Параметры тяговых сетей переменного тока

Трамваи и троллейбусы

Так же, как и метро, в контактную сеть наземного городского электротранспорта подается постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

Тяговые подстанции питаются от городской электросети напряжением 6 или 10 кВ. Они выпрямляют переменный ток и выдают напряжение 550 вольт.

Организационная структура контактной сети

Она строится так же, как и у метрополитена – маршрут разбивается на равные участки и к ним подключаются автономные тяговые подстанции. При этом в конструкции силовых установок отсутствуют низковольтные выводы, поскольку вся дорожная инфраструктура запитывается от городской электросети.

Конструкция контактной сети

У троллейбусов она воздушная и двухпроводная, поскольку прямого контакта с землей обеспечить невозможно. Токоприемники у них выполнены в виде графитовых щеток на длинных штангах, что увеличивает маневренность машины – она может отклоняться от линии проводов на расстояние до 4,5 метра.

Контактная сеть трамвайных линий аналогична железнодорожному транспорту – фазный провод вверху, нулевой – рельс. Токоприемник выполнен по схеме раздвижного пантографа, рамка которого скользит по проводу. Чтобы уменьшить ее износ, контактный провод подвешивают зигзагом – не более четырех изгибов на один пролет между столбами.

Контактные сети и тяговые подстанции, обеспечивающие их питанием, по своему устройству и организационной структуре остаются практически теми же, что и сто лет назад. Изменения касаются лишь элементной базы, в результате чего все конструкции становятся более компактными. Исчезнуть они могут лишь в случае технологического прорыва, аналогичному тому, что случился в начале XX века, когда электричество стало применяться широко и повсеместно.

Нагрузочная способность тяговой сети

Нагрузочная способность тяговой сети (по пропуску поездов) определяется наибольшей силой тока – длительного или кратковременного (в течение 1-3 мин), при которой температура наиболее нагруженного провода не превышает допустимого значения. При этом должно также соблюдаться предельное допустимое отклонение напряжения в контактной сети от номинального, обеспечивающее нормальную работу силового и вспомогательного оборудования ЭПС.

С увеличением площади сечения или числа проводов нагрузочная способность тяговой сети растет. Увеличение размеров движения, массы поездов и скорости их движения, а также стремление к сокращению числа тяговых подстанций (при большем расстоянии между ними) на электрифицированном участке приводят к необходимости повышения нагрузочной способности тяговой сети, что обычно обеспечивается подвешиванием усиливающего провода. Это позволяет увеличить допустимую силу тока в 1,5-2 раза, уменьшить значения R и L. На некоторых участках ж. д. переменного тока иногда требуется существенно (до 15 раз) снизить магнитное влияние на смежные коммуникации. В этом случае в тяговой сети устанавливают отсасывающие трансформаторы с обратным проводом (рис. 8.6,a). Такая сеть отличается более частым расположением изолирующих сопряжений анкерных участков и повышенными значениями R и L; улучшение ее характеристик достигается выбором определенных значений коэффициента трансформации, т. н. расщеплением обратного провода, рациональным размещением его на опорах. Кроме того, для снижения электромагнитного влияния тяговой сети переменного тока с повышенной нагрузочной способностью используют экранирующий провод, соединяемый в межподстанционной зоне с рельсовой сетью или со специальными заземлителями (рис. 8.6,6). Экранирующий провод применяют, как правило, совместно с усиливающим и подвешивают на опорах контактной сети. Под действием токов контактной подвески и усиливающего провода в контуре экранирующий провод — земля наводится ток, направленный встречно по отношению к вызвавшему его току. Чем ближе расположен экранирующий провод к усиливающему (с учетом допустимого расстояния по условиям изоляции), тем в большей степени снижаются L и магнитное влияние на смежные коммуникации.

Для улучшения параметров тяговой сети в ней повышают напряжение. Наиболее экономично, без изменения конструкции ЭПС и усиления изоляции контактной сети, это осуществляется с помощью питающего провода, находящегося под повышенным напряжением по отношению к контактной сети. Высокое напряжение, подаваемое от подстанции к питающему проводу, понижается статическими преобразователями (при постоянном токе) или автотрансформаторами (при переменном токе) до уровня, необходимого для ЭПС, и передается в контактную подвеску (рис. 8.6,в). Обычно используется тяговая сеть переменного тока с питающим проводом и автотрансформаторами. На отечественных ж. д. в таких сетях напряжение между питающим проводом и рельсовой сетью составляет 25 кВ, а между контактным проводом и питающим проводом – 50 кВ (система 2×25 кВ). Поскольку большая часть электроэнергии передается по питающему проводу, токовая нагрузка проводов контактной сети снижается в 1,5-1,8 раза, а значения R и L – в 2,2-2,6 раза. В системе 2×25 кВ возврат тока осуществляется в основном не по рельсовой сети и земле, а по питающему проводу. Вследствие этого магнитное влияние тяговой сети на линии связи уменьшается почти в 10 раз. Для существующих тяговых сетей и выбора их элементов для вновь электрифицируемых линий проводят сравнение технико-экономических показателей.

