Расчет опасных напряжений при магнитном влиянии

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 7Следующая ⇒

Магнитное влияние возникает при протекании по проводам контактной сети переменного тока, создающего переменное магнитное поле в окружающем пространстве, в результате чего в проводе связи индуктируется продольная электродвижущая сила, пропорциональная коэффициенту взаимной индуктивности между проводами контактной сети и проводом линии связи и скорости изменения влияющего тока.

Контактная сеть электрической железной дороги является несимметричной двухпроводной цепью, в которой в качестве одного условного провода могут быть приняты провода контактной подвески, а в качестве обратного провода – рельсы и земля, причем первичные и вторичные параметры этих проводов не равны между собой. Практически контактная сеть может рассматриваться как однопроводная цепь.

В отличие от тяговой сети постоянного тока в тяговой сети переменного тока за счет наведенного напряжения в рельсовой цепи протекает значительный ток, составляющий примерно половину от тягового и уменьшающий наведенное в линии связи напряжение, т. е. рельсовая цепь оказывает существенное экранирующее действие на линию связи.

Чем хуже электрическая проводимость земли и меньше частота тока, тем глубже его проникновение в землю и больше степень влияния тока в контактной сети на линию связи, т. е. с уменьшением проводимости земли и снижением частоты влияющего тока коэффициент взаимоиндуктивности между контактной сетью и линией связи увеличивается.

Расчет опасных напряжений, обусловленных магнитным влиянием, на одном из концов линии связи при условии заземления ее на противоположном конце производят для двух режимов работы тяговой сети: режима короткого замыкания и вынужденного режима.

Для режима короткого замыкания опасные напряжения при параллельном сближении вычисляют для воздушной линии по формуле:

.                                              (4.1)

Для выявления наибольшей величины опасного напряжения следует определить токи короткого замыкания от каждой из смежных подстанций. Расчетными точками при определении токов короткого замыкания являются концы участкаl_э.

Ток короткого замыкания в тяговой сети может быть определен по формуле:

                          (4.2)

где U_Н  – номинальное напряжений на шинах тяговой подстанции (27,5 кВ);

S_КЗ – мощность КЗ на стороне первичного напряжения тяговой подстанции, кВА;

S_Н – мощность тяговой подстанций,кВА;

u_к – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, % (17 %);

x₀ – реактивное сопротивление 1 км тяговой сети (0,45 Ом/км);

r₀  – активное сопротивление 1 км тяговой сети (0,2 Ом/км);

l_КЗ – расстояние от подстанции до места короткого замыкания, км.

Для вынужденного режима работы тяговой сети опасное напряжение при параллельном сближении вычисляется по формуле:

                                     (4.3)

Электрические параметры и коэффициенты, входящие в формулы (4.1), (4.2), (4.3):

 – угловая частота влияющего тока, рад/с;

 – модуль взаимной индуктивности между контактным проводом и проводом связи, Гн/км. С достаточной для практики точностью эту величину можно определить поформуле:

                                      (4.4)

где a – ширина сближения между контактным проводом и проводом связи, м;

s – удельная проводимость земли, См/м;

 – частота влияющего тока, Гц;

К_Ф – коэффициент формы влияющего тока, который характеризует увеличение индуктированного на­пряжения вследствие несинусоидальности тока тяговой сети, обусловленной работой выпрямителей электроподвижного состава. При расчете влияний на провода воздушных линий следует принимать К_Ф = 1,15;

I_экв – эквивалентный влияющий ток при вынужденном режиме работы тяговой сети. Под эквивалентным влияющим током подразумевается ток в тяговой сети, одинаковый по всей длине сближения, который индуктирует в проводе линии связи такое же опасное напряжение, какое возникает при действительном распределении токов в тяговой сети.

Величину эквивалентного тока на длине сближения при вынужденном режиме работы тяговой сети определяют из выражения:

                                                (4.5)

где I_рез – результирующий ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети.

Если принять, что при числе т поездов, одновременно находящихся на тяговом плече l_т, они расположены на расстоянии l_т/т друг от друга, потребляют одинаковые токи, один из поездов находится в конце тягового плеча и падение напряжения до него равно максимально допустимому, то величина результирующего тока может быть определена по формуле:

                           (4.6)

где  – максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и наиболее удаленным от нее электровозом, при l_Т ³ 30 км  = 8500 В;

Cosj – коэффициент мощности электровоза, который может быть принят равным 0,8; Sinj = 0,6.

К_т – коэффициент, характеризующий уменьшение эквивалентного тока по сравнению с нагрузочным результирующим. Его величина зависит от количества поездов, одновременно находящихся в пределах расчетного плеча, и взаимного расположения линии связи и влияющего тягового плеча:

,                            (4.7)

где m – количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания при вынужденном режиме;

, , ,  – расчетные длины, км (рис. 1.1);

S – результирующий коэффициент экранирующего действия. Для воздушной цепи он равен коэффициенту экранирующего действия рельсов S_р, который для однопутного участка при s = 1×10^-3 См/м может быть принят равным 0,45 ¸ 0,5;

при s = 10×10^-3 ¸ 50×10^-3 См/м S_р может быть принят 0,5 ¸ 0,58;

при  s = 50×10^-3 ¸ 100×10^-3 См/м S_р может быть принят 0,55 ÷ 0,6.

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?