Расчет опасных напряжений

Токи короткого замыкания достигают максимальных значений непосредственно у тяговых подстанций, следовательно, магнитное влияние электротяговой сети наиболее сильно будет проявляться вблизи тяговых подстанций, на станциях Белое Море и Полярные Зори, где расположены распределительные сети 10 и 0,4 кВ. Опасные напряжения рассчитаны для разных длин линий, т.к. без точных схем сложно определить основные параметры сближения линий с электротяговой сетью. Расчет произведен по формуле (2.1), значение коэффициента экранирующего действия рельсов S_р принят равным 0,6 [ ].

Наведенное опасное напряжение в линиях на станции Белое Море равно:

L_э=0,5 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·0,5·3091=383,9 (В);

L_э=1,0 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·1·3045=756,7 (В);

L_э=1,5 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·1,5·3001=1118,6 (В).

Наведенное опасное напряжение в линиях на станции Полярные Зори равно:

L_э=0,5 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·0,5·3425=425,5 (В);

L_э=1 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·0,5·3369=837,9 (В);

L_э=1,5 км, U_м=314·13,2·10^-4·0,6·0,5·3316=1235,7 (В).

Полученные значения опасных напряжений в воздушных линиях 0,4 кВ представлены на рисунках 2.2 и 2.3.

Рисунок 2.2 – Зависимость величин опасных напряжений от длины участка воздушной линии 0,4 кВ

Рисунок 2.3 – Зависимость величин опасных напряжений на станции от длины участка линии 0,4 кВ

Расчет опасных напряжений на промежуточных станциях

На промежуточных станциях расположены по две воздушные линии напряжением 0,4 кВ с соответствующими длинами Lэ. Значения токов короткого замыкания взяты из расчетов приведенных ранее. На основании приведенных данных выполнен расчет опасных напряжений на промежуточных станциях. Результаты расчета приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Расчет опасных напряжений на станциях межподстанционной зоны

Анализ полученных результатов

Существенно важным моментом является то, что рабочее напряжение можно считать постоянным по всей длине провода, а величина наведенного напряжения изменяется пропорционально длине линии. Напряжение любой точки провода воздушной линии 0,4 кВ, подверженной влиянию, относительно земли представляет собой сумму рабочего напряжения провода линии и индуктированного продольного напряжения.

Напряжение каждого провода относительно земли существенно зависит от наведенного напряжения. Рабочие напряжения между фазными проводами, а также между каждым фазным и нулевым проводом, вследствие наличия индуктивного влияния изменяются незначительно, так как наведенное напряжение во всех проводах сети почти одинаково. При подключении питающего трансформатора к постороннимисточникам электроэнергии, напряжение которых трудно связать по фазе с напряжением тяговой сети, величину результирующего напряжения провода относительно земли принимаем равной арифметической сумме рабочего и наведенного напряжений, то есть максимальной в данных условиях.

Для воздушных линий 0,4 кВ в режиме короткого замыкания допустимое напряжение U_рез = 500 В.Так как фазное напряжение в данных линиях U_ф = 220 В, то максимально допустимое опасное магнитное влияние при коротком замыкании, U_м.доп, В:

U_м.доп=U_рез - U_ф, (2.4)

U_м.доп= 500-220=280 (В).

Анализ полученных данных в разделе 2.2.4, показал, что наведенное напряжение не превышает допустимой величины:

- на станциях Пинозеро, Полярные Зори при коротком замыкании на тяговой подстанции Белое Море;

- на станции Кандалакша при коротком замыкании на тяговой подстанции Полярные Зори.

Из графиков,приведенных на рисунках 2.2 и 2.3 видно, что на станции Белое Море необходимо защищать линии низкого напряжения длиной более 375м, а на станции Полярные Зори - линии длиной более 370м.

Расчет опасного магнитного влияния в вынужденном режиме

Методика расчета

Для вынужденного режима работы тяговой сети опасные напряжения для воздушных линий любой длины при параллельном сближении U_M,В:

U_м= ω · К_ф·М·I_экв · S_p·L_э (2.5)

где К_ф - коэффициент формы кривой влияющего тока, который характеризует увеличение индуктированного напряжения вследствие несинусоидальности тока тяговой сети, обусловленной работой выпрямителей электроподвижного состава (при расчете влияний на провода воздушных линий) принят равным 1,15; I_экв - эквивалентный влияющий ток при вынужденном режиме работы тяговой сети, А.

Значения угловой частоты ω, модуля взаимной индуктивности М, коэффициента экранирующего действия S_pвзяты из раздела 2.2.1.

В проекте определены опасные напряжения в вынужденном режиме работы тяговой сети при отключении каждой из смежных тяговых подстанций.