- •Часть 2
- •Часть 2
- •2. Электрические параметры элементов системы
- •2.1. Электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения
- •2.2. Тяговые рельсовые цепи
- •2.3. Сопротивление тяговой сети постоянного тока
- •2.4. Сопротивление тяговой сети переменного тока
- •2.4.1. Модель протекания тока по рельсам и земле
- •2.4.2. Полное сопротивление отдельных контуров
- •2.4.3. Полное расчетное сопротивление тяговой сети
- •2.4.4. Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети
- •2.5. Воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения
- •2.5.1. Уменьшение блуждающих токов
- •2.5.2. Защита подземных сооружений
- •2.5.3. Влияние тока утечки из рельсов на опоры и
- •3. Качество электрической энергии.
- •3.1. Качество электрической энергии и его показатели
- •3.2. Влияние изменений напряжения на работу электрических локомотивов и пропускную способность участка железной дороги
- •3.2.1. Влияние изменения напряжения на работу электрических локомотивов
- •3.2.3. Пропускная способность участка межподстанционной зоны
- •3.2.4. Нормы напряжения
- •3.3. Регулирование напряжения на тяговых подстанциях
- •3.3.1. Регулирование напряжения при помощи
- •3.3.2. Регулирование напряжения при помощи емкостной
- •3.3.3. Изменение реактивной мощности
- •3.3.4. Особенности режима напряжения системы
- •3.4. Несимметрия токов и напряжений в системе электроснабжения
- •3.4.1. Несимметрия токов одной тяговой подстанции
- •3.4.2. Несимметрия токов трехфазной системы,
- •3.4.3. Несимметрия напряжения в системах электроснабжения
- •Часть 2
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
3.2. Влияние изменений напряжения на работу электрических локомотивов и пропускную способность участка железной дороги
Изменение напряжения влияет на работу локомотивов как постоянного, так и однофазного переменного тока. На электровозах переменного тока регулирование напряжения, подводимого к двигателям, осуществляется изменением коэффициента трансформации трансформатора электровоза, а на электровозах постоянного тока – путем изменения схемы соединения двигателей (сериесное, сериес-параллельное, параллельное).
Рассмотрим влияние изменения напряжения на скорость и силу тяги электрического подвижного состава.
3.2.1. Влияние изменения напряжения на работу электрических локомотивов
Скорость движения локомотива связана со скоростью вращения вала двигателя. Для тягового двигателя с последовательным возбуждением установившаяся скорость вращения вала, приведенная к ободу колеса, определяется как
(3.1)
где U – напряжение на зажимах двигателя;
I – ток двигателя;
R – сопротивление обмоток двигателя;
с – конструктивная постоянная электровоза;
Ф – магнитный поток двигателя.
При одной и той же нагрузке I, но различных значениях подведенного к двигателю напряжения отношение установившихся скоростей равно отношению электродвижущих сил (так как магнитный поток определяется величиной нагрузки):
, (3.2)
где , – скорости, соответствующие напряжениям U1 и U2 соответственно.
Учитывая относительно небольшое падение напряжения в двигателе из-за малого сопротивления его обмоток (например, у двигателя НБ400 при максимальном токе оно составляет 76 В) можно записать:
. (3.3)
Таким образом, установившиеся скорости вращения вала двигателя приблизительно прямо пропорциональны подводимому напряжению.
Сила тяги определяется как
, (3.4)
где I, Ф – ток и магнитный поток двигателя соответственно.
Из уравнения (3.4) видно, что сила тяги не зависит от напряжения на зажимах двигателя.
3.2.2. Влияние режима напряжения на время хода поезда по перегону
Примем следующие обозначения:
р – расчетное время хода поезда по перегону (полученное по тяговым расчетам) при U = Uном;
р.т – то же за время хода поезда по перегону на автоматической характеристике (за вычетом времени пуска, выбега, торможения);
, т – действительное время хода (полное и на автоматической характеристике) при v = vд,
. (3.5)
При движении поезда на автоматической характеристике справедливо отношение:
, (3.6)
где Uд – действительное напряжение за время хода по перегону.
Тогда время хода по перегону
. (3.7)
3.2.3. Пропускная способность участка межподстанционной зоны
Пропускная способность участка определяется числом пар поездов, проходящих по лимитирующему перегону за конкретный интервал времени Т:
, (3.8)
где л – время хода поезда по условному лимитирующему перегону.
В качестве условного лимитирующего перегона принимается перегон в середине фидерной зоны с наименьшим уровнем напряжения и, следовательно, с наибольшим временем хода. Число поездов, проследовавших по лимитирующему перегону, определяется по формуле:
(3.9)
где Uд.п – среднее напряжение за время хода расчетного поезда по условному лимитирующему перегону межподстанционной зоны.
Таким образом, режим напряжения определяет один из главных показателей работы железных дорог – пропускную способность участка межподстанционной зоны.