Схема замещения системы внешнего и тягового электроснабжения
Ключевые слова:
система внешнего электроснабжения, тяговое электроснабжение, ток короткого замыкания, схема замещения, напряжение тяговых шин
Аннотация
Статья посвящена вопросам определения параметров систем внешнего и тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ для расчета напряжения и токов короткого замыкания на тяговых шинах при проверке электрооборудования и выборе релейной защиты. Рассмотрены различные схемы замещения системы внешнего электроснабжения: в соответствии с нормативными документами и предложенная с учётом электрической связи питающих высоковольтных линий тяговых подстанций. Доказано, что при расчете различных режимов тяговых сетей межподстанционной зоны следует учитывать нагрузки смежных зон, а параметры сопротивления подстанции рассчитывать в соответствии с данными о сопротивлении (мощности) короткого замыкания, представленными энергосистемой. Предложен алгоритм расчёта тяговой сети межподстанционной зоны для определения уровня напряжения тяговых шин с учётом опережающей и отстающей плеч питания тяговой подстанции. Приведен пример расчёта параметров режима электроснабжения межподстанционной зоны, который показывает погрешность расчета потерь напряжения, если не учитывать нагрузку смежной подстанционной зоны.
Литература
1. СТО РЖД 07.021.1-07.021.5-2015. Защита систем электроснабжения железной дороги от коротких замыканий и перегрузки. Части 1–5.
2. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 / под ред. К.Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1980, 256 с.
3. Фигурнов Е.П. Релейная защита. Ч. 2: Релейная защита устройств тягового электроснабжения железных дорог. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2009, 603 с.
4. Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. М.: Транспорт, 1979, 160 с.
5. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982, 528 с.
6. Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Интекст, 2008, 480 с.
7. Косарев Б.И., Косарев А.Б. Методика расчета токораспределения в тяговых сетях переменного тока. – Вестник ВНИИЖТ, 2017, т. 76, № 6, с. 329–335.
8. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005, 273 c.
9. Герман Л.А., Субханвердиев К.С., Герман В.Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. Ч. 1 и 2. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2021.
10. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. М.: Стандартинформ, 2007, 36 с.
11. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. М.: Энергия, 1979, 152 с.
12. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и энергосистемы. М.: Транспорт, 1988, 326 с.
13. Герман Л.А. и др. Схема замещения для расчета токов короткого замыкания в системе тягового электроснабжения при двухстороннем питании. – Электротехника, 2020, № 4, с. 44–48.
14. Герман Л.А., Карпов И.П. Уточненный метод расчета токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока. – Интеллектуальная электротехника, 2021, № 2, с. 15–25.
15. Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Попова Н.А. Схемы замещения системы внешнего электроснабжения электрифицированного транспорта напряжением 27,5 кВ. – Электричество, 2020, № 8, с. 29–36.
16. Куликов А.Л., Леваков Д.А. Методы моделирования контактной сети железнодорожного транспорта при коротких замыканиях. – Электричество, 2024, № 3, с. 45–58.
17. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989, 592 с.
18. Figurnov E.P. et al. Parameters of Equivalent Circuits for External and Traction Power Supply Systems during Short Circuits in a Contact Network. – Power Technology and Engineering, 2022, vol. 55(6), DOI:10.1007/s10749-022-01458-9.
19. Веников В.А. Электрические системы. Электрические сети. М.: Высшая школа, 1998, 511 с.
20. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях. М.: Высшая школа, 2001, 407 с.
#
1. SТО RZHD 07.021.1-07.021.5-2015. Zashchita sistem elektrosnabzheniya zheleznoy dorogi ot korotkih zamykaniy i peregruzki (Protection of Railway Power Supply Systems from Short Circuits and Overload). Parts 1–5.
2. Spravochnik po elektrosnabzheniyu zheleznyh dorog (Handbook of Railway Power Supply). Vol. 1 / Ed. by. К.G. Markvardt. М.: Transport, 1980, 256 p.
3. Figurnov E.P. Releynaya zashchita. Ch. 2: Releynaya zashchita ustroystv tyagovogo elektrosnabzheniya zheleznyh dorog (Relay Pro-tection. Part 2: Relay Protection of Traction Power Supply Devices for Railways). M.: Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2009, 603 p.
4. Figurnov E.P. Zashchita elektrotyagovyh setey peremennogo toka ot korotkih zamykaniy (Protection of Electric Traction AC Networks from Short Circuits). М.: Transport, 1979, 160 p.
5. Markvardt К.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zheleznyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1982, 528 p.
6. Kosarev A.B., Kosarev B.I. Osnovy elektromagnitnoy bezopasnosti sistem elektrosnabzheniya zheleznodorozhnogo transporta (Fundamentals of Electromagnetic Safety of Railway Power Supply Systems). М.: Intekst, 2008, 480 p.
