Электроснабжение железных дорог. исследование мгновенных схем электрифицированного участка при различных схемах питания тяговой сети (стр. 3 )

Сложив затем (геометрически) и , получим ток на участке . Геометрическая сумма , и дает напряжение на шинах подстанции – .

При расчетах обычно пренебрегают углом между и из-за его малости и откладывают углы , от вектора . В этом случае потеря напряжения до некоторой нагрузки с номером по аналогии с таким же случаем при постоянном токе определится формулами:

; (23)

. (24)

В частности, при равных углах сдвига фаз

, (25)

т. е. задача решается как для постоянного тока с заменой лишь сопротивления сети постоянному току составным сопротивлением в соответствии с :

. (26)

По формуле (24) можно определить потерю напряжения:

а) в контактной сети. При этом вместо и подставить для однопутного участка и , воспользовавшись формулой ; для двухпутного и , здесь согласно ;

б) в рельсовом пути. Для того, чтобы учесть утечку токов из рельсов, следует вместо ввести , здесь модуль того же значения, что и в формуле (25); и, кроме того, вместо и надо подставить для однопутного участка и согласно , для двухпутного и согласно ;

в) во всей тяговой сети в целом, т. е. в контактной сети и рельсах просто складываются потери в контактной сети или рельсах, вместо и берут соответствующую сумму сопротивлений. Для однопутного участка и . Для двухпутного и .

Как и для линий постоянного тока, потеря напряжений согласно может быть представлена в виде суммы потерь от своего тока и от токов остальных поездов и может быть выражена через входное активное и индуктивное сопротивление по выражению и через активные и индуктивные составляющие передаточного сопротивления по формулам .

То же самое может быть сделано и для потери напряжения при выпрямительных электровозах. Характер изменения эпюр токов и потерь напряжения будет тот же, что на рисунке .

Двухпутные (многопутные) участки с раздельным питанием проводов отдельных путей. Ток фидера отдельного пути или плеча подстанции определяют по тем же формулам – (15) или (16).

3.2 Линии с двусторонним питанием

Однопутные участки и многопутные с параллельным соединением проводов отдельных путей. Определять нагрузки фидеров или плеч питания при напряжениях на подстанциях, равных по модулю и фазе, и при постоянном по длине сопротивлении можно так же, как и для постоянного тока, представив ток фидера или плеча питания в виде активной и реактивной составляющих. При этом нагрузки поездов также даются в виде активных и реактивных составляющих.

Тогда активная и реактивная составляющие тока фидера или плеча питания подстанции по аналогии с формулами раздела 2.2 представятся следующими выражениями:

; (27)

. (28)

Полный ток фидера или плеча подстанции можно представить в виде

. (29)

В частности, если у всех нагрузок угол одинаков, то

. (30)

При определении тока фидера или плеча подстанции В в формулы (27) – (30) вместо сомножителя войдет .

Потери напряжения в сети рассчитывают аналогично тому, как это делалось для постоянного тока.

По аналогии с формулой (9), определяющей потерю напряжения в сети до нагрузки при постоянном токе, можно написать общую формулу и для однофазного переменного тока [в соответствии с формулой (24)]:

(31)

Или в другом виде:

. (32)

В частности, при равных углах сдвига фаз у всех нагрузок

. (33)

Потеря напряжения по формулам (31) – (33) может быть рассчитана в контактной сети, рельсовых путях и в целом в тяговой сети (контактная сеть и рельсовый путь). При этом надо вместо и подставлять значения, приведенные выше для линии с односторонним питанием.

При различных напряжениях на подстанциях влияние уравнительного тока на потерю напряжения до нагрузки можно определить по формулам, выведенным для линий постоянного тока, но отдельно для активных составляющих тока в активном сопротивлении и для реактивных составляющих тока в реактивном сопротивлении . Кроме того, потери напряжения имеют место и в сопротивлении системы и подстанций.