Расчёт опасных и мешающих влияний электрифицированной железной дороги на смежную линию

Федеральное агентство железнодорожного транспорта РФ

Иркутский государственный университет путей сообщения

Кафедра: Электроснабжение железнодорожного транспорта

Дисциплина: Электромагнитная совместимость устройств электрифицированных железных дорог.

Курсовая работа

Расчет опасных и мешающих влияний электрифицированной железной дороги на смежную линию

Вариант - 14

Выполнил:

ст-т. гр. ЭНС-02-1

Росяйкин В. В.

Проверил:

профессор

Закарюкин В. П.

Иркутск 2006

Содержание

Введение…………………………………………………………………….…….3

Реферат…………………………………………………………………….………4

Задание на курсовую работу……………………………………………………..5

Исходные данные…………………………………………………………………6

1. Моделирование с помощью программного комплекса Flow 3…………….8

2. Типовой расчет………………………………………………………………..12

2.1 Расчёт токов короткого замыкания и эквивалентного влияющего тока..12

2.2 Расчёт наводимых опасных напряжений………………………………….13

3. Расчет ширины сближения для соблюдения нормированных значений опасных влияний………………………………………………………………..16

4. Расчет напряжения мешающего влияния…………………………………..17

5. Сравнение результатов расчетов…………………………………………….19

6. Выводы………………………………………………………………………...20

7. Список литературы……………………………………………………………21

Введение

Термин «Электромагнитная совместимость» трактуется достаточно широко и включает в себя вопросы взаимовлияния друг на друга различных видов электроэнергетического и слаботочного электрооборудования. С точки зрения железнодорожной энергетики это прежде всего взаимные влияния друг на друга контактных сетей соседних путей многопутных участков, влияние тяговой сети на смежные линии низкого напряжения, линии связи и продольного вещания, на любые протяжённые проводящие объекты, расположенные вблизи электрифицированной железной дороги, а также вопросы взаимовлияния электровозов переменного тока с тиристорными преобразователями. Вплотную к этому кругу проблем примыкают вопросы электрокоррозионного разрушения подземных сооружений и опор при электрификации на постоянном токе.

Наряду с тяговыми сетями, высокими напряжениями и большими токами характеризуются высоковольтные линии электропередачи, высоковольтные цепи автоблокировки и продольного электроснабжения. Создаваемые ими электромагнитные поля наводят напряжения и токи в обесточенной контактной сети, в цепях автоматики, телемеханики и связи, которые могут быть опасными для людей или производить разрушения аппаратуры, а также могут нарушать нормальную работу устройств [1].

Полностью электромагнитное и гальваническое влияние одного электротехнического оборудования на другое, одних электрических цепей на другие практически невозможно, поэтому стремятся снизить его до такой степени, при которой не нарушалась бы нормальная работа электрических цепей, подверженных влиянию, и выполнялись требования ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [2].

Реферат.

В курсовой работе рассчитаны опасные наводимые напряжения на смежной линии связи для трёх режимов работы тяговой сети:

1) холостой ход;

2) короткое замыкание;

3) вынужденный режим.

Расчёт проведен с помощью программного комплекса Flow3 и по формулам, приведённым в [3].

Рассчитано расстояние относа линии связи для получения нормированного значения опасного наводимого напряжения в ней. Определено напряжение мешающего влияния

Работа содержит 13 формул, 14 таблиц, 6 рисунков.

Задание на курсовую работу.

Для участка однопутной железной дороги между двумя смежными тяговыми подстанциями, электрифицированной на переменном токе 1х25 кВ, с рельсами Р-65, и расположенной параллельно ей двухпроводной воздушной линии связи необходимо выполнить следующее.

1. В соответствии с вариантом расчета изобразить расчетную схему для расчета опасных влияний.

2. Определиться с расчетными точками для расчета тока короткого замыкания и влияния его на смежную линию.

3. С помощью программного комплекса Flow3 подготовить расчетную схему для расчета опасных влияний, рассчитать по ней сопротивление тяговой сети, токи короткого замыкания и вынужденного режима, а также наведенные напряжения опасного влияния по следующим вариантам:

отсутствие нагрузок в тяговой сети, заземленный конец линии связи;

отсутствие нагрузок в тяговой сети, изолированная от земли линия связи;

короткое замыкание в тяговой сети, заземленный конец линии связи;

короткое замыкание в тяговой сети, изолированная от земли линия связи;

вынужденный режим тяговой сети, заземленный конец линии связи;

вынужденный режим тяговой сети, изолированная от земли линия связи.

4. Токи короткого замыкания и вынужденного режима рассчитать по формулам «Правил защиты…» [3], используя сопротивление тяговой сети, полученное в п.3. Определить величину эквивалентного влияющего тока вынужденного режима.

5. Рассчитать наводимые в смежной воздушной линии опасные напряжения при коротком замыкании в тяговой сети и при вынужденном режиме по формулам «Правил защиты…». Расчеты провести по тем же вариантам, что и в п. 3.

