Влияние контактной сети на трехфазные линии автоблокировки и продольного электроснабжения напряжением 6-10 кВ

Основная проблема влияния тяговой сети переменного тока при расположении проводов трехфазных линий автоблокировки и линейно-путевых потребителей на опорах контактной сети состоит в электрическом влиянии контактной сети переменного тока 1х25 кВ, создающем напряжение нулевой последовательности в смежной линии. Используемая здесь система электроснабжения с изолированной нейтралью представляет собой систему, имеющую в нормальном режиме единственную гальваническую связь с землей - через первичную обмотку трансформатора напряжения НТМИ (рис. 27). На рис. 27 C_A , C_B, C_C - емкости проводов линии по отношению к земле, C_КA, C_{К B}, C_КC - емкости контактная сеть - провод смежной линии.

Трансформатор НТМИ работает в режиме, близком к холостому ходу, и мало нагружает источник питания из-за высокого индуктивно-активного сопротивления его первичной обмотки. Такая ситуация не только не устраняет проблему электрического влияния, но и приводит к возможности резонансных явлений в колебательном контуре с индуктивностью НТМИ и емкостью линии.

Рис. 27

Питание линии электропередачи производится от треугольника районной обмотки тягового трансформатора или от повышающего трансформатора СЦБ. При отсутствии влияния напряжения провод - земля линии определяются емкостями проводов и оборудования по отношению к земле и составляют звезду фазных напряжений трехфазной системы.

Близкое расположение контактной сети приводит к тому, что по емкостным элементам C_A, C_B, C_C протекают не только токи от источника питания ЛЭП, но и емкостные токи электрического влияния контактной сети, фаза которых определяется фазой напряжения контактной сети. Последняя совпадает с углом одного из линейных напряжений ЛЭП (рис. 28), так что на три рабочих напряжения провод - земля накладываются три одинаковых по величине и фазе напряжения электрического влияния, образующих нулевую последовательность. На рисунке 28 U_К - вектор напряжения контактной сети, U _A, U _B, U _C - напряжения провод - земля нормального неискаженного режима,U _Э - вектор напряжения электрического влияния, U_AЭ, U_BЭ, U_CЭ - результирующие напряжения провод - земля.

Рис. 28

Из рисунка 28 видно, что на одном из проводов напряжение провод - земля style="mso-spacerun: yes"> существенно меньше номинала, на другом проводе напряжение существенно больше номинала и на третьем проводе напряжение заметно больше номинального. На выходе разомкнутого треугольника трансформатора НТМИ напряжение соответствует величине напряжения электрического влияния, пересчитанного с учетом коэффициента трансформации на вторичную звезду (10000/100 В для вторичной звезды и 10000/100:3 В для треугольника НТМИ-10 с последующим утроением напряжения нулевой последовательности).

Влияние контактной сети совместно с усиливающими проводами на однопутном участке приводит к появлению на отключенной незаземленной линии 10 кВ напряжения около 7-8 кВ на каждом проводе по отношению к земле; на двухпутном участке напряжения на 1-2 кВ больше. При подаче рабочего напряжения на линию из-за электрического влияния возникают перекосы напряжения провод - земля: вместо 6 кВ по отношению к земле на каждом проводе получается 9 кВ, 12 кВ и 4 кВ (без учета емкостей подключенного к линии оборудования и емкостей других линий, питающихся от распределительного устройства, не расположенных на опорах контактной сети). Такое электрическое влияние приведет к появлению на разомкнутом треугольнике трансформатора НТМИ напряжения 80 В, что больше напряжения 60 В, появляющегося при однофазном коротком замыкании на землю. Реально это напряжение обычно существенно меньше из-за влияния емкостей подключенного к линии оборудования и насыщения стержней перегруженных катушек НТМИ-10, однако все равно сигнализация об однофазных коротких замыканиях на землю будет заблокирована.

Эта ситуация приведет к необнаружению однофазных коротких замыканий и к возникновению двухфазных замыканий с отключениями линий. Кроме того, при работах со снятием напряжения и заземлением может возникнуть эффект ложного перехода на питание от отключенной ЛЭП на сигнальных точках, поскольку наложение заземляющих штанг производится неодновременно. При наложении штанги на один из проводов, к которому подключен вывод ОМ-10, наведенного напряжения на еще не заземленном проводе может оказаться достаточным для переключения питания сигнальной точки.

Эффективным средством для снижения наводимого напряжения может быть установка на шинах 10 кВ подстанции конденсаторов порядка 0.3 - 0.7 мкФ на каждую фазу по отношению к земле; никакая транспозиция проводов здесь, разумеется, не поможет. Включение в цепь разомкнутого треугольника трансформатора напряжения НТМИ резистора сопротивлением 1-1.5 Ом также не даст эффекта (кроме возможного повреждения обмотки НТМИ и невозможности использования его для контроля однофазных замыканий на землю) из-за большой индуктивности рассеивания трансформатора. Можно считать, что емкости конденсаторов около 0.02 мкФ на 1 км длины линии (на каждом из трех проводов по отношению к земле), расположенной на опорах контактной сети, достаточно для устранения эффектов электрического влияния на линию; необходимая емкость пропорциональна длине линии.

Разумеется, наиболее радикальным средством устранения неприятностей электрического влияния является расположение линий на отдельных опорах. Уже на ширине сближения примерно 15 м наводимое напряжение не превышает 2 кВ и не будет приводить к эффектам блокировки сигнализации об однофазных коротких замыканиях. style='mso-tab-count:1'> В случае выбора линии для основного питания устройств СЦБ с преобладанием следует отдать предпочтение линии на отдельных опорах.

Линии продольного электроснабжения питаются от шин 6 или 10 кВ подстанции, к которым обычно подключены не только фидера продольного электроснабжения, но и дополнительные фидера, удаленные от железной дороги. Емкости проводов этих фидеров по отношению к земле увеличивают общую емкость систем проводов по отношению к земле и снижают наводимое напряжение электрического влияния.

РЕЗЮМЕ

Влияние контактной сети переменного тока на однофазные двухпроводные линии низкого напряжения приводит к тому, что один из проводов линии оказывается под увеличенным потенциалом, другой - под уменьшенным потенциалом относительно земли. Возможно уменьшение потенциала проводов рациональным выбором фазы, заземлением соответствующего конца обмотки низшего напряжения или изменением направления вектора напряжения магнитного влияния путем изменения стороны питания подверженной влиянию линии.

Электрическое влияние на линии 6-10 кВ, расположенные на опорах контактной сети, приводит к появлению напряжения прямой последовательности, искажающего напряжения провод - земля линии и нарушающего нормальную работу сигнализации об однофазных коротких замыканиях.