RU169039U1 - Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока - Google Patents
Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU169039U1 RU169039U1 RU2016105722U RU2016105722U RU169039U1 RU 169039 U1 RU169039 U1 RU 169039U1 RU 2016105722 U RU2016105722 U RU 2016105722U RU 2016105722 U RU2016105722 U RU 2016105722U RU 169039 U1 RU169039 U1 RU 169039U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power supply
- supply system
- harmonics
- traction power
- traction
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 2
- 201000011252 Phenylketonuria Diseases 0.000 description 20
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к области тягового электроснабжения электрических железных дорог, в частности к установкам для фильтрации гармоник и компенсации реактивной мощности в тяговых сетях переменного тока. Технический результат предлагаемого решения заключается в ослаблении высокочастотных гармоник, оказывающих мешающее влияние на линейные и стационарные устройства проводной связи и чувствительное электронное оборудование, уменьшении перенапряжений на токоприемнике электроподвижного состава, вызванных резонансными явлениями в системе тягового электроснабжения (СТЭ) на частотах высших гармоник. Этот результат достигается тем, что фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока, содержащая включенную между шинами 27.5 кВ и рельсом двухрезонансную узкополосную секцию, настроенную на резонансные частоты 150 Гц и 250 Гц, дополнительно содержит включенную параллельно узкополосной двухрезонансной секции широкополосную демпфирующую секцию, образованную последовательным соединением конденсаторной батареи и реактора, параллельно которому включен демпфирующий резистор. 4 ил., 1 табл.
Description
Техническое решение относится к области тягового электроснабжения электрических железных дорог, в частности к установкам для фильтрации гармоник и компенсации реактивной мощности в тяговых сетях переменного тока.
Схемные решения по фильтрокомпенсирующим установкам (ФКУ) в системе тягового электроснабжения железных дорог рассмотрены в [1-6]. В настоящее время в тяговых сетях переменного тока применяют двухрезонансные ФКУ [4]. Недостатком используемых ФКУ является слабое демпфирование резонансных режимов тяговой сети на частотах, превышающих 500 Гц, что увеличивает отрицательное влияние тяговой сети на линии проводной и радиосвязи и чувствительное электронное оборудование, а также может привести к перенапряжениям на токоприемнике электроподвижного состава (ЭПС);
Известна фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока, состоящая из двух параллельно соединенных секций, включенных между шиной 27,5 кВ и рельсом, первая из них настроена на резонансную частоту 150 Гц, а вторая - на частоту 250 Гц. [RU 138738]. Для уменьшения потерь в секцию, настроенную на частоту 250 Гц, введена цепь из последовательно соединенных конденсатора и демпфирующего резистора. Технико-экономический эффект аналога определяется уменьшением величины потерь активной мощности, вызванных токами, протекающими в демпфирующем резисторе. Однако частотные характеристики ФКУ на частотах, превышающих 450 Гц, остаются неизменными, поэтому демпфирование резонансных режимов в тяговой сети на высоких частотах остается слабым.
Наиболее близкой к заявляемой является фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока, включенная между шинами 27.5 кВ и рельсом и образованная узкополосной двухрезонансной секцией, настроенной на резонансные частоты 150 Гц и 250 Гц, состоящей из последовательно включенных реактора, конденсаторной батареи и параллельного резонансного контура, образованного второй конденсаторной батареей и вторым реактором [4, рис 2а].
Известная фильтрокомпенсирующая установка обеспечивает компенсацию реактивной мощности и ослабление низкочастотных 3 и 5-й гармоник. Недостатки прототипа:
- слабое демпфирование высокочастотных гармоник, оказывающих мешающее влияние на линейные и стационарные устройства проводной связи и чувствительное электронное оборудование;
- возможность перенапряжений на токоприемнике ЭПС из-за резонансного усиления гармоник.