6. Определить необходимое увеличение расстояния между линией связи и электрифицированной железной дорогой, при котором опасные влияния на линию связи не будут превышать нормированных значений.

7. Рассчитать напряжение мешающего влияния на воздушную линию. Расчет проводить для случая расположения двухсекционного электровоза с суммарным потребляемым током 300 А возле отключенного поста секционирования в середине фидерной зоны.

По пунктам 3, 5, 6, 7 необходимо сделать соответствующие выводы. Сравнить результаты расчетов с помощью программного комплекса и результаты расчетов по формулам [3]. Сравнить расчетные величины с допустимыми значениями опасных и мешающих напряжений. Принять значения допустимых напряжений при коротком замыкании равным 1500 В, при вынужденном режиме 60 В, допустимое мешающее напряжение – 1,5 мВ.

Исходные данные.

Расчетная схема для расчета опасных влияний тяговой сети приведена на рис. 1, исходные данные в соответствии с двухзначным вариантом даны в табл. 1 и 2. Расчетная схема отражает соотношение расстояний по исходным данным и заданное число поездов в зоне для вынужденного режима. В таблицах приняты обозначения в соответствии с рис. 1, а также следующие обозначения:

a – ширина сближения;

с – высота подвеса проводов воздушной линии связи;

S1кз, S2кз, S1н, S2н – мощности короткого замыкания и мощности трансформаторов подстанций 1 и 2;

m – число поездов на участке при вынужденном режиме работы тяговой сети:

σ – удельная проводимость земли.

На рис. 1а изображена схема расчета влияния при коротком замыкании в тяговой сети, на рис.1 б – схема расчета вынужденного режима при трех поездах.

Таблица №1

Исходные данные

Воздушная линия связи со стальными  проводами  характеризуется коэффициентом чувствительности и коэффициентом распространения, приведенными в табл. 5 и 6 [4]; в табл. 5 даны также значения коэффициента акустического воздействия для расчета мешающих влияний.

Таблица №2

Параметры контактных проводов, несущих тросов и рельсов

Рис.1. Расчётная схема для расчёта опасных влияний

1. Моделирование с помощью программного комплекса Flow3

Программный комплекс предназначен для моделирования и расчета установившегося режима систем тягового электроснабжения переменного тока при синусоидальных токах и напряжениях в фазных координатах. Расчеты проводятся с использованием визуальных компонент из набора элементов.

В результате расчета режима получаются значения модулей и фаз напряжений в узлах системы, величины генерируемых источниками мощностей, потери мощности в узлах системы и величины токов и потоков мощностей по ветвям. Кроме того, рассчитываются потери мощности в отдельных элементах схемы с выделением потерь холостого хода в трансформаторах и токи, втекающие в узел элемента со стороны смежных соединенных с узлом элементов.

При моделировании элементы электрической схемы со взаимоиндуктивными связями (многопроводные системы, включая сложные тяговые сети и линии внешнего электроснабжения, кабельные линии, однофазные и трехфазные многообмоточные трансформаторы) эквивалентируются решетчатыми схемами с RLC-элементами. Эквивалентирование производится со следующими допущениями:

·                   все провода считаются тонкими (кроме кабельных линий) прямолинейными, параллельными друг другу (в группе проводов) и поверхности плоской однородной земли с заданной удельной электропроводностью;

·                   автоматически учитываются собственные и взаимные емкости проводов, внутренние и внешние индуктивности проводов и взаимные индуктивности;

·                   при моделировании многообмоточных трансформаторов с любыми  схемами соединения обмоток учитываются  потери  в меди трансформатора и индуктивность рассеивания (параметры короткого замыкания трансформатора), а также потери в стали и индуктивность ветви намагничивания (параметры холостого хода); для трехфазных трехстержневых трансформаторов учитывается магнитный поток, замыкающийся через масло и стенки бака.

Моделирование и расчеты будут проводиться следующим образом:

подготовка элементов схем с помощью редактора элементов, составление расчетной схемы из графических представлений элементов с графическим соединением узлов между собой и дальнейшим расчетом режима.

Модель многопроводной системы, составленная редактором элементов, представлена на рис. 2.

На рисунке 3 приведено поперечное сечение системы проводов.

Рис.2. Модель многопроводной системы

Рис.3. Поперечное сечение модели

Рис.4. Соединение проводов внутри элемента

ЛЭП АС-400/110 кВ

ЛЭП АС-400/110 кВ

ТДТНЖ-40000/110/27,5 uк=17%

Рис.5. Расчётная схема

Таблица 3

Входные сопротивления 1 км проводов

Моделирование в программном комплексе Flow3 производится согласно методике представленной в [4]. Расчет начинается с определения длин ЛЭП для соблюдения Sкз. Длины левой и правой ЛЭП представлены в табл.4.

Таблица 4

Длины ЛЭП 110 кВ

Результаты дальнейшего моделирования при различных случаях работы контактной сети и состоянии смежной линии связи представлены в таблицах ниже.

Таблица 5

Отсутствие нагрузок в тяговой сети и изолированная смежная линия

Страницы: 1, 2, 3