие средства: пассивные фильтры, активные кондиционеры, электроподвижной состав нового поколения с четырехквадрантными преобразователями. Установлено, что максимумы коэффициентов несимметрии на шинах 10 кВ тяговых подстанций лежат в диапазоне 4,8…9%. Ввод этих показателей в допустимую область возможно осуществить путем применения пофазно управляемых источников реактивной мощности или симметрирующих трансформаторов. Таким образом, представленные модели дают возможность адекватно определять все параметры режима системы электроснабжения железной дороги переменного тока при наличии стационарных нагрузок с нелинейными вольтамперными характеристиками. Разработанная методика является универсальной и может использоваться для расчета режимов питающих и тяговых сетей различной структуры и конструктивного исполнения.
Цель исследований заключалась в решении проблемы повышения точности расчета потокораспределения в распределительной сети среднего напряжения на основе измерений балансовых интеллектуальных счетчиков, размещенных на вторичной стороне трансформаторов 6(10)/0,4 кВ. Для учета влияния несбалансированности нагрузок в сети низкого напряжения на потокораспределение в сети среднего напряжения использовалось приведение трехфазных трехпроводных линий к однолинейному представлению, которое позволяет применять для расчета несимметричного режима программы расчета симметричных режимов. Определение нагрузок сети среднего напряжения осуществлялось добавлением к нагрузкам, измеренным на вторичной стороне трансформаторов, потерь мощности в обмотках и в сердечнике трансформатора. Расчет потерь мощности в обмотках с использованием методов фазных координат и симметричных составляющих включает определение токов в обмотках каждой фазы по 48 срезам измерений мощностей нагрузок и модулей напряжений, выполненных балансовым счетчиком в течение суток. Показано, что корректность выражений для расчета потерь мощности в обмотках трансформаторов подтверждается равенством суммарных потерь в фазных координатах и симметричных составляющих. Установлено, что потери мощности обратной последовательности в обмотках трансформаторов близки к нулю, а потери нулевой последовательности существенно меньше потерь прямой последовательности практически для всех трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда/звезда с нулем, независимо от коэффициента загрузки и номинальной мощности. Таким образом, в результате проведенных исследований были доказаны возможность и эффективность использования измерений балансовых счетчиков для определения нагрузок и расчета потокораспределения сети среднего напряжения, что проиллюстрировано для реальной распределительной сети, включающей 26 трансформаторов. Проведенные исследования показали необходимость уточнения математических моделей трансформаторов при совместном расчете распределительных сетей среднего и низкого напряжени