Снижение несимметрии в электрических сетях 0,4 кВ, питающихся от тяговых подстанций

В регионах Сибири и Дальнего Востока от районных обмоток тяговых трансформаторов железных дорог осуществляется электроснабжение большого числа стационарных объектов. К ним относятся населенные пункты, промышленные предприятия и здания социально-культурного назначения. Вследствие влияния однофазной тяговой нагрузки в таких системах электроснабжения (СЭС) имеет место значительная несимметрия по обратной последовательности. Кроме того, из-за неравномерного распределения нагрузок по фазам может наблюдаться несимметрия по нулевой последовательности, часто превышающая допустимые нормы. Для снижения несимметрии по обратной последовательности могут применяться симметрирующие трансформаторы, управляемые источники реактивной мощности и другие устройства, например, выполненные по схеме Штейнмеца. Эффективное средство для уменьшения несимметрии по нулевой последовательности может быть реализовано на базе симметризатора (балансера) с зигзагообразной схемой соединений обмоток. Предварительный анализ показывает, что данный подход может быть применен в сетях, питающихся от тяговых подстанций. В современных условиях, характеризующихся масштабным использованием цифровых технологий, решения о практическом применении таких балансеров должны приниматься на основе детального компьютерного моделирования и адекватных цифровых моделей, учитывающих все влияющие факторы. Проведенный анализ литературы позволяет сделать вывод о том, что задачи моделирования СЭС, оснащенных трансформаторами с зигзагообразным соединением обмоток, при питании от тяговых подстанций остаются до настоящего времени нерешенными. Для их решения могут быть применены методы и программный продукт Fazonord, разработанные в Иркутском государственном университете путей сообщения. В статье представлены результаты исследований, направленных на разработку компьютерных моделей СЭС, оснащенных симметризаторами с зигзагообразной схемой соединений обмоток. Результаты моделирования показали, что при включении такого симметрирующего устройства максимум коэффициента несимметрии по обратной последовательности уменьшается на 5 %, а по нулевой - снижается в 16 раз. Аналогичные показатели для средних значений составляют 6 % и 16 раз. Рассмотренный балансер обладает высокой энергоэффективностью. При его включении потери активной мощности в главном трансформаторе 10/0,4 кВ снижаются в среднем на 11 %. Потребляемая из сети активная мощность увеличивается при включении симметризатора в среднем на 2 кВт, что составляет примерно 2 % от мощности симметрируемой нагрузки.