7. Kosarev B.I., Kosarev A.B. Vestnik VNIIZHT – in Russ. (Russian Railway Science Journal), 2017, vol. 76, No. 6, pp. 329–335.
8. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Slozhnonesimmetrichnye rezhimy elektricheskih sistem (Complex Symmetric Modes of Electrical Systems). Irkutsk: izd-vo Irkut. un-ta, 2005, 273 p
9. German L.A., Subhanverdiev K.S., German V.L. Avtoma-tizatsiya elektrosnabzheniya tyagovoy seti peremennogo toka (Auto-mation of AC Traction Power Supply). Part. 1 and 2. М.: Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2021.
10. GОSТ R 52735-2007. Korotkie zamykaniya v elektrousta-novkah. Metody rascheta v elektroustanovkah peremennogo toka napryazheniem svyshe 1 kV (Short-Circuits in Electrical Installations. Calculation Methods in Alternating Current Electrical Installations with Voltage above 1 kV). М.: Standartinform, 2007, 36 p.
11. Rukovodyashchie ukazaniya po releynoy zashchite (Guidelines for Relay Protection). Iss. 11. М.: Energiya, 1979, 152 p.
12. Karaev R.I., Volobrinskiy S.D., Kovalev I.N. Elektricheskie seti i energosistemy (Electric Networks and Power Systems). M.: Transport, 1988, 326 p.
13. German L.А. et al. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2020, No. 4, pp. 44–48.
14. German L.A., Karpov I.P. Intellektual'naya elektrotekhnika – in Russ. (Smart Electrical Engineering), 2021, No. 2, pp. 15–25.
15. Figurnov E.P., Zharkov Yu.I., Popova N.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 8, pp. 29–36.
16. Kulikov A.L., Levakov D.А. Elektrichestvo – in Russ. (Elec-tricity), 2024, No. 3, pp. 45–58.
17. Idel'chik V.I. Elektricheskie sistemy i seti (Electrical Systems and Networks). M.: Energoatomizdat, 1989, 592 p.
18. Figurnov E.P. et al. Parameters of Equivalent Circuits for External and Traction Power Supply Systems during Short Circuits in a Contact Network. – Power Technology and Engineering, 2022, vol. 55(6), DOI:10.1007/s10749-022-01458-9.
19. Venikov V.A. Elektricheskie sistemy. Elektricheskie seti (Elec-trical Systems. Electrical Networks). М.: Vysshaya shkola, 1998, 511 p.
20. Tatur T.A., Tatur V.E. Ustanovivshiesya i perekhodnye protsessy v elektricheskih tsepyah (Steady-State and Transient Processes in Electrical Circuits). M.: Vysshaya shkola, 2001, 407 p.
2. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 / под ред. К.Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1980, 256 с.
3. Фигурнов Е.П. Релейная защита. Ч. 2: Релейная защита устройств тягового электроснабжения железных дорог. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2009, 603 с.
4. Фигурнов Е.П. Защита электротяговых сетей переменного тока от коротких замыканий. М.: Транспорт, 1979, 160 с.
5. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982, 528 с.
6. Косарев А.Б., Косарев Б.И. Основы электромагнитной безопасности систем электроснабжения железнодорожного транспорта. М.: Интекст, 2008, 480 с.
7. Косарев Б.И., Косарев А.Б. Методика расчета токораспределения в тяговых сетях переменного тока. – Вестник ВНИИЖТ, 2017, т. 76, № 6, с. 329–335.
8. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Сложнонесимметричные режимы электрических систем. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005, 273 c.
9. Герман Л.А., Субханвердиев К.С., Герман В.Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока. Ч. 1 и 2. М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2021.
10. ГОСТ Р 52735-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ. М.: Стандартинформ, 2007, 36 с.
11. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. М.: Энергия, 1979, 152 с.
12. Караев Р.И., Волобринский С.Д., Ковалев И.Н. Электрические сети и энергосистемы. М.: Транспорт, 1988, 326 с.
13. Герман Л.А. и др. Схема замещения для расчета токов короткого замыкания в системе тягового электроснабжения при двухстороннем питании. – Электротехника, 2020, № 4, с. 44–48.
14. Герман Л.А., Карпов И.П. Уточненный метод расчета токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока. – Интеллектуальная электротехника, 2021, № 2, с. 15–25.
15. Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Попова Н.А. Схемы замещения системы внешнего электроснабжения электрифицированного транспорта напряжением 27,5 кВ. – Электричество, 2020, № 8, с. 29–36.
16. Куликов А.Л., Леваков Д.А. Методы моделирования контактной сети железнодорожного транспорта при коротких замыканиях. – Электричество, 2024, № 3, с. 45–58.
17. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 1989, 592 с.
18. Figurnov E.P. et al. Parameters of Equivalent Circuits for External and Traction Power Supply Systems during Short Circuits in a Contact Network. – Power Technology and Engineering, 2022, vol. 55(6), DOI:10.1007/s10749-022-01458-9.
19. Веников В.А. Электрические системы. Электрические сети. М.: Высшая школа, 1998, 511 с.
20. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях. М.: Высшая школа, 2001, 407 с.
#
1. SТО RZHD 07.021.1-07.021.5-2015. Zashchita sistem elektrosnabzheniya zheleznoy dorogi ot korotkih zamykaniy i peregruzki (Protection of Railway Power Supply Systems from Short Circuits and Overload). Parts 1–5.
2. Spravochnik po elektrosnabzheniyu zheleznyh dorog (Handbook of Railway Power Supply). Vol. 1 / Ed. by. К.G. Markvardt. М.: Transport, 1980, 256 p.
3. Figurnov E.P. Releynaya zashchita. Ch. 2: Releynaya zashchita ustroystv tyagovogo elektrosnabzheniya zheleznyh dorog (Relay Pro-tection. Part 2: Relay Protection of Traction Power Supply Devices for Railways). M.: Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2009, 603 p.
4. Figurnov E.P. Zashchita elektrotyagovyh setey peremennogo toka ot korotkih zamykaniy (Protection of Electric Traction AC Networks from Short Circuits). М.: Transport, 1979, 160 p.
5. Markvardt К.G. Elektrosnabzhenie elektrifitsirovannyh zheleznyh dorog (Electricity Supply of Electrified Railways). М.: Transport, 1982, 528 p.
6. Kosarev A.B., Kosarev B.I. Osnovy elektromagnitnoy bezopasnosti sistem elektrosnabzheniya zheleznodorozhnogo transporta (Fundamentals of Electromagnetic Safety of Railway Power Supply Systems). М.: Intekst, 2008, 480 p.
7. Kosarev B.I., Kosarev A.B. Vestnik VNIIZHT – in Russ. (Russian Railway Science Journal), 2017, vol. 76, No. 6, pp. 329–335.
8. Zakaryukin V.P., Kryukov A.V. Slozhnonesimmetrichnye rezhimy elektricheskih sistem (Complex Symmetric Modes of Electrical Systems). Irkutsk: izd-vo Irkut. un-ta, 2005, 273 p
9. German L.A., Subhanverdiev K.S., German V.L. Avtoma-tizatsiya elektrosnabzheniya tyagovoy seti peremennogo toka (Auto-mation of AC Traction Power Supply). Part. 1 and 2. М.: Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2021.
10. GОSТ R 52735-2007. Korotkie zamykaniya v elektrousta-novkah. Metody rascheta v elektroustanovkah peremennogo toka napryazheniem svyshe 1 kV (Short-Circuits in Electrical Installations. Calculation Methods in Alternating Current Electrical Installations with Voltage above 1 kV). М.: Standartinform, 2007, 36 p.
11. Rukovodyashchie ukazaniya po releynoy zashchite (Guidelines for Relay Protection). Iss. 11. М.: Energiya, 1979, 152 p.
12. Karaev R.I., Volobrinskiy S.D., Kovalev I.N. Elektricheskie seti i energosistemy (Electric Networks and Power Systems). M.: Transport, 1988, 326 p.
13. German L.А. et al. Elektrotekhnika – in Russ. (Electrical Engineering), 2020, No. 4, pp. 44–48.
14. German L.A., Karpov I.P. Intellektual'naya elektrotekhnika – in Russ. (Smart Electrical Engineering), 2021, No. 2, pp. 15–25.
15. Figurnov E.P., Zharkov Yu.I., Popova N.А. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No. 8, pp. 29–36.
16. Kulikov A.L., Levakov D.А. Elektrichestvo – in Russ. (Elec-tricity), 2024, No. 3, pp. 45–58.
17. Idel'chik V.I. Elektricheskie sistemy i seti (Electrical Systems and Networks). M.: Energoatomizdat, 1989, 592 p.
18. Figurnov E.P. et al. Parameters of Equivalent Circuits for External and Traction Power Supply Systems during Short Circuits in a Contact Network. – Power Technology and Engineering, 2022, vol. 55(6), DOI:10.1007/s10749-022-01458-9.
19. Venikov V.A. Elektricheskie sistemy. Elektricheskie seti (Elec-trical Systems. Electrical Networks). М.: Vysshaya shkola, 1998, 511 p.
20. Tatur T.A., Tatur V.E. Ustanovivshiesya i perekhodnye protsessy v elektricheskih tsepyah (Steady-State and Transient Processes in Electrical Circuits). M.: Vysshaya shkola, 2001, 407 p.
