Анализ существующих методов расчета токов КЗ в тяговой сети переменного тока, страница 3

     Изначально совместное рассмотрение СТЭ и СВЭ было применено при расчетах уравнительных токов в тяговой сети [18] (при расчетах уравнительных токов традиционными методами ошибка достигает 300% [26]). В работе [15] на основе применения фазных координат с последующим их тензорным преобразованием построена трехфазная схема замещения электрифицированного участка, для расчета установившегося режима электрических систем с тяговой нагрузкой. Схема замещения СВЭ представлена в данных работах в виде однолинейной схемы с сопротивлениями, являющимися матрицами размерности 3*3 (тензорами сопротивлений). Преобразование фазных координат [14] необходимо для замены схемы подключения нагрузок тяговой подстанции с «треугольника» на «звезду», после чего возможно использование для СТЭ известных методов расчета симметричных сетей [17]. В частности это позволяет определить матрицу узловых сопротивлений для электрифицированного участка железной дороги и использовать метод узловых потенциалов. При параллельной работе подстанций для подключения к СВЭ тяговой сети используются методы преобразования матриц узловых сопротивлений, которые применяются в случае подключения одной или нескольких ветвей при формировании данной матрицы методом наращивания. Во время совместного рассмотрения СВЭ и СТЭ каждый трехфазный узел СВЭ рассматривается в виде трех однофазных узлов, то есть осуществляется переход к трехлинейной схеме замещения.

Предложен следующий порядок формирования матрицы узловых сопротивлений:

          1.Определяется матрица узловых сопротивлений Z_y размерностью N*N (где N - число узлов) для обычной схемы замещения прямой последовательности симметричной трехфазной сети совместно с тяговыми трансформаторами (но без учета тяговой сети). Для удобства проведения расчетов в тяговой сети все расчетные величины приводятся к напряжению тяговой обмотки.

          2. Формируется матрица узловых сопротивлений 3N*3N для предполагаемой трехфазной схемы замещения, без учета тяговой сети

                     ,              (1.1)

          где

                    ,                                                      (1.2)

                                                                           (1.3)

          3. Корректируется матрица Z_y0 (в связи с подключением ветвей тяговой сети) по формуле:

              Z_YK =Z_Y0 -dZ= Z_Y0 - Z_Y0M(M^T Z_Y0M+Z_TC)^-1 M^TZ_Y0 ,                                (1.4)

где М - матрица соединений подключаемых ветвей тяговой сети размерностью 3N*n;

       n - число подключаемых ветвей тяговой сети;

       М^Т - транспонированная матрица М;

       Z_ТС - диагональная матрица сопротивлений ветвей тяговой сети размерностью n*n.     Важным достоинством изложенного метода является схожесть схем замещения различных элементов СВЭ и малый объем вычислений при коррекции матрицы Z_YK для подключения ветвей тяговой сети. Этот метод легко реализуется на ЭВМ и может найти применение в расчетах установившихся токов короткого замыкания.

          При расчете  токов короткого замыкания при совместном рассмотрении СВЭ и СТЭ в случае стыкования систем электроснабжения 1 х25 и 2 х 25 кВ необходимо рассматривать подстанции, относящиеся к различным системам электроснабжения  в различных системах фазных напряжений , а подстанцию стыкования – как два трехфазных узла. Таким образом в матрице узловых сопротивлений для трехлинейной схемы замещения часть элементов определяет падения линейных напряжений в системе 1х25кВ, часть – в системе 2х25кВ, а часть – на взаимных сопротивлениях между схемами.

     Изложенные выше методы можно представить в виде следующей структурной схемы (рис. 2.1.)

Рис. 2.1. Методы расчета токов в тяговой сети переменного тока.