Расчет токов короткого замыкания

РАСЧЕТ ОПАСНОГО МАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ НА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ 0,4 кВ

Обоснование расчета

Магнитное влияние на линию низкого напряжения возникает при протекании по проводам контактной сети переменного тока, создающего переменное магнитное поле в окружающем пространстве. Вследствие этого в проводах более низкого напряжения индуктируется продольная электродвижущая сила (ЭДС), пропорциональная коэффициенту взаимной индуктивности между проводом контактной сети и проводом низкого напряжения и скорости изменения влияющего тока.

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

Расчет опасного магнитного влияния в режиме короткого замыкания

Методика расчета

Для режима короткого замыкания опасные напряжения UM для участка воздушной линии любой длины вычислены по формуле, В:

, (2.1)

где - угловая частота влияющего тока, с^-1; - модуль взаимной индуктивности между контактным проводом и линией низкого напряжения, Гн/км; - ток короткого замыкания в тяговой сети, A; - коэффициент экранирующего действия рельсов; - длина линии низкого напряжения, км.

При выполнении расчетов по формуле (2.1) определена наибольшая величинаопасного напряжения, для чего определены токи короткого замыкания от каждой из смежных подстанций. Расчетными точками определения токов короткого замыкания являются концы участка .

Расчет модуля взаимной индуктивности

Модуль взаимной индуктивности между контактным проводом и линией низкого напряжения, Гн/км:

, (2.2)

где а - ширина сближения между контактным проводом и линией низкого напряжения 0,4кВ; - удельная проводимость земли, См/м; - частота влияющего тока, Гц.

Так как линии 0,4 кВ расположены на опорах контактной сети, то ширина сближения для всех линий одинакова и равна 5,25 м; проводимость земли σ=0,9·10³ См/м.

= (Гн/км).

Расчет токов короткого замыкания

Режим короткого замыкания - аварийный режим, при котором контактная сеть замыкается на рельсовую цепь. В этом случае влияющим током является ток короткого замыкания I_КЗ, который определен по
выражению, А:

, (2.3)

где S_K3- мощность короткого замыкания на стороне первичного напряжения тяговой подстанции, кВА; S_H - номинальная мощность тяговой подстанции, кВА; U_k - напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %;
r_кс - активное сопротивление 1 км тяговой сети, Ом/км; х_кс- реактивное сопротивление 1 км тяговой сети, Ом/км; L_K3- расстояние от подстанции до места короткого замыкания, км.

В связи с тем, что на фидерных зонах находится по несколько участков линий 0,4 кВ, построены эпюры токов короткого замыкания по всей длине участка Белое Море – Полярные Зори. Токи коротких замыканий рассчитаны для различных участков тяговой сети. Результаты расчетов представлены в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 – Расчет Iкз для подстанции Белое Море

Таблица 2.2 - Расчет Iкз для подстанции Полярные Зори

Расчет токов короткого замыкания на межподстанционной зоне выполнен в программном комплексе «Кортэс», на основании данных предоставленных техническим отделом ЭЧ-13, приведенных в разделе 1.2. Зависимости токов короткого замыкания от расстояния приведены на рисунке 2.1 и определены без учета поездной нагрузки.

Рисунок 2.1 – Значения токов короткого замыкания на межподстанционной зоне Белое Море – Полярные Зори