Сопротивления электротяговой сети однофазного переменного тока железных дорог

  • Евгений Петрович Фигурнов
  • Александр Леонович Быкадоров
  • Юрий Иванович Жарков
  • Леонид Абрамович Герман
  • Камиль Субханвердиевич Субханвердиев
Ключевые слова: cистема тягового электроснабжения, тяговая сеть, взаимные индуктивные связи, контуры «проводник – земля», индуктивно развязанные сопротивления, утечка тока из рельсов в землю, схема замещения

Аннотация

При вычислении сопротивлений тяговой сети наибольшие сложности возникают из-за необходимости учета взаимных индуктивных связей между неодинаковыми проводами многопроводной контактной сети, между рельсами, между проводами и рельсами, между контактными сетями разных путей. Однако какими бы точными ни были способы учета этих связей, многочисленные допущения и неопределенности не позволяют гарантировать вычисление этих сопротивлений с погрешностью менее 5–10 %. При учете взаимных индуктивных связей удобно использовать упрощенную методику, в которой вместо рассмотрения каждой пары проводников оперируют усредненной зависимостью для каждой многопроводной сети в целом или усредненной зависимостью между двумя сетями. Такой подход практически не влияет на точность определения результирующих сопротивлений тяговой сети, но резко упрощает расчеты. Многопроводная сеть может быть представлена в виде совокупности контуров «проводник – земля». Приведены формулы для определения сопротивления результирующих контуров, когда в качестве проводника выступают многопроводные контактная или рельсовая сети. На основе таких контуров возможно определить индуктивно развязанные сопротивления контактной и рельсовой сетей для однопутных и двухпутных участков, с использованием которых строится схема замещения тяговой сети. При этом для рельсовой сети надо учесть утечку тока из рельсов в землю, что может быть выполнено с помощью специального коэффициента при индуктивно развязанном сопротивлении рельсовой сети. Приведена методика вычисления этого коэффициента.

Биографии авторов

Евгений Петрович Фигурнов

доктор техн. наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы электроснабжения» Ростовского государственного университета путей сообщения

Александр Леонович Быкадоров

доктор техн. наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы электроснабжения» Ростовского государственного университета путей сообщения

Юрий Иванович Жарков

доктор техн. наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы электроснабжения» Ростовского государственного университета путей сообщения

Леонид Абрамович Герман

доктор техн. наук, профессор кафедры «Техника и технологии железнодорожного транспорта» филиала Самарского государственного университета путей сообщения в Нижнем Новгороде

Камиль Субханвердиевич Субханвердиев

– кандидат техн. наук, доцент кафедры «Электроэнергетика транспорта» Российского университета транспорта (МИИТ)

