Электротехника \ Системы и устройства электроснабжения

Анализ влияния уравнительных токов на технико-экономические показатели системы тягового электроснабжения, страница 13

На дорогах переменного тока к активным мерам защиты относят, например, применение отсасывающих трансформаторов, а на дорогах постоянного тока — сглаживающих фильтрустройств.

Пассивными мерами защиты на дорогах переменного тока являются каблирование линий связи, а на дорогах постоянного тока — относ смежных линий связи от тяговой сети и частичное каблирование.

Каблирование линий связи на дорогах переменного тока является наиболее эффективным средством защиты их от опасного и мешающего воздействия электрифицированных дорог. Промышленность выпускает специальный магистральный кабель связи для укладки его вдоль полотна электрифицированной дороги переменного тока. Кабель имеет алюминиевую оболочку и броню из обычной углеродистой стали. Емкость кабеля вполне достаточна для обеспечения не только всех видов связи, но и устройств СЦБ и телеуправления объектами электроснабжения электрифицированных дорог.

Отказ от каблирования воздушных линий связи на дорогах переменного тока потребовал бы их относа от полотна железной дороги на расстояние более 2 км.

Отсасывающие трансформаторы позволяют увеличить ток в рельсах или в специальном обратном проводе и тем самым снизить магнитное влияние тяговой сети на линии связи и другие смежные линии.

Первичные обмотки W₁ отсасывающих трансформаторов ОТр (рисунок 6.2 ) включают в рассечку проводов контактной сети К, где они обтекаются токами I_Tl, равными токам контактной сети I_к, а вторичные обмотки W₂ включают по-разному: или в рассечку рельсов Р (рисунок 6.2), или в рассечку обратного провода ОП (рисунок 6.2). При этом обратный провод у каждой тяговой подстанции и между отсасывающими трансформаторами соединяют с рельсами специальными перемычками. Таким образом, вторичная обмотка отсасывающего трансформатора в схеме а замкнута на цепь, состоящую из рельсов, земли и переходного сопротивления между ними; в схеме б в цепь входит еще и обратный провод. Сопротивление цепи в первой схеме невелико и составляет доли ома, а во второй цепи 1—3 Ом.

Отсасывающие трансформаторы по, режиму работы соответствуют трансформаторам тока. Коэффициент трансформации их близок к единице, так что I_T₂_T₁. Включают их в тяговую сеть с определенными интервалами. Их назначение как бы «отсасывать» ток из земли в рельсы или в обратный провод. При отсасывающих трансформаторах, включенных по схеме рисунок 6.2, а, ток в рельсах I_р будет значительно больше, чем без них, и рельсы оказывают большое экранирующее действие. В промежутках между точками подключения трансформаторов происходит утечка тока из рельса в землю, что снижает их экранирующее действие. Ток утечки возрастает при увеличении расстояний между отсасывающими трансформаторами и переходной проводимости рельс—земля.

Если отсасывающие трансформаторы включаются по схеме рисунок6.2,б, тогда нагрузочный ток протекает по рельсам на значительно меньшем участке пути, чем по схеме рисунок 6.2, а, так как по перемычкам, установленным между рельсом и обратным проводом, ток из рельсов поступает большей участью в обратный провод. Следовательно, утечка тока из рельсов в землю происходит на более коротком расстоянии в промежутке между нагрузкой и перемычкой и ток, поэтому значительно меньше ответвляется в землю. Вследствие этого повышается экранирующее действие рельсов и обратного провода.

Рисунок 6.2-Принципиальная схема включения отсасывающих

трансформаторов без обратного (а) и с обратным (б) проводом

Исследованиями установлено, что при включении отсасывающих трансформаторов по второй схеме с расстояниями между ними 4,5 км опасные влияния тяговой сети на смежные линии могут быть снижены в 4—10 раз по сравнению с тяговой сетью без трансформаторов. Отсасывающие трансформаторы на дорогах переменного тока уменьшают только магнитные влияния тяговой сети на смежные линии и сооружения. Основными недостатками применения отсасывающих трансформаторе является сооружение большого числа изолирующих сопряжений анкерных участков, так как первичная обмотка их включается в рассечку контактной сети. Значительны также стоимость и расход цветных металлов вследствие того, что обмотка и обратный провод должен пропускать полный тяговый ток. Возрастает сопротивление тяговой сети, увеличиваются потери напряжения и энергии. Поэтому применение отсасывающих трансформаторов должно быть технико-эконсмически обосновано.

Наибольший же эффект дает каблирование линий связи, при коте ром резко снижаются не только магнитные влияния, но и полностью устраняются электрические влияния.

6.3 Определение влияющих токов при вынужденном режиме в тяговой сети переменного тока 25 кВ

В качестве влияющего тока I_в принимают эквивалентный длительный ток I_экв, который одинаков по всей длине сближения и индуктирует в проводе такое же опасное напряжение, какое возникает при действительном (ступенчатом) распределении токов электровозов вдоль тяговой сети:

I_в= I_экв=к_m· I_рез,(6.1)

Здесь к_т — коэффициент, характеризующий уменьшение эквивалентного тока по I_экв сравнению с результирующим нагрузочным током I_рез;

(6.2)