Параллельная прокладка высоковольтных трехфазных и двухфазных тяговых линий, страница 2

Влияние линий тягового электроснабжения на трехфазные линии общего пользования незначительно из-за разницы в частотах, обусловленной этим более слабой связи и, следовательно, меньшего тока утечки. По этой причине здесь учитывается только обратное действие, т. е. влияние трехфазной линии сетей общего пользования на линии тягового электроснабжения. При этом в рамках исследования анализируются эксплуатационные состояния трехфазной линии, которые могут привести к недопустимым влияниям на тяговые сети, и соответствующие состояния тяговой сети, при которых она наиболее чувствительна к влияниям со стороны трехфазной.

В общем случае невозможно исключить взаимное влияние параллельно проложенных линий за счет транспозиции проводов. В связи с этим критическое влияние возможно даже при электрической симметрии напряжений в трехфазной сети, что обычно имеет место при нормальном рабочем режиме или трехфазном замыкании.

Даже при идеальной геометрической симметрии токовых цепей в параллельных линиях возможно взаимное влияние, если электрическая симметрия нарушается наличием компонентов нулевой последовательности. Это возможно при одно- или двухфазном замыкании на землю, а также в сетях повышенного напряжения, где нередки кратковременные однофазные прерывания тока.

В сети тягового электроснабжения даже в нормальном рабочем режиме могут возникать недопустимо высокие напряжения влияния и наводиться значительные токи влияния, обусловленные сложной схемой тяговых сетей. Эти напряжения и токи в большой степени затрудняют работу тяговой сети. При замыкании на землю в тяговой сети напряжением 110 кВ, работающей в компенсированном режиме, существует опасность возникновения больших остаточных токов.

Метод расчета

На рис. 3 схематически представлен разработанный специально для этих исследований метод расчета. Он позволяет рассчитать влияния не только на одном участке, подверженном влиянию параллельных линий, но также на всей двухфазной тяговой сети Германии напряжением 110 кВ, частотой 16,7 Гц, общая протяженность которой составляет 7400 км. Эта сеть в расчетах рассматривается как связанная многопроводная система. В качестве исходных величин, кроме влияющих на тяговую сеть токов и напряжений трехфазной сети, используются также характеристики участка линии тягового электроснабжения, подвергающейся влияниям, и параметры остальной тяговой сети.

Результатом расчетов являются величины токов и напряжений частотой 50 Гц, действующих в тяговой сети и накладывающихся на токи и напряжения частотой 16,7 Гц. Для линии тягового электроснабжения напряжением 110 кВ можно принять рассчитанную для трехфазной линии такого же напряжения величину предельного уравнительного тока, который способна погасить цепь защиты от замыканий на землю:

Для расчета каждого провода можно использовать схему замещения, приведенную на рис. 2. В связи с этим участок тяговой линии, подверженный влияниям, отображается как связанная многопроводная система, в которой учитываются емкостные и индуктивные влияния со стороны других проводников, а следовательно, и компенсирующее действие на этом участке заземляющего троса. Помимо того, данная модель позволяет выполнять совмещенный расчет емкостных и индуктивных влияний. При этом не требуются упрощающие допущения в отношении электрической симметрии в системе и транспозиции проводов. Для учета разницы в конструкциях опор по длине участка, подверженного влияниям, его условно разделяют на квазигомогенные отрезки.

Для точного моделирования условий гашения дуги при замыкании линии тягового электроснабжения напряжением 110 кВ на землю необходима географически точная картина распределения значений емкости земли. В связи с этим двухфазная тяговая сеть Германии напряжением 110 кВ с географически правильно выбранными параметрами трансформаторов и защитных реакторов моделируется как многопроводная система. Гальванически связанная с нею сеть Федеральных железных дорог Австрии в расчете не учитывалась из-за большой удаленности.