Литература

1. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982, 528 с.
2. Карякин Р.Н. Тяговые сети переменного тока: 2-е изд., М.: Транспорт, 1987, 279 с.
3. Косарев А.Б. Основы теории электромагнитной совместимости систем тягового электроснабжения переменного тока. М.: Интекст, 2004, 272 с.
4. Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. М.: УМК МПС, 2002, 638 с.
5. Фигурнов Е.П. Релейная защита. Часть 2: 3-е изд., М.: УМЦ ЖДТ, 2009, 604 с.
6. Р 606/01 Порядок расчета и выбора уставок защиты тяговой сети переменного тока. ОСЖД, 2017 [Электрон. ресурс], URL: https://osjd.org/api/media/resources/12994 (дата обращения 27.07.2021).
7. Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Интекст, 2008, 480 с.
8. Зевеке Г.В. и др. Основы теории цепей. 5-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1989, 528 с.
9. Фигурнов Е.П. Вычисление удельных параметров тяговой сети однофазного переменного тока. – Автоматизированные системы электроснабжения железных дорог: межвузовский сборник науч. трудов, 1995, с. 72–84.
10. Фигурнов Е.П. Сопротивления электротяговой сети однофазного переменного тока. – Электричество, 1997, № 5, с. 23–29.
11. Быкадоров А.Л., Боднар А.В. Эквивалентирование сопротивлений тяговой сети многопутных участков переменного тока. – Вопросы расчета, технической диагностики и автоматического управления систем электроснабжения: межвузовский тематич. сборник, 1981, вып. 162, с. 61–66.
12. Быкадоров А.Л., Боднар А.В. Сопротивление тяговой сети многопутных участков переменного тока. – Режимы работы, автоматическое управление и техническая диагностика систем электроснабжения железных дорог: межвузовский тематич. cборник, 1983, вып. 171, c. 28–32.
13. Бочев А.С. Трехпроводные электротяговые сети переменного тока и режимы их работы: дис. … докт. техн. наук, 1986, 528 с.
14. Петров И.П. Адаптивные методы определения места повреждения в тяговой сети переменного тока и их исследование: дис. ... канд. техн. наук, 1999, 289 с.
15. Mingli W. Physical Interpretation of Impedance Formulas for Conductors Enclosed in a Cylindrical Tunnel. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, vol. 26, No. 3, pp. 1354–1360, DOI:10.1109/TPWRD.2009.2039499.
16. Liu Q., Gao S., Li D. Installation location of high-pass filter in high-speed railway. – Dianli Zidonghua Shebei/Electric Power Automation Equipment, 2017, vol. 37, No. 2, pp. 157–163, DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.02.024.
#
1. Markvardt К.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zhelez-nyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1982, 528 p.
2. Karyakin R.N. Tyagovye seti peremennogo toka: 2-e izd. (Traction AC Networks: 2nd Ed.), М.: Transport, 1987, 279 p.
3. Kosarev A.B. Osnovy teorii elektromagnitnoy sovmestimosti sistem tyagovogo elektrosnabzheniya peremennogo toka (Fundamentals of the Electromagnetic Compatibility Theory of AC Traction Power Supply Systems). М.: Intekst, 2004, 272 p.
4. Bader M.P. Elektromagnitnaya sovmestimost' (Electromagnetic Compatibility). М.: UMK MPS, 2002, 638 p.
5. Figurnov E.P. Releynaya zashchita. Chast' 2: 3-е izd. (Relay protection. Part 2: 3rd ed.). М.: UMTS ZhDT, 2009, 604 p.
6. R 606/01 Poryadok rascheta i vybora ustavok zashchity tyagovoy seti peremennogo toka (The Procedure for Calculating and Selecting the Protection Settings of the AC Traction Network). ОSZhD, 2017 [Electron. resource], URL: https://osjd.org/api/media/resources/12994 (Date of appeal 27.07.2021).
7. Kosarev A.B., Kosarev B.I. Osnovy elektromagnitnoy bezo-pasnosti sistem elektrosnabzheniya zheleznodorozhnogo transporta (Fundamentals of Electromagnetic Safety of Railway Power Supply Systems). М.: Intekst, 2008, 480 p.
8. Zeveke G.V., et al. Osnovy teorii tsepey. 5-e izd. (Fundamentals of Circuit Theory. 5th Ed.). М.: Energoatomizdat, 1989, 528 p.
9. Figurnov E.P. Avtomatizirovannye sistemy elektrosnabzheniya zheleznyh dorog: mezhvuzovskiy sbornik nauch. trudov – in Russ. (Automated Railway Power Supply Systems: Interuniversity Collection of Scientific Papers), 1995, pp. 72–84.
10. Figurnov E.P. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1997, No. 5, pp. 23–29.
11. Bykadorov A.L., Bodnar A.V. Voprosy rascheta, tekhnicheskoy diagnostiki i avtomaticheskogo upravleniya sistem elektrosnabzheniya: mezhvuzovskiy tematich. sbornik – in Russ. (Issues of Calculation, Technical Diagnostics and Automatic Control of Power Supply Systems: Interuniversity Thematic Collection), 1981, iss. 162, pp. 61–66.
12. Bykadorov A.L., Bodnar A.V. Rezhimy raboty, avtomaticheskoe upravlenie i tekhnicheskaya diagnostika sistem elektrosnabzheniya zheleznyh dorog: mezhvuzovskiy tematich. sbornik – in Russ. (Operating Modes, Automatic Control and Technical Diagnostics of Railway Power Supply Systems: Interuniversity Thematic Collection), 1983, iss. 171, pp. 28–32.
13. Bochev A.S. Trekhprovodnye elektrotyagovye seti peremennogo toka i rezhimy ih raboty: dis. … dokt. tekhn. nauk (Three-wire electric traction AC networks and their operating modes: Dis. … Dr. Sci (Eng.)), 1986, 528 p.
14. Petrov I.P. Adaptivnye metody opredeleniya mesta povrezhdeniya v tyagovoy seti peremennogo toka i ih issledovanie: dis. ... kand. tekhn. nauk (Adaptive Methods for Determining the Location of Damage in the AC Traction Network and Their Study: Dis. … Cand. Sci. (Eng.)), 1999, 289 p.
15. Mingli W. Physical Interpretation of Impedance Formulas for Conductors Enclosed in a Cylindrical Tunnel. – IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, vol. 26, No. 3, pp. 1354–1360, DOI:10.1109/TPWRD.2009.2039499.
16. Liu Q., Gao S., Li D. Installation location of high-pass filter in high-speed railway. – Dianli Zidonghua Shebei/Electric Power Automation Equipment, 2017, vol. 37, No. 2, pp. 157–163, DOI:10.16081/j.issn.1006-6047.2017.02.024.
Опубликован
2021-07-27
Раздел
Статьи