Где может использоваться

Тяговая подстанция – это отдельная разновидность оборудования, которое представляет собой источник электроэнергии для всех видов электротранспорта. Но для каждого направления предполагается особый вид подобной техники. Располагаться могут ТП по всей протяженности дороги с интервалом от 25 до 50 км. Периодичность, с которой монтируется тяговая подстанция, определяется несколькими факторами, среди них: профиль железной дороги, размеры и целевое назначение транспортного средства.

Смотрим видео, область применения и виды ТП:

В качестве основных направлений, которые подразумевают установку данного вида оборудования, выступают:

• Железнодорожный транспорт;
• Метрополитен;
• Наземный электротранспорт (трамваи, троллейбусы).

Тяговая подстанция может быть представлена разными исполнениями, отличными по техническим характеристикам. При этом целесообразность установки того или иного варианта определяется соответствием основных параметров уровню предполагаемой нагрузки, а также условиям эксплуатации.

Обзор видов ТП

Тяговая подстанция в первую очередь подразделяется на две группы:

1. Постоянного тока.
2. Переменного тока.

Первый из названных вариантов включает оборудование, рассчитанное на 6-220 кВ. При этом питание осуществляется по ЛЭП воздушного и кабельного типа. В случае когда напряжение ниже порога 110 кВ, требуется понижение, соответственно, электроэнергия сначала проходит этап понижения значения электрических параметров при участии трансформатора. В прочих ситуациях энергия направляется сразу в распред. устройство. Тяговая разнотипная подстанция переменного тока по большому счету сходна с оборудованием этого рода, функционирующим на постоянном токе, за единственным исключением, которое состоит в отсутствии преобразующего узла для выпрямления электрических характеристик.

Подстанция для железной дороги и прочего электротранспорта

Тяговая разнотипная подстанция встречается и в других исполнениях, разделение при этом осуществляется по целевому назначению транспорта:

1. Оборудование для железной дороги. Встречается в следующих вариантах:

• Опорная – может выступать в качестве источника питания для других установок;
• Тупиковая – получает электроэнергию от рядом стоящей подстанции;
• Промежуточная – питается от двух ближайших установок.

1. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. Оборудование данного вида также существует в нескольких исполнениях:

• С необходимостью участия обслуживающего персонала;
• Полностью автоматизированные;
• ТП для трамвая и троллейбуса, которые не требуют участия в работе оборудования персонала и представляют телеуправляемую технику.

1. Установки для метрополитена. Различают следующие виды подобной техники:

• Тяговая;
• Понизительная;
• Тягово-понизительная.

В первом случае представлена тяговая распределительная подстанция, питание которой осуществляется посредством городских электросетей. Второй из названных вариантов предполагает получение тока больших значений от тяговой установки, который в дальнейшем понижается до уровня 400-230 В, чего достаточно для силовых и осветительных приборов.

Общие сведения

Вследствие утечки тока из рельсов, интенсивность изменения которой вдоль пути определяется переходным сопротивлением цепи рельсы – земля, параметры R и L не являются постоянными по длине тяговой сети: вблизи подстанций и ЭПС их значения несколько выше, чем в середине участка. При электрификации на переменном токе указанные параметры зависят также от силы протекающего по рельсам тока, т. к. электромагнитные характеристики рельсовой стали нелинейны. В зависимости от числа и марок проводов контактной сети удельное активное сопротивление R составляет 0,04-0,07 Ом/км при постоянном токе и 0,14-0,20 Ом/км при переменном токе промышленной частоты. Индуктивность L при токе промышленной частоты равна 0,9-0,15 мГн/км. Для составляющих тока ЭПС, имеющих частоту от 300 до 3000 Гц и определяющих в наибольшей степени мешающее влияние на линии связи, значение R несколько выше, a L немного ниже, чем при частоте 550 Гц. Удельная емкость С определяется геометрическими размерами и взаимным расположением элементов контактной сети относительно поверхности земли, а также характеристиками изоляции, и составляет 17-20 нФ/км.

