Расчет мгновенных схем

Электрическая схема участка электроснабжения железной дороги постоянного тока

Рассмотрим электрическую схему участка, электроснабжения ж.д. постоянного тока и ее основные элементы (рис.4). На тяговых подстанциях 1 и 2 имеются выпрямители, преобразующие трехфазное переменное напряжение в выпрямленное и Наличие неуправляемых выпрямителей показано вентилями и, а инверторов — и. Резисторы называются внутренними эквивалентными сопротивлениями подстанций соответственно для выпрямительного и инверторного режимов. Они отражают наклон внешней характеристики подстанции в разных режимах ее работы (рис.5). Уменьшение среднего значения выпрямленного напряжения связано с явлением коммутации, возникающим из-за наличия индуктивного сопротивления выпрямительного трансформатора. Характеристика в этой части линейна. В расчетах электроснабжения уменьшение напряжения учитывается установкой в электрическую схему активного сопротивления где — коммутационное падение напряжения.

— номинальный ток выпрямителя.

Рис. 5. Внешняя характеристика подстанции

Внешняя характеристика подстанции в целом является нелинейной и состоит из трех участков, характеризующих 3 режима работы: выпрямительный режим, запертое состояние и инверторный режим. В каждом из отмеченных режимов характеристика подстанции линейна.

Следующие элементы схемы, — резисторы равны сопротивлениям питающих и отсасывающих линий подстанций. Контактная сеть (кс) имеет положительную полярность, а ходовые рельсы (р) — отрицательную. На рис. 4 показана схема однопутного участка.

Рельсы одного пути делятся на блок-участки установкой дроссель-трансформаторов ДТ. Поскольку рельсы не изолированы от земли (3), то имеется утечка через резисторы rут. Расчет схемы, имеющей нелинейные характеристики подстанций и утечку тока из рельсов в землю, является довольно сложной задачей. Анализ численных значений параметров электрической схемы позволяет упростить расчёт, разбив его на отдельные части. Например, токи утечки в действительности намного меньше тяговых токов или токов поездов. Поэтому на первом этапе рельсы рассматриваются как обратный провод, идеально изолированный от земли [1]. При этом допущении определяется токораспределение в сети постоянного тока. На втором этапе определяется потенциальное состояние рельсовой сети и токораспределение в ней. Если имеется подземное сооружение, то добавляется третий этап расчета по определению токораспределения и потенциального состояния подземного сооружения [2].

Рассмотрим более подробно первый этап расчета, т. е. расчет токораспределения в тяговой сети в предположении полной изоляции рельсов от земли.