В основу нового технического решения положена задача ослабления высокочастотных гармоник, оказывающих мешающее влияние на линейные и стационарные устройства проводной связи и чувствительное электронное оборудование, уменьшение перенапряжений на токоприемнике ЭПС, вызванных резонансными явлениями в системе тягового электроснабжения (СТЭ) на частотах высших гармоник.
Поставленная задача решается тем, что фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока, содержащая включенную между шинами 27.5 кВ и рельсом двухрезонансную узкополосную секцию, настроенную на резонансные частоты 150 Гц и 250 Гц, состоящую из последовательно включенных первого реактора, первой конденсаторной батареи и параллельного резонансного контура, образованного второй конденсаторной батареей и вторым реактором, дополнительно содержит включенную параллельно узкополосной двухрезонансной секции широкополосную демпфирующую секцию, образованную последовательным соединением третьей батареи конденсаторов и третьего реактора, параллельно которому включен демпфирующий резистор.
На фиг .1 показана схема предлагаемой фильтрокомпенсирующей установки. На фиг. 2 представлены частотные характеристики сопротивления известной ФКУ и предлагаемой ФКУ (кривая А - частотная характеристика известной ФКУ, кривая Б - частотная характеристика предлагаемой ФКУ). На фиг. 3 показаны частотные характеристики входного сопротивления системы тягового электроснабжения относительно токоприемника ЭПС после установки фильтрокомпенсирующих устройств (кривая А - частотная характеристика входного сопротивления после установки известной ФКУ, кривая Б - после установки предлагаемой ФКУ). На фиг. 4 показаны графики напряжения на токоприемнике ЭПС после установки фильтрокомпенсирующих устройств (кривая А - после установки известной ФКУ, кривая Б - после установки предлагаемой ФКУ).
Заявляемая ФКУ содержит включенные между шиной 27.5 кВ и рельсом узкополосную двухрезонансную секцию 1 и широкополосную демпфирующую секцию 2. Узкополосная двухрезонансная секция 1 включает последовательно соединенные первый реактор 3, первую батарею конденсаторов 4 и параллельный резонансный контур, образованный второй батареей конденсаторов 5 и вторым реактором 6. Параллельно узкополосной двухрезонансной секции 1 включена широкополосная демпфирующая секция 2, которая содержит последовательно соединенные третью батарею конденсаторов 7 и третий реактор 8, параллельно которому включен демпфирующий резистор 9.
Заявляемая фильтрокомпенсирующая установка работает следующим образом. Узкополосная двухрезонансная секция настроена в резонанс на частоты третьей и пятой гармоник, поэтому ее сопротивление на этих частотах мало. Токи третьей и пятой гармоник замыкаются через эту секцию и не попадают в тяговую сеть.
Анализ частотных характеристик тяговой сети показывает, что индуктивность провода воздушной линии и емкость между проводом и рельсами образуют параллельный резонансный контур. Резонансная частота контура находится в диапазоне 1000-1500 Гц в зависимости от длины участка тяговой сети. Резонанс вызывает усиление гармоник тока и напряжения, частоты которых находятся в этом диапазоне.
Резонансное усиление гармоник можно уменьшить, включив в тяговую сеть фильтрокомпенсирующую установку, сопротивление которой в диапазоне частот 1000-1500 Гц имеет резистивный характер. Это эквивалентно включению резистора параллельно резонансному контуру «провод-рельсы».
Сопротивление известной ФКУ в диапазоне более 500 Гц имеет индуктивный характер и линейно возрастает с увеличением частоты, поэтому ослабить резонансное усиление высокочастотных гармоник с помощью известной ФКУ невозможно.
В предлагаемой ФКУ сопротивление широкополосной демпфирующей секции 2 на частотах, превышающих 500 Гц, имеет резистивный характер и равно сопротивлению демпфирующего резистора 9. Поэтому подключение широкополосной демпфирующей секции 2 параллельно узкополосной двухрезонансной секции 1 уменьшает добротность резонансного контура, образованного индуктивностью проводов тяговой сети и емкостью между проводом и рельсами. При этом происходит ослабление высокочастотных гармоник, оказывающих мешающее влияние на устройства проводной связи и чувствительное электронное оборудование.
