Расчет мгновенных схем на линиях переменного тока

Расчет нагрузок фидеров и потери напряжения в тяговой сети при синусоидальном переменном токе

В общем случае на фидерной зоне могут находиться нагрузки с различными углами сдвига фаз относительно своих напряжений, что обусловлено различием их коэффициентов мощности. Кроме того, за счет падения напряжения в тяговой сети напряжения на токоприемниках сдвинуты по фазе относительно друг друга.

При допущении, что ток нагрузок синусоидален, их величины складываются в комплексной форме. При этом ток фидера равен в случае одностороннего питания тяговой сети

В случае двустороннего питания токи фидеров определяются как при постоянном токе. Нагрузка плеча питания равна сумме нагрузок фидеров, питающихся от этого плеча.

При алгебраической форме записи комплексного числа, когда нагрузки имеют индуктивный характер, ток фидера через активные и реактивные составляющие равен

Определение падения напряжения в тяговой сети рассмотрим на примере с двумя поездами на фидерной зоне (рис. 8.5, а).

На точной векторной диаграмме вектор тока /2 откладывается

под углом ф2 к вектору напряжения в конце линии ?/., а вектор тока /j должен быть отложен под углом ср, к вектору Uy Так как напряжения сдвинуты на угол 5, то на него должны быть сдвинуты и активные и реактивные составляющие токов поездов. Однако этот сдвиг по фазе на угол 5 мал и им в расчетах пренебрегают, т.е. принимают,

Линия переменного тока с двумя нагрузками (а), упрощенная векторная диаграмма (б)

Рис. 8.5. Линия переменного тока с двумя нагрузками (а), упрощенная векторная диаграмма (б)

что все активные и реактивные составляющие нагрузок совпадают по фазе. В результате имеем упрощенную векторную диаграмму на рис. 8.5, 6, где углы <р2 и q>j откладывают от вектора Uт

Геометрическая сумма напряжения U2 и падений напряжений на втором и первом участках дает напряжение на шинах подстанции ип.

Для расчетов важным является не геометрическая разность напряжений между поездами, а также между поездом и источником питания (падение напряжения), а арифметическая разность этих напряжений (потеря напряжения).

При определении потери напряжения воспользуемся известной из курса «Электрические сети» формулой

В этой формуле выражение в круглых скобках измеряется в омах. Обозначают его Zc =rcoscp + xsin(p и называют составным сопротивлением. Тогда AU = /Zc.

Заменив /costp на /а и /sin(p на /р, т.е. через активную и реактивную составляющие тока, имеем

В этом выражении первое слагаемое — потеря напряжения от активного тока на активном сопротивлении. Второе слагаемое — потеря напряжения от реактивного тока на реактивном сопротивлении.

Практически удельное сопротивление тяговой сети можно считать постоянным по длине фидерной зоны. Тогда г = г^1 и x = xQl.

При допущении, что активные, а также реактивные составляющие токов нагрузок совпадают по фазе, потеря напряжения до нагрузки с номером к может определяться по формулам, полученным для постоянного тока, отдельно для потерь от активной составляющей тока на активном сопротивлении и реактивной составляющей тока на реактивном сопротивлении.

Например, при одностороннем питании тяговой сети

В практических расчетах обычно принимают, что коэффициенты мощности у всех нагрузок одинаковы. В этом случае при равных углах сдвига фаз всех нагрузок

В результате задача решается, как и для постоянного тока, с заменой сопротивления тягой сети постоянному току сопротивлением Zc.

В случае раздельного питания проводов контактной сети на двухпутных участках при расчетах необходимо учитывать индуктивное влияние токов контактных подвесок друг на друга.

Все изложенное относится и к двустороннему питанию тяговой сети при различных схемах соединения проводов контактной сети.

Однако следует учитывать, что при различных сопротивлениях по длине фидерной зоны нагрузки разносятся между узловыми точками обратно пропорционально полным сопротивлениям контактной сети. Это относится и к определению нагрузок фидеров на однопутной линии в случае параллельной работы подстанций или при раздельном питании проводов на многопутной линии при равных напряжениях на шинах соседних подстанций по модулю и фазе. В случае когда UА >^в, как и на линии постоянного тока, следует учесть уравнительный ток. Последний определяется геометрической разностью напряжений по формуле /ур = (?/д -?/g)/ZАВ • Здесь ZAB — полное сопротивление тяговой сети между подстанциями при условии параллельного соединения всех проводов и нитей рельсов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >