2.4.4. Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети

Умножение полного сопротивления (Ом/км) тяговой сети (в комплексном виде) на ток (в комплексном виде) дает падение напряжения в тяговой сети на протяжении одного километра. Для большинства расчетов важным является не падение напряжение, а его потеря. Под падением напряжения понимают геометрическую разность, а под потерей напряжения – арифметическую разность между напряжением у подстанции и потребителя [1].

Определим напряжение :

(2.46)

где R, X – активное и индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.

Рассмотрим схему питания тяговой нагрузки, показанную на рис. 2.13.

Рис. 2.13. Консольная схема питания

тяговой нагрузки

Векторная диаграмма для представленной схемы питания изображена на рис 2.14.

j X

0

I





R

I

jIXsin

IRcos

U = IRcos + jIXsin

Рис. 2.14. Векторная диаграмма для случая

одностороннего (консольного) питания нагрузки

Потеря напряжения

, (2.47)

где Z_c – составное сопротивление, Z_c = Rcos + jXsin.

Сопротивление сети r_a и x, отнесенное к одному километру, считается постоянным, т. е. R = r_al и X = xl, где l – расстояние от тяговой подстанции до нагрузки.

Составное сопротивление измеряется в омах и используется для расчета потерь напряжения.

Сопротивление в тяговой сети с выпрямителями (локомотива) определяется согласно работе [1] по формуле:

(2.48)

В источнике [1] показано, что

R' = 0,8R; (2.49)

X' = 0,69X. (2.50)

Тогда полное эквивалентное приведенное сопротивление

Z' = R' + X' = 0,8R + 0,69X. (2.51)

Это сопротивление необходимо для расчета потерь напряжения в сетях с выпрямленным напряжением.

2.5. Воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения

Протекающие в земле блуждающие токи попадают на расположенные вблизи от электрифицированных железных дорог постоянного тока металлические подземные сооружения и, вытекая из них, вызывают коррозию металла. Такими подземными сооружениями являются подземные трубопроводы, кабели, основания и фундаменты опор контактной сети и т. п. Для уменьшения вредного действия блуждающих токов разработаны меры как по снижению этих токов, так и по защите от них.

2.5.1. Уменьшение блуждающих токов

Уменьшение блуждающих токов достигается тремя способами.

1. Повышением напряжения в сети:

(2.52)

где _х – потенциал рельсов;

r_п – переходное сопротивление;

I_р – ток в рельсах;

r_р – сопротивление рельсов.

Потенциал рельсов может быть уменьшен за счет снижения падения нап-ряжения в рельсах. В свою очередь падение напряжения равно произведению тока на сопротивление. Уменьшить ток можно, повышая напряжение в сети.

2. Уменьшением сопротивления рельсов.

Это достигается (если не принимать в расчет изменение поперечного сечения рельсов) повышением надежности электрических соединений между стыками рельсовых звеньев, установкой междурельсовых и междупутных соединителей.

3. Увеличением переходного сопротивления.

Обеспечить увеличение переходного сопротивления можно за счет применения щебеночного балласта, пропитки шпал, нормирования зазора между подошвой рельса и балластной призмой (этот зазор не должен быть менее 30 мм), сооружения водоотводных устройств и др.