Параллельная прокладка высоковольтных трехфазных и двухфазных тяговых линий, страница 4

Многочисленные исследования аварийных режимов в трехфазных сетях показали, что любые из них оказывают серьезное влияние на тяговую сеть, кроме кратковременного прерывания тока в одной из фаз. На рис. 6 показано изменение напряжения влияния U_B на подстанции Мерхог (при ее подключении на отпайках) в зависимости от тока однофазного короткого замыкания на землю I_k1 трехфазной линии напряжением 220 кВ на участке Кирххеллен — Виттенберг, где на общих опорах несимметричное взаимное расположение проводов разных систем напряжений с разными расстояниями в одноименных парах является наиболее неблагоприятным. Возникающие значения U_B  при этом теоретически могут достичь величины 224 кВ, что при отсутствии компенсационных устройств может вывести из строя силовые и измерительные трансформаторы на подстанции.

Из-за высокого импеданса обоих трансформаторов подстанции, подключенной на отпайках, в цепях распределительного устройства со сборными шинами 15 кВ не возникает больших уравнительных токов, чего нельзя сказать о схеме подключения со сборными шинами 110 кВ. Несмотря на устройства защиты и резервирование оборудования на ответвлении Кирххеллен, эти уравнительные токи замыкаются через сборные шины соседних тяговых подстанций Дуйсбург и Марль. В случае рассматриваемого однофазного короткого замыкания уравнительные токи могут достигать 1,8 кА, а при трехфазном замыкании — 3,5 кА. В этом случае уже возникает опасность неселективных отключений в тяговой сети. При наличии сборных шин напряжением 110 кВ на ответвлении Кирххеллен ток станет еще больше из-за уменьшившейся в два раза длины цепи уравнительного тока.

Другие расчеты на модели

На модели была рассмотрена зависимость степени воздействия на тяговые сети от конструкции общих опор и места нахождения в тяговой сети участка, подвергающегося влияниям трехфазной сети. Для участка Мерхог — Кирххеллен наиболее важные с точки зрения влияний моменты обусловлены также индивидуальными граничными условиями. Так, исследования показали, что на базе полученных отдельных результатов нельзя делать обобщающих выводов, так как тяговая сеть имеет собственные остаточные токи замыкания на землю, а также наводимые уравнительные токи, возникающие при аварийных режимах параллельных трехфазных сетей и значительно различающихся в зависимости от конструкции опор, чередования фаз и топологии остальной части сети, на которую не оказывают влияния рассматриваемые трехфазные линии. Таким образом, для каждого конкретного случая совместной прокладки линий необходимы отдельные расчеты и измерения.

Выводы

Исследования в рамках отдельных проектов, а также в ходе дальнейшего моделирования показали следующее:

• при замыкании на землю в сетях тягового электроснабжения гасящую способность последних следует определять, исходя из самых неблагоприятных граничных условий;
• при аварийных режимах в трехфазных сетях общего пользования возникают высокие напряжения влияния на тяговую сеть, а также, в зависимости от конфигурации тяговой сети, значительные уравнительные токи, требующие специальных вспомогательных мероприятий.

В тяговых сетях широко используются разрядники для защиты от перенапряжений, вызываемых процессами в трехфазных линиях. Для того чтобы избежать неселективных отключений в тяговой сети, вызываемых уравнительными токами, достаточно правильно выбрать уставки срабатывания защит и выдержки времени на их срабатывание с учетом кратковременных процессов в трехфазных сетях. Помимо этого, уравнительные токи частотой 50 Гц могут контролироваться с помощью специальных защитных устройств как по частоте, так и наличию составляющей нулевой последовательности.