Введение к работе
Актуальность проблемы. В условиях переходе народного хозяйства страны на рыночные метода управленім большое значение приобретают вопросы экономии всех видов ресурсов - материальных, энергетических, трудовых. В системах электроснабжения большие возможности экономии электроэнергии связаны со снижением реактивной модности протекающей по распределительным сетям. Это достигается подключением к различным точкам системы электроснабжения источников ре активної мощности, основными кз которых является конденсаторные установки. Поэтому компенсация реактивной мощности в электрических сетях с помоста компенсирующих устройств является одним кз наиболее захных направлений ресурсосбережения. В этих условиях, повышение надежности и экономичности работы всех элементов комленсируэдих устройств является наиболее перспективным направлением.
Резонансные реакторы компенсирующих устройств являясь значимым а ответственным элементом, оказывая? бельме влияние на реким работы всей устансЕКИ. Следовательно снпнениз требуемых капитальных влохений в реакторы , а тэкхэ снижение потерь мощности в них, позволит расширить объемы внедрения компенси-руЕВДК устройств на яелезкых дорогах страны.
В существующих установках компенсации применяется больное количество различных типов реактороз (ОР0М-320О/35УІ , FEKA-200-75 , РБМА-27,5-85), ни один из которых не отвечает современны?,! требованиям в полном объема. Основным недостатком существующих реакторов является високий уровень потерь электроэнергии. Например, реактор РБ?іА имеет потери мощности 20 кВт
при токе 230 А что составляет более 170000 кВт ч электроэнергии в год. Реакторы РЕКА и ФРОМ имеют потери мощности соответственно 30 кВт при ток'е 200 А и 42 кВт при тока 230 А , что составляет Солое 260000 кВт ч электроэнергии в год для первого и 360000 кВт ч для второго реакторов. Этот недостаток особеїшо нежелателен в условиях перехода экономики страны на рыночные отношения.
Кромо того, все реакторы чрезвычайно сложна в изготовлении, что сдеришаэт ооъегш их производства. Производство бетонных реакторов является длительным, многодневным процессом. Процесо производства включает в себя этапы намотки , пропарки, сушки и прокраски реактора. Изготовление рэачторов о масляным охлавдешеш является еще более трудоемким к дорогостоящим про--изводотвом. Крокэ того, бетонные реакторы требуют установки, их, в помещениях , защищенных от атмосферного воздействия. Поэтому, как показывает практика применения компенсирущих устройств, существующие реакторы иэ отвечают сегодняшним требованиям по нвдекноста, бконошчшоте е универсальности прадане-ния.
За все время эксплуатации кошенсирувдих устройств рэзо-нансным реакторам н.е уделялось достаточного внимания. Для во-пользования в составе компенсирущей установки , кап правило, использовался раактор, разработанный для прпмэнения в другой области (токоограничивающий, фильтровый и др'.) в его конструкция адаппгровалаоь к цувдвм конкретной установки . Соответс-твенно р номинальные параметри наиболее распространенных реакторов не могут удовлетворить требованиям, предъявляемым к целому ряду компенсирующих устройств.
- ь -
Учитывая сказанное , коняо сделать вывод, что к настоящего моменту цазрола необходимость создания специализированного роактора для кашганскрукдос устройств, конструкция которого не галела-бн недостатков , присуща другим реакторам.
Сложность разработки подобного реактора заключается в той, что теоретические исследования в области реакторостроения отстают от современного развития техника. Так, основные метода расчета ітдуктшшостеЗ предполагают использование номогргьм к таблиц. Подобное упрощение расчета ке всегда оправдано и кожот бать скорректировано современная средствами вычислительной техники. Кро;.:з того, теоретические разработки по различным конфигурациям обмоток реакторов крайне недостаточны. Осношоэ екимзкпз, в этой области, уделялось симметрированно кногопро-еодных еэтезп обмотки, с целью получения равномерного токо-распредеденпя. При этом , вопросы технологического исполнения оОкотск, его влияния на суммарную индуктивность реактора и электрическую прочность оставались за рамками анализа.
Следует отметить, что судесгвувдкв на сегоднязний день методики проектпрования сухих реакторов с линейной вебер-ам-пзркой характеристикой на поддается алгоритмизации. Следовательно, качество разрабатываемого изделия сально зависит от квалификации разработчика, а возможности автоматизации проект-но-конструкторскоп деятельности ограничены.
Данная диссертационная работа еіеіолкялзсь з рамках научно-исследовательских работ ?СГГа по разработке катодов повышения качества электрической энергии в тяговых сетях и проводилась в соответствия с планом НИ? МПС РФ.
- б -
Цель рзоога. состоит в разработке унифицированного реактора для ксмяенсирулщих устройств электрических железных дорог, основанного на современных технологических принципах, оО-ладаидего высокими эксплуатационными характеристиками.
Общая методики исследований. При выполнении работы теоретические исследования проводились с применением численных методов расчета, методов теории электромагнитного поля с применением фундаментальных законов теоретических основ электротехники, а также с использованием методов теории принятия решении.
Научная новизна, работы заключается в разработке методики проектирования реакторов с линейной вебер-ашериой характеристикой. В рамках исследуемой задачи автором разработаны следующие положения:
-определены основные требования, предъявляегиыэ к резонансным реакторам;
-определены дне стратегии производства резонансных.реакторов (секционированная и индивидуальная); -определена номенклатура требуемых реакторов, для рвглич-. ных типов компенсирующих устройств; -2 соответствии с указанными стратегиями разработаны конструкция двух универсальных секций,'а также конструк-' ции индиЕидуальных реакторов для принятой номенклатуры компенсирующих устройств;
-разработана методика оценки электрической прочности реакторов в местах переходов между Битками применительно к
конкретному реактору; -оОосновёно щшмэнвние привэденных годовых расходов, в
качестве критерия оптимизации геометрических размеров
обмотки рэактора; -разработана методика проектирования сухого реактора с "линейной вебэр-амперной характеристикой.
Практическая ценность. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволил: создать реактор, осков&ч-ннй на совроканных изоляционных материалах, который имеет луч-псе, по сравнении с аналогами эксплуатационные к технологические показателя. Методика изложенная в диссертационной работе ксяот использоваться при разработке и вяодрэнзи АРМ конструктора. При атом качество проектирования реактора перестает зависеть от. квалификации проектировщика.
, Внедрение. Результаты исследования и практические предло-гэкия виэдреш на Люберецком электромеханическом заводе. Мате-риалы диссертации использовались при разработке и изготовлении резонансных к фильтровых реакторов в настоящее время находящихся в опытной эксплуатации на ряде железных дорог Российской Федерации и СНГ.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее этапы докладывались и обсуждались на:
-ХХХНІІ научно-практической конференции " Повышение эффективности работы квлезнодорожного транспорта в ноеых условиях развития дальневосточного региона" (г. Хабаровск, 1993 г.);
- & -
-кгфэдре "Электротехника и электроснабжение. предприятия ж.д. транспорта" МИИТа (г. Москва 15Э2-19ЭЗ гг.).
Публикации. По теме диссертация опубликовано 3 печатных
работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 114 вшанований и двух приложений. Работа содержит 101 страницу машинописного текста , 25 таблиц и 45 рясункоЕ . Приложение содержит 18 страниц(в том числе 12 таблиц).