Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 10Следующая ⇒

В пояснительной записке по данному пункту необходимо привести подробный расчет опасных влияний в вынужденном режиме работы тяговой сети, привести расчетную схему с указанием всех длин и расстояний, а также вычислить предварительное значение ширины сближения тяговой сети железной дороги и трассы КЛС.

Расчет влияний тяговой сети переменного тока на КЛС выполняется в соответствии с [2]. КЛС подвергаются опасным и мешающим магнитным влияниям тяговой сети переменного тока. Цель расчета заключается в определении такой ширины сближения (а, метров) КЛС с тяговой сетью, при которой опасное и мешающее напряжения, индуцируемые в жилах кабеля, не превышали бы предельно допустимые значения. Ширина сближения должна соответствовать расстоянию от КЛС до железной дороги и показывается в масштабе на схеме трассы КЛС (рис. 8).

Опасные напряжения в жилах кабеля могут возникать при аварийном (замыкании тяговой сети на землю или рельсы) и вынужденном (отключении от контактной сети одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети. Однако в целях сокращения расчетов, в курсовом проекте разрешается произвести расчет опасных влияний лишь для вынужденного режима.

Шаг 1. В этом шаге следует определить ординаты тяговых подстанций и длину плеча питания тяговой сети переменного тока в вынужденном режиме работы.

Питание тяговой сети может быть организовано по различным схемам. Для быстрого отключения любого поврежденного или ремонтируемого участка сети и сохранения действия цепи на всем остальном ее протяжении тяговую сеть делят на отдельные участки, имеющие на одном или обоих концах источники питания (тяговые подстанции (ТП)). Эти участки называются плечами питания. При использовании встречно-консольной схемы питания в случае выхода из строя одной из ТП срабатывают устройства автоматического включения резерва (АВР), расположенные в данном проекте посередине участка между соседними ТП. Таким образом, в нормальном режиме каждая ТП питает одно или два плеча питания, ограниченных устройствами АВР. В вынужденном режиме за счет перераспределения тока в контактном проводе длины плеч питания ТП изменяются и нагрузку отключенной ТП принимает на себя одна или две смежных ТП.

В данном разделе проекта в соответствии с п. 2 задания имеется три ТП: ТП1, расположенная на станции А, ТП2, расположенная на станции Д и ТП3, расположенная на станции К. При расчетах следует учитывать, что ордината ТП1 указана в таблице 3 исходных данных (ордината ТП на перегоне А-Б), а ординаты ТП2 и ТП3, расположенных на станциях Д и К, совпадают с ординатами этих станций. В соответствии с таблицей 3 ордината станции А – 79000 м, ординаты всех других станций и объектов на участке А-К рассчитываются исходя из расстояний между станциями, указанных в таблице 2. (например, ордината станции Б – 86000 м, так как длина перегона А-Б для всех вариантов – 7 км).

Таким образом, можно указать ординаты ТП и длину плеча питания в вынужденном режиме работы тяговой сети, учитывая что по заданию для всех вариантов в этом режиме ТП2 отключена.

На рис. 3 показано расположение тяговых плеч для нормального (рис. 3а) и вынужденного (рис. 3б – рис. 3г) режимов работы тяговой сети при встречно-консольной схеме питания. Отключенные тяговые подстанции на рисунках закрещены; l_т – длина плеча питания для вынужденного режима работы, l_т_i – длина плеча питания i-ой ТП в нормальном режиме работы сети; I_т_i – тяговый ток, питающий i-ое плечо тяговой сети. На рис. 3д приведен пример расчета длины плеча питания в вынужденном режиме работы тяговой сети.

Шаг 2. В этом шаге следует определить длины расчетных участков и изобразить схему взаимного расположения тяговой сети и КЛС для расчета опасных влияний. При определении значений опасного и мешающего влияний цепи проводной связи и проводного вещания разбиваются на расчетные участки. Расчетными являются гальванически неразделенные участки – участки между усилительными пунктами для цепей избирательной связи, размещенными на схеме трассы кабельной магистрали. Гальванически неразделенным называют участок цепи, не содержащий усилителей, трансформаторов и других элементов, препятствующих прямому прохождению переменного тока в проводах.

Рисунок 3 – Расположение тяговых плеч для нормального (рис. 3а) и вынужденного (рис. 3б – рис. 3г) режимов работы тяговой сети при встречно-консольной схеме питания

При расчете опасных и мешающих влияний расчетными участками будут являться усилительные участки для неуплотненных цепей КЛС тональной частоты как имеющие наибольшую длину. В соответствии с п. 3 задания по разделу проекта длина каждого такого усилительного участка составляет 25-30 км. При необходимости, длина некоторых участков может быть меньше 25 км, но не должна превышать 30 км. Учитывая, что по ординатам станций А, Д и К расположены ОУП, необходимо на основе данных о расстояниях между станциями (табл. 2) разместить на станциях участков А-Д и Д-К по одному НУП, учитывая ограничения на длину усилительного участка. Таким образом, будут получены четыре длины расчетных участков (l ₁– l ₄), что позволит указать ординаты ОУП и НУП и изобразить взаимное расположение тяговой сети в вынужденном режиме работы ТП и расчетных участков КЛС. Пример расчетной схемы приведен на рис. 4.

Рисунок 4 – Пример расчетной схемы

Шаг 3. В этом шаге необходимо рассчитать значения опасного напряжения (отдельное значение для каждого расчетного участка).

Значения опасного напряжения между жилой кабеля и землей на конце гальванически неразделенного провода цепи связи рассчитывается по формулам (1 – 8) отдельно для каждого расчетного участка в соответствии с расчетной схемой, полученной в шаге 2.

