Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Мая 2010 в 13:58, лекция
Рассмотрены электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения, тяговые рельсовые цепи, сопротивление тяговой сети по-стоянного и переменного тока, воздействие блуждающего тока на металличе-ские подземные сооружения, качество электрической энергии и его влияние на работу электрического подвижного состава.
Предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Электроснабже-ние железных дорог» при обучении по специальности 190401 – «Электроснаб-жение железных дорог».
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Электрические параметры элементов системы тягового электроснабжения . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1. Электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. Тяговые рельсовые цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3. Сопротивление тяговой сети постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4. Сопротивление тяговой сети переменного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.1. Модель протекания тока по рельсам и земле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4.2. Полное сопротивление отдельных контуров тяговой сети переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.3. Полное расчетное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.4. Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5. Воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.5.1. Уменьшение блуждающих токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.2. Защита подземных сооружений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.3. Влияние тока утечки из рельсов на опоры и фундаменты контактной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3. Качество электрической энергии. Взаимодействие системы тягового электроснабжения и электрического подвижного состава . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1. Качество электрической энергии и его показатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2. Влияние изменений напряжения на работу электрических локомотивов и пропускную способность участка железной дороги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.1. Влияние изменения напряжения на работу электрических локомотивов . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2. Влияние режима напряжения на время хода поезда по перегону. . . . 35
3.2.3. Пропускная способность участка межподстанционной зоны . . . . . . 35
3.2.4. Нормы напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3. Регулирование напряжения на тяговых подстанциях . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1. Регулирование напряжения при помощи понижающих трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.2. Регулирование напряжения при помощи емкостной компенсации индуктивной составляющей сопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.3.3. Изменение реактивной мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.4. Особенности режима напряжения системы электроснабжения при рекуперации . . . . . . . . . . . . 44
3.4. Несимметрия токов и напряжений в системе электроснабжения . . . . . . 46
3.4.1. Несимметрия токов одной тяговой подстанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4.2. Несимметрия токов трехфазной системы, питающей несколько однофазных нагрузок . . . . . . . . . . . 52
3.4.3. Несимметрия напряжения в системах электроснабжения . . . . . . . . . 56
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Значения тока обратной последовательности приведены в табл. 3.2. На основе данных табл. 3.2 построим векторную диаграмму (рис. 3.9).
Из диаграммы видно, что если нагрузки обратной последовательности и токи плеч одинаковы на всех подстанциях, то их векторы будут сдвинуты на 120°.
В общем случае положение векторов I2I, I2II, I2III зависит от соотношения токов плеч и они могут находиться в любой точке своей фазовой плотности.
Таблица 3.2
Значения тока обратной последовательности при равномерной нагрузке
тяговых
подстанций
| Тип подстанции | Плечо а | Плечо b | Для подстанции | ||
| q | I1 | q | I1 | ||
| I II III |
0° 0° 120° |
||||
Несимметрия
токов и напряжений в системе электроснабжения
представлена на рис. 3.10. В результате
чередования фаз токи обратной последовательности
подстанций I, II, III сдвигаются по фазе.
Рис. 3.9.
Фазовые плоскости токов
Благодаря
этому на участках (0–1) и (1–2), где протекают
токи нескольких подстанций, токи обратной
последовательности существенно не увеличиваются
(участок 1–2) или значительно снижаются
(головной участок).
Для частного случая подстанций одинаковой мощности можно обеспечить полное симметрирование нагрузки на головном участке за счет 120-градусного сдвига.
Рис. 3.10.
Несимметрия токов в системе
электроснабжения
3.4.3.
Несимметрия напряжения
в системах электроснабжения
Для
рассмотрения несимметрии напряжений
в системе электроснабжения обратимся
к схеме, представленной на рис. 3.11, где
показаны источник электрической энергии
и точки присоединения тяговых подстанций
0, 1, 2, 3, ..., К.
Рис. 3.11. Схема для рассмотрения напряжения
обратной
последовательности в узлах
Напряжение
обратной последовательности в узле
К
.
(3.70)
Потеря напряжения обратной последовательности до К-го узла определяется как
. (3.71)
Например,
для узла 2 можно записать:
;
(3.72)
Напряжение обратной последовательности в узле 1 можно получить следующим образом:
,
где
– сопротивление
току обратной последовательности.
Библиографический
список
1. Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог/ К. Г. Марквардт. М.: Транспорт, 1982. 528 с.
2. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи / А.Т. Бурков. М.: Транспорт, 1999. 464 с.
3.
ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической
энергии в системах электроснабжения
общего назначения. Минск: Изд-во стандартов,
1998. 31с.
Учебное
издание
МАСЛОВ Геннадий Петрович, МАГАЙ Герман Самсонович,
СИДОРОВ
Олег Алексеевич
ё
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Конспект
лекций
Часть 2
Редактор
Н. А. Майорова
***
Подписано в печать 26.03.2007. Формат 60 × 84 .
Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3,6. Уч.-изд. л. 4,0.
Тираж 150
экз. Заказ
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография
ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35