Влияние тяговых сетей электрической железной дороги постоянного тока

При электротяге постоянного тока в тяговую сеть подаётся от тяговых подстанций выпрямленный ток U = 3300 В. На дорогах России распространено в основном шестифазное выпрямление. Поэтому выпрямленный ток для режима ХХ тяговой сети получается как результат наложения полусинусоид f = 50 Гц (рис. 9).

Постоянная составляющая I_П не оказывает влияния на цепи связи. Индуктивные воздействия создаются только пульсирующим током I₀, состоящим из симметрично расположенных верхушек синусоид. Кривая пульсирующего тока может быть разложена на ряд гармоник. 1-ая из них при 6-тифазном выпрямлении тока f = 50 Гц, поступающего из симметричной ЛЭП, будет иметь частоту 300 Гц, остальные - соответственно 600, 900, 1200 Гц и т. д.

Кривая тока тяговой сети под нагрузкой обогащается рядом дополнительных гармоник за счёт несимметрии фазных напряжений ЛЭП, питающих тяговые подстанции; коммутации ртутных выпрямителей на подстанциях; сеточного регулирования напряжения сети и других причин. Эти гармоники имеют частоты, кратные 100 Гц.

В однофазной тяговой сети ЭМ энергия распространяется в виде земляной волны.

Амплитуды гармоник пульсирующего тока малы по сравнению с амплитудой постоянной составляющей. Поэтому тяговые сети постоянного тока оказывают на цепи связи мешающее влияние со значительным преобладанием магнитной составляющей. Однако это мешающее влияние бывает настолько значительным, что цепи А, Т и С не могут работать нормально без установки на тяговых подстанциях специальных защитных устройств. Опасные влияния могут возникнуть при включении и выключении U тяговой сети и при замыкании её на землю.

3.2. Тяговая сеть электрической железной дороги переменного тока.

В тяговую сеть подаётся от тяговых подстанций однофазный переменный ток I _м f = 50 Гц.

U = 25 - 27 кВ.

Тяговая сеть переменного тока является несимметричной однофазной линией, в которой распространяются только земляные волны. Индуктивное воздействие земляной волны смягчается экранирующим действием рельсовых ниток. Это экранирующее действие рельсов усиливается ещё тем, что переменное магнитное поле тяговой сети индуктирует токи влияния в рельсовых нитках (рис. 6.17) I_мр. Эта индуктированная составляющая I_мр по направлению совпадает с обратным током в рельсах I_Р и в отличие от него равномерно распределена по всей длине участка. Поэтому ток, влияющий на цепи связи,

I₀ = I_м - (I_Р + I_мр), т. е. будет равен току в земле.

Несмотря на экранирующие эффекты и 2-хстороннее питание, тяговые сети переменного тока даже при нормальном режиме работы оказывают на цепи А, Т и С сильное опасное и мешающее влияние, которое ещё больше возрастает при нарушении нормального режима работы тяговой сети.

Пусть имеем 3 ТП, питающие тяговую сеть (рис. 11). В случае аварии или профилактического ремонта может быть временно отключена одна из подстанций (на схеме закрашена), питающих тяговую сеть. Тогда появляются участки тяговой сети с односторонним питанием, оказывающие нескомпенсированное, повышенное влияние.

При эксплуатации тяговой сети возможны КЗ на землю или рельсы. В этом случае в тяговой сети возникает I_КЗ больше влияющего тока при вынужденном режиме.

Длительность протекания I_КЗ t_КЗ < 0,6 с.

В настоящее время при электротяге переменного тока электровозы снабжаются двигателями постоянного тока и выпрямительными устройствами. Выпрямительные устройства на электровозах создают гармонические составляющие, частоты которых кратны 50 Гц. Эти гармоники, попадая в тяговую сеть, могут вызвать в цепях А. Т. и С. большие мешающие влияния.

Таким образом, при электротяге переменного тока приходится считаться одновременно с опасными и мешающими влияниями при исправном и неисправном состоянии тяговой сети.

Дата добавления: 2014-11-28