Достижение указанного технического результата подтверждено путем расчетных экспериментов, результаты которых приведены на Фиг. 2, 3 и 4. Расчетные эксперименты проводились с помощью программы схемотехнического моделирования Pspice. При моделировании приняты следующие условия: длина участка тяговой сети 30 км, марка контактного провода МФ-100, тип рельса Р75, действующее значение тока ЭПС равно 360 А. На Фиг. 2 показаны частотные характеристики входного сопротивления известного (кривая А) и предлагаемого технического решения (кривая Б).
Из Фиг. 3 (кривая А) следует, что сопротивление системы «тяговая сеть -известная ФКУ» имеет резонансный максимум на частотах 21-27 гармоник. Следовательно, эти гармоники будут усиливаться. При установке предлагаемой ФКУ частотная характеристика входного сопротивления системы тягового электроснабжения имеет монотонный характер в области частот, превышающих 500 Гц (кривая Б). Это исключает резонансное усиление высокочастотных гармоник.
На Фиг. 4 видно, что после установки предлагаемой ФКУ в тяговую сеть кривая напряжения на токоприемнике ЭПС будет более гладкой. Это подтверждают значения спектра гармоник напряжения на токоприемнике ЭПС, приведенные в табл. 1. В таблице приведены относительные значения гармоник в процентах по отношению к основной гармонике.
При установке предлагаемой ФКУ гармоники напряжения с номерами 11-25 имеют меньшие значения, чем при установке известной ФКУ. Таким образом, предлагаемая схема ФКУ позволяет уменьшить высокочастотные гармоники напряжения на токоприемнике ЭПС и ослабить мешающее влияние этих гармоник на устройства проводной связи и чувствительное электронное оборудование, что говорит о решении поставленной задачи.
Источники информации
1. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. – М.: Транспорт, 1983. - 183 с
2. Герман Л.А., Серебряков А.С. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог: монография / Монография - М. МИИТ, 2012. - 211 с.
3. Герман Л.А., Серебряков А.С., Гончаренко В.П., Мизинцев А.В. Эффективность фильтрокомпенсирующих устройств в тяговой сети переменного тока. Вестник ВНИИЖТ, 2013, №5, с. 56-61.
4. Черемисин В.Т., Кващук В.А., Бренков С.Н. Двухрезонансные фильтрокомпенсирующие устройства электрифицированных железных дорог, Наука и транспорт, Модернизация железнодорожного транспорта, 2008, с. 48-51.
5. Дьяков А.Ф., Максимов Б.К. и др. Электромагнитная совместимость в электроэнергетике и электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 2003. - 768 с.
7. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). ОАО РЖД, филиал «ПКБ по электрификации железных дорог» - М.: «Трансиздат», 2006.
