Г. П. МАСЛОВ, Г. С. МАГАЙ,
О. А. СИДОРОВ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Часть 2
О
МСК
2007
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
Г. П. Маслов, Г. С. Магай, О. А. Сидоров
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Конспект лекций
Часть 2
О
УДК 621.331.025 (076.5)
ББК 39.217-01я73
М31
Маслов Г. П. Электроснабжение железных дорог: Конспект лекций. Часть 2/ Г. П. Маслов, Г. С. Магай, О. А. Сидоров; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 58 с.
Рассмотрены электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения, тяговые рельсовые цепи, сопротивление тяговой сети постоянного и переменного тока, воздействие блуждающего тока на металлические подземные сооружения, качество электрической энергии и его влияние на работу электрического подвижного состава.
Предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Электроснабжение железных дорог» при обучении по специальности 190401 – «Электроснабжение железных дорог».
Библиогр.: 3 назв. Рис. 28.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор Е. Г. Андреева;
доктор техн. наук, профессор В. Т. Черемисин.
© Омский гос. университет
п утей сообщения, 2007
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2. Электрические параметры элементов системы тягового электроснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
2.1. Электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
2.2. Тяговые рельсовые цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
2.3. Сопротивление тяговой сети постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
12 |
2.4. Сопротивление тяговой сети переменного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
16 |
2.4.1. Модель протекания тока по рельсам и земле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
17 |
2.4.2. Полное сопротивление отдельных контуров тяговой сети переменного тока . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
19 |
2.4.3. Полное расчетное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
20 |
2.4.4. Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
24 |
2.5. Воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
25 |
2.5.1. Уменьшение блуждающих токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
26 |
2.5.2. Защита подземных сооружений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
26 |
2.5.3. Влияние тока утечки из рельсов на опоры и фундаменты контактной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
28 |
3. Качество электрической энергии. Взаимодействие системы тягового электроснабжения и электрического подвижного состава . . . . . . . . . . . . . . . |
30 |
3.1. Качество электрической энергии и его показатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
30 |
3.2. Влияние изменений напряжения на работу электрических локомотивов и пропускную способность участка железной дороги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
33 |
3.2.1. Влияние изменения напряжения на работу электрических локомотивов . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
33 |
3.2.2. Влияние режима напряжения на время хода поезда по перегону. . . . |
35 |
3.2.3. Пропускная способность участка межподстанционной зоны . . . . . . |
35 |
3.2.4. Нормы напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
36 |
3.3. Регулирование напряжения на тяговых подстанциях . . . . . . . . . . . . . . . . |
37 |
3.3.1. Регулирование напряжения при помощи понижающих трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
37 |
3.3.2. Регулирование напряжения при помощи емкостной компенсации индуктивной составляющей сопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
39 |
3.3.3. Изменение реактивной мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
41 |
3.3.4. Особенности режима напряжения системы электроснабжения при рекуперации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
44 |
3.4. Несимметрия токов и напряжений в системе электроснабжения . . . . . . |
46 |
3.4.1. Несимметрия токов одной тяговой подстанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
49 |
3.4.2. Несимметрия токов трехфазной системы, питающей несколько однофазных нагрузок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
52 |
3.4.3. Несимметрия напряжения в системах электроснабжения . . . . . . . . . |
56 |
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
57 |
ВВЕДЕНИЕ
Вторая часть конспекта лекций по дисциплине «Электроснабжение железных дорог» рассматривает разделы, предусмотренные примерной и рабочей программами, включающие в себя электрические параметры элементов систем тягового электроснабжения, воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения, качество электрической энергии, а также взаимодействие систем тягового электроснабжения и электрического подвижного состава.
Изучение этих разделов предполагает предварительное освоение материала, изложенного в первой части конспекта лекций, – системы тягового электроснабжения железных дорог, метрополитенов и других видов электрического транспорта.
При рассмотрении электрических параметров элементов системы тягового электроснабжения даны электрические характеристики трансформаторов, преобразовательных агрегатов и фильтрокомпенсирующих устройств тяговых подстанций.
Приведены сведения о тяговых рельсовых цепях и методах расчета сопротивления тяговой сети постоянного и переменного тока, показано влияние блуждающего тока на металлические подземные сооружения и опоры контактной сети.
Взаимодействию системы тягового электроснабжения и электрического подвижного состава посвящен раздел, в котором изложены сведения о качестве электрической энергии, его влиянии на работу электрифицированного участка железной дороги, способах улучшения показателей качества электрической энергии.