Расчет следует начинать при ширине сближения а=10 м.

Если длина расчетного участка кабельной цепи менее 40 км, то без учета волновых процессов опасное напряжение U, В,

U = w × M × I _вл × S _р × S _к × l _э , (1)

где w – круговая частота влияющего тока частотой f 50 Гц, рад/с;

S _р – коэффициент экранирования рельсов, рекомендуется принять
равным 0,45;

S _к – коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц, зависит от марки кабеля, в проекте принять равным 0,1.

Взаимная индуктивность M, Гн/км между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц определяется по номограмме 3] или приближенно по формуле

(2)

где а – ширина сближения, м (в данном шаге взять 10 м);

s – проводимость грунта, См/м (см. табл. 4).

Длина сближения линии связи с тяговой сетью l _э, км в пределах данного расчетного (усилительном) участка l определяется в соответствии с примерами, приведенными на рис. 5. для каждого расчетного участка отдельно.

Сближением между электрифицированной железной дорогой и линиями проводного вещания называют такое их взаимное расположение, при котором в цепях этих линий могут возникать опасные и мешающие напряжения и токи. В этом случае принято считать, что линии проводной связи и проводного вещания находятся в зоне влияния электрифицированной железной дороги. Длиной сближения называют длину той части расчетного участка цепи связи или проводного вещания, которая находится в зоне влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог, т.е. располагается на расчетной схеме параллельно соответствующему плечу питания тяговой сети. На рис. 4 в качестве примера показаны длины сближения l _э1– l _{э 4} для соответствующих расчетных участков l ₁– l ₄. Из схемы видно, что участки l _э2– l _э4 полностью лежат в пределах плеча питания, поэтому для них длины сближения совпадают с длинами расчетных участков.

Рисунок 5 – Схема определения длины сближения линии связи с тяговой сетью l _э

Эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц I _вл, А, определяется при вынужденном режиме работы тяговой сети по формуле

I _вл = I _рез × К_т, (3)

где I _рез – результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, А.

К_т – коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным.

Ток I _рез, А рассчитывается по формуле

(4)

где m – число электровозов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме в часы интенсивного движения (рекомендуется принять 8-12);

D U_TCmax – максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электровозом, В; при l_т ³ 30 км
DU_TCmax = 8500 В;

l_т – длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы, км; (см. рис. 3);

cosj – коэффициент мощности электровоза (у большинства отечественных электровозов составляет 0,8).

Соответственно активное R _ТС и реактивное Х_ТС сопротивление тяговой сети, Ом/км, зависит от типа контактной подвески которая, выбирается по варианту в соответствии с табл. 7, и рассчитываются по формулам

R _ТС = Z ’_Т × cosa; X _ТС = Z ’_Т × sina , (5)

где Z ’_Т – сопротивление одного км тяговой сети выбирается из таблицы 7.

a = 65°.

Таблица 7 – Сопротивление одного км тяговой сети

Тип подвески	Z’_Т , Ом/км
Тип подвески	Однопутный участок	Двухпутный участок
М-120-ТФ-100	0,429	0,255
М-95-ТФ-100	0,431	0,257
Ас-180-ТФ-100	0,454	0,252
Ас-120-ТФ-100	0,467	0,257
ПБСМ-195-ТФ-100	0,478	0,278

Коэффициент К_т рассчитывается отдельно для каждого расчетного участка по формуле

(6)

где l_н – кратчайшее расстояние от ближайшей действующей тяговой подстанции в вынужденном режиме работы до начала сближения с тяговой сетью расчетного участка цепи связи (см. рис. 5).

Длина l_н определяется отдельно для каждого расчетного участка в соответствии с рис. 5. Из расчетной схемы, приведенной на рис. 4, видно, что по проекту в вынужденном режиме работы тяговой сети существует две действующие тяговые подстанции – ТП1 и ТП3. Для каждой длины сближения l_э1– l_э4 длина l_н представляет собой кратчайшее расстояние от ординаты одного из концов длины сближения (любой из них может считаться началом сближения) до ординаты соответствующей ближайшей действующей ТП. Если ордината конца длины l_э совпадает с ординатой действующей ТП, то соответствующая длина l_н = 0 (в примере – для l_э1и l_э4).

Шаг 4. В этом шаге необходимо определить предварительное значение ширины сближения а, м трассы КЛС с тяговой сетью.

Из нескольких полученных в предыдущем шаге значений опасного напряжений выбирается максимальное значение U_max. Это значение сравнивается с предельно допустимым индуцированным напряжением U_доп,В в жилах кабеля, учитывающим применение мер защиты и техники безопасности. При отсутствии дистанционного питания U_доп = U_раб – рабочему (длительно – допустимому) напряжению, указанному в технических условиях на кабель. В данном проекте его можно принять равным 200 В.

Если U_max< U_доп, то в качестве предварительного значения ширины сближения выбирается значение а=10 м и расчет опасных влияний считается законченным. В противном случае осуществляется пересчет ширины сближения а по следующей методике.

Значение взаимной индуктивности М, полученное в предыдущем шаге по формуле 2 пересчитывается на новое М'

(7)

и решается уравнение с одним неизвестным x – искомой шириной
сближения, м:

(8)

В данном уравнении значения параметров s и f берутся такими же, что и при расчете по формуле 2 в предыдущем шаге.

Полученное значение х, м округляется до большего целого значения и представляет собой предварительное значение ширины сближения.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1042; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!