Эффективность внедрения бортовых компенсаторов реактивной мощности на электроподвижном составе переменного тока
В статье рассмотрены вопросы энергетической эффективности электроподвижного состава переменного тока. Приводятся данные о весьма низком коэффициенте мощности эксплуатируемых на железных дорогах РФ грузовых электровозах переменного тока с преобразователями на неуправляемых вентилях - диодах, а также с выпрямительно-инверторными преобразователями на тиристорах. Приведены результаты эксплуатационных испытаний на железных дорогах, которыми установлено, что практически каждый кВт×ч активной энергии сопровождается потреблением одного кварч реактивной энергии, т.е. значение коэффициента мощности колеблется около 0,7. На примере упрощенной схемы электроснабжения электровоза от тяговой подстанции определены составляющие полной мощности и приведены выражения, позволяющие оценить влияние активной и реактивной составляющих мощности на потери электроэнергии в линии электропередачи. Отдельное внимание уделено определению потерь напряжения в контактной сети, которое приобретает особую актуальность при вождении тяжеловесных поездов. Приведены результаты расчета мощности потерь в системе тягового электроснабжения и потери напряжения в контактной сети в зависимости от коэффициента мощности при различных мощностях электровозов для среднего эксплуатационного режима. Приведена векторная диаграмма, показывающая превалирующее влияние реактивной составляющей тока электровоза на потери напряжения в контактной сети. На основе выполненного анализа установлено, что для повышения коэффициента мощности на токоприемнике электровоза, снижения расхода электроэнергии на тягу поездов наиболее эффективным является размещение устройств компенсации реактивной мощности (КРМ) непосредственно на электроподвижном составе. Приведены результаты испытаний и опытной эксплуатации электровозов оборудованных бортовыми регулируемыми компенсаторами реактивной мощности.