Совершенствование сглаживающих фильтров тяговых подстанций постоянного тока
Также в сглаживающим фильтре используется ёмкость, представляющая собой параллельное соединение конденсаторов, в этом случае речь идёт об апериодическом контуре. Ёмкостное сопротивление с увеличением частоты уменьшается. Поэтому апериодические фильтры из-за того, что с увеличением частоты уменьшается сопротивление в параллельной части, более хорошо сглаживают высокие гармоники. Наряду с ёмкостью… Читать ещё >
Совершенствование сглаживающих фильтров тяговых подстанций постоянного тока (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Анализ эффективности существующих сглаживающих фильтров
Классификация существующих сглаживающих фильтров
Сглаживающий фильтр представляет собой пассивный четырехполюсник (рисунок 1, 2), к входным зажимам 1 — 2 которого подключаются выпрямители тяговой подстанции, а к выходным 3 — 4 — тяговая сеть электрической железной дороги. Элементы, включенные в последовательное плечо фильтра (сопротивление Zпос1(n), Zпос2(n)), должны быть рассчитаны на пропускание постоянной составляющей тягового тока с минимальными потерями электрической энергии. В последовательном плече сглаживающего фильтра обычно используют реактор, обладающий малым активным сопротивлением. В качестве же элементов параллельного плеча фильтра (сопротивление Z Zпар2(n)) используются в определенном сочетании индуктивные катушки и емкости.
Наиболее эффективным сглаживающим фильтром будет такой фильтр, который обладает сопротивлением последовательной части, в спектре частот стремящимся к бесконечности, и сопротивлением параллельной части, стремящимся к нулю.
При этом активная составляющая сопротивления последовательной части должна стремиться к нулю [1].
В последовательной части любого пассивного сглаживающего фильтра обязательно наличие реактора. Это связано с тем, что в последовательной части мы должны обеспечить пропуск постоянной составляющей тока с наименьшими потерями, поэтому необходим элемент, который будет иметь максимальное сопротивление на высоких частотах и минимальное сопротивление на частоте постоянной составляющей. Этим элементом является реактор, который обладает минимальным сопротивлением для постоянного тока и большим сопротивлением на высоких частотах. В СУ тяговых подстанций применяют реакторы типа РБФА-У-6500/3250 (реактор бетонный с обмоткой из алюминиевого провода, номинальное напряжение 3,3 кВ, номинальный ток 6500−3250 А). Реакторы на номинальный ток 3250 А комплектуют из одного, двух, трёх и четырёх блоков с индуктивностями 4,5; 11,0; 20 и 25 мГн, а реакторы на номинальный ток 6500 А — соответственно с индуктивностями 1,1; 3,0; 5,0 и 7,0 мГн. Блок реактора имеет четыре секции, что позволяет выполнять последовательно-параллельное или параллельное соединение их между собой.
Кроме реактора в последовательной части, параллельно реактору, может устанавливаться либо ёмкость, в этом случае речь идёт о запирающем контуре, т. е. параллельно соединены ёмкость и реактор, либо резонансный контур, т. е. параллельно реактору установлены соединенные последовательно индуктивность и ёмкость, речь идёт о фильтр-пробке. В этих двух случаях у нас настраивается контур реактор-ёмкость, либо контур реактор-резонансный контур на определённую частоту. На этой частоте данное параллельное соединение имеет бесконечное сопротивление, а т.к. СФ является делителем напряжения, основная часть входного напряжения U1 приходится на наибольшее сопротивление из Zпос и Zпар, в данном случае Zпос во много раз больше Zпар, следовательно выходное напряжение U2 на параллельной части сглаживающего фильтра стремится к 0.
Также в сглаживающим фильтре используется ёмкость, представляющая собой параллельное соединение конденсаторов, в этом случае речь идёт об апериодическом контуре. Ёмкостное сопротивление с увеличением частоты уменьшается. Поэтому апериодические фильтры из-за того, что с увеличением частоты уменьшается сопротивление в параллельной части, более хорошо сглаживают высокие гармоники. Наряду с ёмкостью, в параллельной части используется резонансный контур. Резонансный контур представляет собой последовательное соединение ёмкости и индуктивности, соответственно на определённой частоте в резонансном контуре мы наблюдаем резонанс напряжения, это говорит о том, что на этой частоте, контур будет иметь сопротивление, равное активному сопротивлению. Если активное сопротивление в резонансном контуре равно 0, то в параллельной части мы будем иметь нулевое сопротивление на определённой частоте, если активное сопротивление в последовательной части стремится к 0, то в параллельной части мы будем иметь нулевое сопротивление на определённой частоте.
Помимо этого в параллельном контуре может совместно использоваться ёмкость и резонансный контур, в этом случае получается резонансно-апериодический фильтр (рисунок 3).
Другой путь обеспечения электромагнитной совместимости тягового тока со смежными коммуникациями заключается в установке на тяговой подстанции активного СФ.