Параллельная прокладка высоковольтных трехфазных и двухфазных тяговых линий, страница 3

Рис. 4. Варианты подключения к тяговой сети участка, подверженного влияниям трехфазных линий:

R, T  — фазы линии тягового электроснабжения напряжением 110 кВ, частотой 16,7 Гц

Для рассматриваемого участка, подверженного влияниям параллельно проложенных трехфазных линий, важны точки подсоединения к общей тяговой сети на ответвлении Кирххеллен и подключения тупиковой тяговой подстанции Мерхог. Первоначальный проект предусматривал, что эта подстанция будет подсоединена к общей тяговой сети на отпайках. В соответствии с альтернативным планом подсоединение может быть выполнено через системы сборных шин 110 кВ на тяговой подстанции и ответвлении Кирххеллен (рис. 4).

Параллельная прокладка
высоковольтных трехфазных
и двухфазных тяговых линий
(Окончание)

Результаты расчетов

Нормальный режим

В предыдущих исследованиях для нейтрализации влияния трехфазной линии на тяговую сеть необходимо было знать основной определяющий параметр — потенциал нулевой точки трехфазной системы, соединенной в звезду. Уравнивающий емкостной ток такой системы может уходить лишь через цепь, предназначенную для гашения тока короткого замыкания на землю, качество которой определяется активным сопротивлением гасящего реактора и в значительной степени зависящим от погодных условий удельным током утечки сети. В соответствии с этим также велика зависимость степени влияния параллельной трехфазной линии от параметров гасящей цепи.

В рассматриваемом примере мешающие влияния более высокой частоты в нормальном рабочем режиме незначительны, так как резонансный контур на частоту 16,7 Гц не может быть расстроен мешающим влиянием частоты 50 Гц.

Замыкания на землю в тяговой сети

Рассматриваемая линия тягового электроснабжения имеет следующие критические пункты, опасные с точки зрения замыканий на землю: тяговая подстанция Мерхог, ответвление на Кирххеллен и место перехода линии на опоры другой конструкции в Виттенберге. На рис. 5 показаны возможные значения составляющей остаточного тока, обусловленной гармоникой 50 Гц, в случае замыкания линии тягового электроснабжения на землю в опасных точках.

Рис. 5. Величина составляющей остаточного тока замыкания на землю, обусловленной частотой 50 Гц

Наибольшая часть этой составляющей, имеющей индуктивный характер, в большой степени зависит от места расположения короткого замыкания. Незначительная емкостная часть не зависит от места короткого замыкания. Расчеты показали, что для опор с двумя трехфазными системами напряжением 380 кВ и линией тягового электроснабжения напряжением 110 кВ расчетная емкостная доля тока не превышает 0,5 А на 1 км линии. Однако эта величина оказалась значительно меньше по всей зоне влияния на опорах разных конструкций.

Составляющая остаточного тока замыкания на землю, обусловленная гармоникой 50 Гц, достигает своего максимального значения (75 А), если короткое замыкание происходит в пункте Виттенберг. Отсюда в соответствии с уравнением (3) допустимое значение составляющей, обусловленной частотой 16,7 Гц, должно равняться 110 А. Эта величина в сетях тягового электроснабжения принята для наиболее неблагоприятных условий эксплуатации. Данный случай воздействия на тяговую линию не может быть принят в качестве единственного определяющего критерия по следующим причинам:

  • величина тока 75 А достигается только в наиболее неблагоприятной точке линии;
  • оценка гасящей способности сети с большими токами замыкания на землю только по критериям, соответствующим уравнению (3), является слишком строгой;
  • пониженная рабочая частота тяговой сети способствует восстановлению дуги после прохождения ее тока через нулевое значение.

Аварийные режимы в трехфазных сетях