Анализ влияния уравнительных токов на технико-экономические показатели системы тягового электроснаб­жения, страница 4


Используя данные таблицы 3.1, по формулам (3.12), (3.13) и (3.14) выполнены расчеты уравнительных токов для обеих межподстанционных зон.

Уравнительный ток измеряли в периоды отсутствия тяговой нагрузки с помощью измерительно-вычислительного комплекса «Омск», а на рисунке 3.8представлены графи­ки уравнительных токов для интервалов времени при отсутствии тяговой нагрузки (n — число точек измерений).

Рисунок 3.8-График уравнительного тока межподстанционной зоны: а)

Лесная-Сохондо; б) Лесная-Чита

Выводы.Анализ результатов непосредственного измерения величины уравнительного тока и опреде­ление его расчетно-экспериментальным методом с помощью счетчиков электрической энергии тяговых подстанций показывают, что предлагаемый метод позволяет достаточно точно измерить уравнитель­ный ток с целью определения зон, где следует при­нимать меры для его уменьшения.

3.3 Методы измерения уравнительных токов

3.3.1 Прибор для определения уравнительных токов на фидерных зонах железных дорог ,электрифицированных на переменном токе (ПОУТ)

На кафедре ЭМЭ МИИТа по заказу ЦЭ МПС разработан и изготовлен экспериментальный образец ПОУТ. Прибор изготов­им на микропроцессорной базе и предназначен для косвенных измерений уравнительных токов на фидерных зонах железных дорог переменного тока. Принцип измерений основан на накоплении Цифровой информации о напряжениях и токах тяговых подстанций питающих смежную фидерную зону, при заданном интервале измерений с помощью двух ПОУТ и последующей обработке этой ""формации на ЭВМ.

Рисунок 3.9- Структурная схема ПОУТ

Прибор состоит из универсальной материнской платы и дополнительных плат. На материнской плате размещены: 16-разрядный сигнальный процессор ADSP-2181 с 80К оперативной памяти на борту, 8-канальный 5ОО кГц аналого-цифровой преобра­зователь AD7891, 64К flash-ПЗУ АТ29С512, и буферные микро­схемы. На дополнительных платах - входные развязывающие уси­лители AD-104 (AD-202), входные шунты и делители, интерфейс RS-232 для обеспечения считывания показаний на ЭВМ, двухстрочный жидкокристаллический индикатор ЖКИ, блок питания БП и плата с кнопками управления (4 шт.). Такой конструктив по­зволяет создавать контрольные и управляющие приборы разного назначения на базе одной материнской платы.

ПОУТ получает измеряемые сигналы (одно напряжение и пять токов) со вторичных обмоток трансформаторов напряжения и тока. На АЦП каждый входной сигнал преобразуется в цифровой (1667 точек на период). Далее осуществляется неискажающая фазу цифровая фильтрация входных сигналов с получением первых гармоник напряжения и токов. Следующим шагом вычисляются сдвиги фаз между напряжением и всеми токами. Действующие значения первых гармоник напряжения и токов, а также сдвиги фаз запоминаются в ОЗУ процессора. Измерения осуществляются с заранее задаваемым в секундах интервалом (всего прибор может накапливать 2685 измерений). По окончании измерений массив накопленных данных копируется во flash-ПЗУ.

В дальнейшем результаты измерений переносятся на ЭВМ и обрабатываются программой, выделяющей уравнительный ток из общего тока фидерной зоны. Результатом обработки является график уравнительного тока, например, суточный.

Использованная элементная база и алгоритмы обработки цифровых сигналов позволили обеспечить внутренний класс точ­ности ПОУТ равным 0,5 по всем величинам. Прибор легок в управлении и имеет ряд сервисных функций, делающих его полез­ным в качестве точного вольтамперфазометра, например, при ма­локосинусных измерениях.

3.3.2 Индикатор уравнительного тока

Теоретически непрерывное измерение уравнительного тока не вызывает особых затруднений. Достаточно знать напряжения, питающие МПЗ, по мо­дулю и фазе и сопротивление контактной сети. Однако практическая реали­зация этого способа достаточно трудоемкая, так как измерения необходимо производить одновременно на двух подстанциях и, что более важно, с высо­кой точностью измерения расхождения значений напряжения по фазе, изме­няющегося в диапазоне 1 - 3°, в отдельных случаях -до 5 - 7°.

Наиболее просто измеряется уравнительный ток при отсутствии тяго­вой нагрузки. Следует отметить, что в измеренной таким образом величине уравнительного тока. Отсутствует составляющая, вызываемая тяговой нагруз­кой, что на первый взгляд является недостатком такого измерения. Однако более глубокое рассмотрение данного вопроса показывает, что для выбора схемы рационального питания межподстанционной зоны не требуется непре­рывного измерения уравнительного тока, а достаточно ограничиться измерением уравнительного тока в так называемом режиме холостого хода межподстанционной зоны (транзитной составляющей).

Применяемые ранее способы измерения уравнительного тока при отсутствии тяговой нагрузки не ставили задачи определения среднего квадратического значения уравнительного тока, а ограничивались одним или не­сколькими замерами и зачастую требовали создания специальных режимов, ограничивающих движение поездов. Это в значительной степени снижало достоверность результатов вычислений потерь энергии от уравнительных то­ков. В ОмГУПСе и ДЭЛ Западно-Сибирской железной дороги разработаны и защищены авторскими свидетельствами на изобретения два способа измере­ния уравнительных токов свободные от этих недостатков. Они позволяют производить измерения уравнительных токов без ограничения размеров дви­жения поездов, не требуют привлечения персонала высокой квалификации, так как измерения могут быть выполнены оперативным персоналом. Также не требуется применение дорогостоящих средств измерения и обработки ре­зультатов.