Claims (1)
- Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока, содержащая включенную между шинами 27.5 кВ и рельсом узкополосную двухрезонансную секцию, настроенную на резонансные частоты 150 Гц и 250 Гц, включающую последовательно соединенные первую конденсаторную батарею, первый реактор и параллельный резонансный контур, образованный второй конденсаторной батареей и вторым реактором, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит включенную параллельно узкополосной двухрезонансной секции широкополосную демпфирующую секцию, которая включает последовательно соединенные третью конденсаторную батарею и третий реактор, параллельно которому включен демпфирующий резистор.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105722U RU169039U1 (ru) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105722U RU169039U1 (ru) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU169039U1 true RU169039U1 (ru) | 2017-03-02 |
Family
ID=58450161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105722U RU169039U1 (ru) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU169039U1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107123990A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-09-01 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 城市轨道交通负荷牵引电缆谐波放大的治理方法 |
| CN110581556A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-17 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 一种轨道电路高次谐波抑制电路 |
| CN110601197A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-20 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 高压无源滤波器保护系统及方法 |
| CN112152217A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-29 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 一种供电电缆对轨道电路谐波空间感应干扰的抑制装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU879703A1 (ru) * | 1980-02-11 | 1981-11-07 | Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт | Фильтро-компенсирующее устройство |
| EP0214661B1 (en) * | 1985-09-10 | 1992-03-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reactive power compensation apparatus |
| RU138722U1 (ru) * | 2013-10-01 | 2014-03-20 | Леонид Абрамович Герман | Фильтрокомпенсирующая установка тягового электроснабжения переменного тока |
-
2016
- 2016-02-18 RU RU2016105722U patent/RU169039U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU879703A1 (ru) * | 1980-02-11 | 1981-11-07 | Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт | Фильтро-компенсирующее устройство |
| EP0214661B1 (en) * | 1985-09-10 | 1992-03-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Reactive power compensation apparatus |
| RU138722U1 (ru) * | 2013-10-01 | 2014-03-20 | Леонид Абрамович Герман | Фильтрокомпенсирующая установка тягового электроснабжения переменного тока |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107123990A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-09-01 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 城市轨道交通负荷牵引电缆谐波放大的治理方法 |
| CN110581556A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-17 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 一种轨道电路高次谐波抑制电路 |
| CN110601197A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-12-20 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 高压无源滤波器保护系统及方法 |
| CN112152217A (zh) * | 2020-09-29 | 2020-12-29 | 通号(北京)轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院 | 一种供电电缆对轨道电路谐波空间感应干扰的抑制装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU169039U1 (ru) | Фильтрокомпенсирующая установка для системы тягового электроснабжения переменного тока | |
| JP5560024B2 (ja) | 高調波フィルタ | |
| CN110311549B (zh) | 一种基于分相浮地的共模emi无源抑制方法及装置 | |
| CN113224935A (zh) | 一种宽频率范围的交流滤波器 | |
| RU2570351C1 (ru) | Сетевой фильтр | |
| DE102013224458A1 (de) | Entstörfilter für einen Gleichstrommotor und Gleichstrommotor | |
| DE102016106248A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Kopplungsaufhebung | |
| Chavan et al. | Transmission line fault detection using wavelet transform & ANN approach | |
| Dovgun et al. | Passive filter design for power supply systems with traction loads | |
| RU138722U1 (ru) | Фильтрокомпенсирующая установка тягового электроснабжения переменного тока | |
| CN205544285U (zh) | 一种以控制直流侧谐波电压为目的的简化直流滤波器 | |
| Adrikowski et al. | Selection of method for reactive power compensation and harmonic filtering in industrial plant | |
| CN107800199A (zh) | 一种电磁干扰抑制电路及电能发射端 | |
| CN212543370U (zh) | 一种供电电缆对轨道电路谐波空间感应干扰的抑制装置 | |
| CN100426667C (zh) | 电力系统自动化设备电磁干扰抑制器 | |
| RU131540U1 (ru) | Фильтр электромагнитной совместимости | |
| Mastuhisa et al. | Common-mode EMI reduction method and filter configuration for equipment without grounding | |
| CN116114156A (zh) | 具有共模滤波器的变流器 | |
| CN209250516U (zh) | 一种用于牵引供电系统稳压取电的调理电路 | |
| Dovgun et al. | Passive filtering systems for multipulse rectifiers | |
| CN204179677U (zh) | 一种抑制直流侧基波谐振的特高压直流输电系统 | |
| CN113098014A (zh) | 一种大功率宽频带电源滤波器 | |
| RU2543075C2 (ru) | Способ снижения влияния высших гармоник на электрооборудование | |
| CN211127147U (zh) | 混合式宽频谐波滤波装置及混合式宽频谐波滤波系统 | |
| RU2823641C1 (ru) | Компенсатор гармонических помех от тягового тока |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190219 |