Характер изменения напряжения в сети и его влияние на электрооборудование.

Особенностью работы тяговой сети является непрерывное изменение величины тока электровоза и места его приложения в межподстанционной зоне (МПЗ). Величина тока электровоза зависит от веса поезда, скорости его движения, профиля пути, режима вождения (тяга, рекуперация), от профессиональности машиниста и его психологического состояния. Величина тока подстанции зависит от количества поездов в смежных МПЗ.

Электровоз имеет низкие энергетические характеристики. Тяговые нагрузки характеризуются значительной величиной реактивного электропотребления (tgφ = 1, Q = P) и резко переменным характером. Однофазное и несинусоидальное токопотребление электровозом создаёт несимметрию и несинусоидальность напряжения в сети внешнего электроснабжения 110(220) кВ, в сетях нетранспортных районных потребителей 10(35) кВ, нетяговых железнодорожных потребителей 27,5 кВ.

Новые технологии в организации грузового движения с помощью тяжеловесных поездов весом 6000 - 8000т, пакетное движение поездов, особенно участки горного профиля, создают значительное токопотребление и низкий уровень напряжения на электровоз и оказывают значительное влияние по несимметрии и несинусоидальности напряжения в других системах электроснабжения, электромагнитно связанных с тяговой нагрузкой. Пакетное движение тяжеловесных поездов с минимальным интервалом движения в периоды сдаточного времени, после ремонтных окон основная причина низкого качества электроэнергии на тяговых шинах 27,5 кВ, в системе электроснабжения автоблокировки.

Переменный характер тока, потребляемый поездами, обуславливает переменный характер напряжения на токоприёмнике ЭПС, в тяговой сети, на тяговых шинах подстанции, в сети внешнего электроснабжения 110(220) кВ в сетях районных нетранспортных потребителей 10(35) кВ, нетяговых железнодорожных потребителей 25 кВ.

Ток и напряжение в тяговой сети является случайной величиной и при анализе используют методы теории вероятности и математической статистики.

Напряжение тяговой сети, на электровозе является основным фактором, определяющим режим работы электровоза. От режима напряжения зависят важнейшие экономические показатели, характеризующие работу электрифицированного участка железной дороги:

1.Скорость движения поезда, которая определяет пропускную способность участка;

2.Минимальный межпоездной интервал и время занятия лимитирующего перегона;

3. Резкие изменения напряжения на электровозе создают значительные изменения тока и тягового усилия. Это приводит к повреждению тяговых двигателей (перекрытие по коллектору), буксованию, обрыву автосцепки, срыву рекуперативного торможения;

4.Преодоление инерционного подъема (подъём больше руководящего) зависит не только от параметров электровоза и веса поезда, но и от напряжения на электровозе.

5.Нагрузка и работа отдельных устройств СТЭ зависит от режима напряжения тяговой сети: установки параллельной компенсации, тяговые трансформаторы, устройства автоблокировки;

6.Для тяги постоянного тока обмен энергией между электровозами в режимах тяги и рекуперации, возврат в первичную сеть избыточной энергии рекуперации инверторными установками в значительной мере определяется режимом напряжения. От уровня напряжения зависит эффективность рекуперативного торможения;

7.Нагрев тяговых двигателей и работа вспомогательных машин электровоза так же зависят от режима напряжения.

Вывод:

· Значительное тяговое токопотребление, несоответствие сети внешнего и тягового электроснабжения тяговым нагрузкам создаёт проблему энергетической безопасности железнодорожного транспорта по качеству электроэнергии на электровозе и других потребителей электромагнитно связанных с тяговой нагрузкой по всему спектру основных показателей ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения в сетях общего назначения» и ПТЭ железных дорог.

· Пакетное движение тяжеловесных поездов с минимальным интервалом движения в периоды сдаточного времени, после ремонтных окон основная причина низкого качества электроэнергии на тяговых шинах 27,5 кВ, в системе электроснабжения автоблокировки.

· Напряжение в тяговой сети определяет технико-экономические показатели электрифицированного участка железной дороги.