2.3 Розрахунок індукованих впливів тягових мереж змінного струму

Кабельні лінії зв'язку, побудовані з використанням електричних кабелів, наражаються на небезпечні заважаючі магнітні впливи тягової мережі змінного струму.

Найбільш ефективною мірою захисту від небезпечних і заважаючих впливів є віднесення кабельної лінії від тягової мережі. Розрахунок впливу виконується на гальванічно не роздільному ланцюзі, в якому немає фізичного розриву провідників, за допомогою трансформаторів або інших приладів.

2.3.1 Розрахунок небезпечних впливів

Розрахунок проводиться тільки для примусового режиму, коли тягова підстанція станції А живить все плече тягової мережі АД.

Також існує аварійний режим, коли контактне проведення замкне на землю або рейки.

Тягова мережа наводить напруги у всіх жилах кабелю, але найбільше - у найбільш довгому гальванічно нерозділеному ланцюзі. Така ланка ланцюга - підсилювальна ділянка.

Відстань між ділянками А и Д = 9+11+17+12=49 км

ОПП розташовуються на кінцях ділянки А-Д. Для знаходження координат НУПа ділимо на дві рівні частини по 25 км.

Небезпечна напруга U, що індукціюється між ізольованою жилою й землею, за умови заземлення цієї жили на протилежному кінці (у цьому випадку величина напруги максимальна) необхідно визначити по одній з таких формул:

При паралельному зближенні:

U = ωMI_екв Sℓ_р В;

У ці формули входять такі параметри й коефіцієнти:

1. кругова частота впливаючого струму, частотою f = 50Гц.

ω = 2πf ;

ω = 2π 50 = 314,16 рад/с;

2. взаємна індуктивність між тяговою мережею й жилою кабелю на частоті 50 Гц:

, Гн/км,

де а — ширина наближення;

а = 10 м

σ -провідність землі;

σ = 0,025 См/м

М = 8,477 * 10^-4 Гн/км

2. Значення еквівалентного впливаючого струму, Iекв, частотою 50Гц,знаходиться по формулі:

А

де I_рез — результуючий струм навантаження розрахункового плеча живлення при примусовому режимі роботи тягової мережі

, А,

де

m - число електровозів, що одночасно перебувають у межах плеча живлення тягової мережі

m = 8;

ΔU_ТС — максимальна втрата напруги в тяговій мережі між підстанцією й найбільш віддаленим від неї електровозом, В:

при ℓ_Т ≥ 49км ΔU_Tcmax = 8500 В,

ℓ_Т — довжина плеча живлення тягової мережі, км;

ℓ_Т = 49 км;

R_TC, Х_ТС — активний і реактивний опори тягової мережі, Ом/км, що залежать від кількості колій на ділянці й типу підвіски контактного проводу.

R_TC = 0,109 Ом/км, Х_ТС = 0,276 Ом/км;

cos φ - коефіцієнт потужності електровозів,

cosφ = 0,8 і sinφ=0.6

K_m — коефіцієнт, що характеризує зменшення впливаючого струму, у порівнянні з навантажувальним:

;

ℓ_н — відстань від тягової підстанції до початку ланцюга зв'язку, км (відстань на ст. А між ТП і ПЗ);

ℓ_н = 0,45 км

ℓ_р — розрахункова довжина зближення ланцюга зв'язку з тяговою мережею

ℓ_р = 25 км;

Km = 0,769

4) Результуючий коефіцієнт екрануючої дії:

S = S_р · S_об ;

S_р — коефіцієнт екрануючої дії колії

S_р = 0,3

S_об — коефіцієнт екрануючої дії оболонки кабелю

S_об = 0,11

S = 0.3* 0.11 = 0.033

Iєкв=1220*0,769=937,796

Небезпечна напруга:

U = 314.16*8,477 * 10^-4*937,796*0,033*25= 206,032 В

При ширині наближення а=10 небезпечна напруга більше 200 В , що не задовольняє умови. Тому, ширину наближення необхідно взяти рівною за а=20, і знову прорахувати за тими ж самими формулами. Всі параметри залишаються не змінними окрім ширини наближеня.

а=20

М = 7,091 * 10^-4 Гн/км

Km = 0,769

Iєкв=1220*0,769=937,796

S = 0.3* 0.11 = 0.033

U = 314.16*7,091 * 10^-4*937,796*0,033*25= 172,352 В

За вище знайденим значенням, можна судити, що а=20, нам підходить.