УДК 621.31

Манусов В.З., Морозов П.В.

Активные методы уменьшения влияния тяговых сетей переменного тока на первичную трехфазную сеть

Новосибирский государственный технический  университет

В настоящем докладе проводится анализ активных и пассивных методов уменьшения влияния тяговых сетей переменного тока на первичную трехфазную сеть. Особое влияние уделяется управлению распределением мощности между вторичным обмотками многофазного трансформаторного преобразователя.

Ключевые слова: трансформаторный преобразователь, несимметрия, система управления

This report studies active and passive methods to reduce traction power systems influence on the primary three-phase grid. The main attention is focused on power distribution control between secondary windings of multiphase transformer.

Key words: transformer, unbalance, control system

При проектировании и модернизации скоростных железных дорог переменного тока необходимо принимать меры по уменьшению влияния несимметричной загрузки тяговых плеч многофазного трансформаторного преобразователя не первичную трехфазную сеть. Различают активные и пассивные методы снижения несимметрии загрузки тяговых плеч, и, следовательно, несимметрии фазовых токов в первичной сети.

К пассивным методам следует относить различные способы включения обмоток трансформаторных преобразователей [1], а также выбор соотношений чисел витков между ними. Пассивный метод симметрирования токов в трехфазной сети путем включения обмоток трансформаторного преобразователя по схеме Скотта дает нулевую несимметрию только при одинаковых тяговых нагрузках на вторичных обмотках. При неодинаковых нагрузках на вторичных обмотках будут расходоваться разные мощности. Следовательно, для передачи мощности с одной обмотки на другую требуются активные методы.

Аналоговые методы на основе электромашинных преобразователей обеспечивают полную симметрию при почти нулевом уровне высших токовых гармоник. Однако их применение затруднено из-за вибраций и сложности технического обслуживания. В настоящее время созданы полностью управляемые коммутационные элементы на основе полупроводниковых структур, которые позволяют реализовать цифровые методы управления распределением мощностей при минимальном уровне высших гармоник. В качестве промежуточного накопителя энергии от тяговых обмоток служит конденсаторная батарея, которую с этими обмотками связывают реактор и мост из коммутационных элементов, работающий под управлением сигнального процессора. При наличии симметрии мощностей тяговых нагрузок, а, следовательно, и симметрии токов, напряжение на конденсаторной батарее равно наперед заданному значению. При неравенстве мощностей напряжение становится отличным от заданного, появляется некоторая ошибка регулирования, которая компенсируется путем подачи управляющих импульсов на коммутационные элементы. Одновременно происходит коррекция тяговых токов. Контроллер через равные интервалы времени, называемые интервалами коммутации, на каждый мост выдает одну из двух команд: «увеличить ток» или «уменьшить ток» в зависимости от ошибок регулирования по напряжению на конденсаторной батареи и по току на вторичной обмотке трансформаторного преобразователя. Таким образом, наиболее подходящим методом симметрирования является активный метод распределения мощностей между обмотками с помощью замкнутой системы управления.

Литература:

1. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог / К.Г. Марквардт.  – М.: Транспорт, 1982. – 528 с.