Расчет параметров короткого замыкания

Расчет параметров КЗ осуществляют на основе ее схемы замещения. В столбцах 2, 3 и 4 таблицы 3 на рисунке 4 размещают значения результирующих сопротивлений Z_A , Z_B и Z_AB схемы замещения, которые зависят от расстояния до точки КЗ.

Нормальной схеме питания межподстанционной зоны при КЗ, приведенной на рисунке 7, а, соответствует схема замещения тяговой сети, показанная на рисунке 7, б. В ней использованы так называемые индуктивно развязанные сопротивления контактной сети [2, 3], которые учитывают все взаимоиндуктивные связи между проводами и рельсами.

Рисунок 7 - Схемы питания (а) и замещения (б, в) тяговой сети

Параллельно соединенные сопротивления контактной сети Z _к11 и Z _к12 заменяются одним эквивалентным сопротивлением, к которому добавляется сопротивление рельсов Z _p1. Такое результирующее сопротивление обозначается Z _{тс A} .

Сопротивления Z^' _к21, Z^" _к21 и Z^' _к22 + Z^" _к22 контактной сети соединены в треугольник. Их можно заменить сопротивлениями Z^' _{к, i} , Z^" _{к, i} , Z''' _{к, i} , соединенными в звезду (на схеме не показаны). К сопротивлению Z^' _{к, i} добавим сопротивление рельсов Z^' _p2 и обозначим Z^' _{тс, i} = Z^' _{к, i} + Z^' _p2 . К сопротивлению Z^" _{к, i} добавим сопротивление рельсов Z^" _p2 и обозначим Z^" _{тс, i} = Z^" _{к, i} + Z^" _p2 . Кроме того, для унификации обозначений принимаем Z''' _{к, i} = Z''' _{тс, i} .

Таким же образом, как сопротивление Z _{тс A} , формируется и сопротивление Z _{тс B}. Для схемы, приведенной на рисунке 7, Z _{тс B} =0. Однако если место КЗ (точка КЗ) оказывается в пределах расстояния = , то Z _{тс A} =0, а Z _{тс B} будет состоять из суммы сопротивления, обусловленного параллельным соединением сопротивлений Z _к21 и Z _к22 контактных сетей двух путей, и сопротивления Z _p2 рельсов на участке = .

Теперь схему замещения тяговой сети можно представить в виде, показанном на рисунке 7, в.

Результирующие сопротивления Z_A , Z_B, Z_AB схемы замещения (рисунок 7, в) вычисляют по формулам:

Z_A = Z _{п A} + Z _{тс A} + Z^' _{тс, i}; Z_B = Z _{п B} + Z _{тс B} + Z^" _{тс, i}; (3)

Z_AB = Z''' _{тс, i} + Z _тгз+ R _Д,

где Z _{п A}, Z _{п B} - сопротивления подстанций А и В; Z _{тс A} + Z?_{тс, i} - результирующее сопротивление схемы замещения тяговой сети от подстанции А до точки короткого замыкания К; Z _{тс B} + Z??_{тс, i} - результирующее сопротивление схемы замещения тяговой сети от подстанции В до точки короткого замыкания К; Z''' _{тс, i} - сопротивление схемы замещения тяговой сети в месте короткого замыкания; Z _тгз - сопротивление троса группового заземления; R _д - сопротивление дуги.

Значения сопротивлений Z _{тс A} + Z^' _{тс, i}, Z _{тс B} + Z^" _{тс, i} и Z''' _{тс, i} зависят от вида тяговой сети, марки проводов контактной сети и расстояния _к до места КЗ. На рисунке 3 представлены виды тяговой сети переменного тока, для одной из которых осуществляется расчет в соответствии с заданием.

Каждый вид тяговой сети характеризуется погонным сопротивлением z_mn, Ом/км, где m - число рельсовых путей; n - число рельсовых путей, на которых контактная сеть включена в работу. Для однопутного участка z_mn = z ₁₁. Для двухпутного участка, на котором контактная сеть второго пути отключена или ее вообще нет, z_mn = z ₂₁. Погонное сопротивление тяговой сети двухпутного участка (m =2) при условии, что по контактной сети обоих путей (n =2) протекают одинаковые токи одного направления, обозначают z_mn = z ₂₂ . Кроме того, для расчетов используют погонное сопротивление z _{-1, n} одного пути многопутного участка, на котором контактная сеть включена в работу на n путях при условии, что значение суммарного тока всех путей, кроме данного, равно значению тока данного пути, но имеет противоположное направление. Для двухпутного участка z _{-1, n} = z _-1,2 , а токи в контактных сетях обоих путей одинаковы по величине, но противоположны по направлению. Наконец, еще одно сопротивление z^' _{p, m} относится к рельсовому пути m -путного участка с учетом взаимного индуктивного влияния контактных сетей разных путей.

В курсовом проекте (работе) рассматриваются участки с числом путей m =1 или m =2.

Значения погонных сопротивлений z ₁₁ , z ₂₁, z ₂₂, z _p,2 и приведены в таблицах 4 и 5 для разных видов тяговой сети.

Для однопутного участка принимают z _{-1, n} =0, z^' _{p, m} = z^' _p,1 = z ₁₁ .

Таблицы 4 и 5 составлены для контактной подвески, состоящей из проводов ПБСМ-70+МФ-100, ПБСМ-95+МФ-100, ПБСА-50/70+МФ-100, усиливающего и обратного (экранирующего) проводов марки А-185, рельсов марки Р 65.

Погонные сопротивления тяговой сети для других марок проводов приведены в [2].

Таблица 4
Вид тяговой сети	Погонные сопротивления тяговой сети, Ом/км
ТП	0,224	0,464	0,515	0,204	0,423	0,470	0,117	0,278	0,302
ТПУ	0,134	0,361	0,385	0,114	0,316	0,336	0,072	0,219	0,231
ТПО	0,215	0,413	0,466	0,199	0,363	0,414	0,112	0,224	0,250
ТПУЭ	0,125	0,275	0,302	0,109	0,225	0,250	0,067	0,147	0,162
Таблица 5
Вид тяговой сети	Погонные сопротивления и тяговой сети, Ом/км
ТП	0,029	0,136	0,139	0,175	0,287	0,336
ТПУ	0,029	0,112	0,116	0,085	0,204	0,221
ТПО	0,024	0,087	0,090	0,175	0,276	0,327
ТПУЭ	0,024	0,067	0,071	0,085	0,158	0,179

Пример 2 Определить погонное сопротивление тяговой сети ТПУ однопутного участка (m =1).

По таблице 4 находим =0,385 Ом/км. Для однопутного участка по условию z?_{p, m} = z?_p,1 = z ₁₁ =0,385 Ом/км, z _{?1, m} = z _?1,1 =0.

Пример 3 Определить погонные сопротивления тяговой сети ТПО для двухпутного участка (m =2).

По таблице 4 находим: z_{m 1} = z ₂₁ =0,414 Ом/км, z_mn = z ₂₂ =0,250 Ом/км.

По таблице 5 находим: z?_{p, m} = z?_p,2 =0,09 Ом/км, z _{?1, m} = z _?1,2 =0,327 Ом/км.