Трамваи и троллейбусы

Так же, как и метро, в контактную сеть наземного городского электротранспорта подается постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

Тяговые подстанции питаются от городской электросети напряжением 6 или 10 кВ. Они выпрямляют переменный ток и выдают напряжение 550 вольт.

Организационная структура контактной сети

Она строится так же, как и у метрополитена – маршрут разбивается на равные участки и к ним подключаются автономные тяговые подстанции. При этом в конструкции силовых установок отсутствуют низковольтные выводы, поскольку вся дорожная инфраструктура запитывается от городской электросети.

Конструкция контактной сети

У троллейбусов она воздушная и двухпроводная, поскольку прямого контакта с землей обеспечить невозможно. Токоприемники у них выполнены в виде графитовых щеток на длинных штангах, что увеличивает маневренность машины – она может отклоняться от линии проводов на расстояние до 4,5 метра.

Контактная сеть трамвайных линий аналогична железнодорожному транспорту – фазный провод вверху, нулевой – рельс. Токоприемник выполнен по схеме раздвижного пантографа, рамка которого скользит по проводу. Чтобы уменьшить ее износ, контактный провод подвешивают зигзагом – не более четырех изгибов на один пролет между столбами.

Контактные сети и тяговые подстанции, обеспечивающие их питанием, по своему устройству и организационной структуре остаются практически теми же, что и сто лет назад. Изменения касаются лишь элементной базы, в результате чего все конструкции становятся более компактными. Исчезнуть они могут лишь в случае технологического прорыва, аналогичному тому, что случился в начале XX века, когда электричество стало применяться широко и повсеместно.

Особенности тяговых подстанций

Эти электроустановки имеют ряд значительных отличий от силовых трансформаторных подстанций, которые обеспечивают электрическим питанием города и поселки.

• Относятся к потребителям электрической энергии I категории – они не могут быть отключены ни при каких обстоятельствах, поскольку это может повлечь за собой катастрофические последствия. Поэтому к ним подводится две или более магистральных электролиний.
• Не всегда являются понижающими трансформаторами. Большая часть из них – это выпрямители, обеспечивающие подачу в контактную сеть постоянного тока.
• Преобразованная ими электрическая энергия имеет параметры, отличные от тех, что используются в промышленности и быту. По этой причине обеспечиваемая ими контактная сеть является автономной и не имеет гальванического контакта с другими электросетями. От тяговых подстанций может быть проложена электрическая линия для подачи электропитания в ближайшие к ним населенные пункты, если иной возможности их электрифицировать нет.
• В их конструкции предусмотрена возможность рекуперации – возврата части электрической энергии в сеть за счет ее генерации электродвигателями во время торможения.

Для каждого вида электрифицированного транспорта используются свои тяговые подстанции, отличающиеся по принципу работы и номиналу напряжения.

Рекомендации по проектированию

Для правильного проектирования установки недостаточно одной только мощности трансформатора. Следует учитывать целый перечень параметров, которые влияют на работу оборудования. К ним относится следующее:

Величина напряжения, сопротивления на шинах, в которые подается ток.
Сама подстанция обладает определенным уровнем сопротивления, а также сопротивлением фидера, сглаживающего узла. При выборе установки необходимо учитывать общую сумму этого параметра.
В конструкции может применяться разное количество трансформаторов, распределителей

При выборе учитывают условия эксплуатации техники.
При помощи общепризнанных формул необходимо рассчитывать общую величину требуемого напряжения установки.
Мощность короткого замыкания также берется во внимание.

В большинстве случаев учитывают общую мощность оборудования, а также показатели низшего и высшего напряжения.

Меню раздела

Выработка электроэнергии и ее распределениеГрафики нагрузок электротехнических установокОсновные условия сооружения и эксплуатацииСистема тягового энергоснабжения железных дорогЭлектроснабжение метрополитеновСхемы главных электрических соединенийТранзитная подстанцияОпорная подстанцияРаспределительное устройство тягового напряженияСхемы силовых цепей тяговых подстанций метрополитенаСхема силовых цепей подземной подстанцииПонижающие трансформаторыСиловые трансформаторы для питания не тяговых нагрузокТипы преобразовательных агрегатовСхемы преобразования токаКремниевые выпрямителиПолупроводниковые вентилиАппаратура рекуперацииБыстродействующие выключатели постоянного токаТипы быстродействующих выключателейБыстродействующий выключатель ВАБ-28фБыстродействующие анодные выключателиРазъединители и приводы к нимКороткозамыкателиКоммутационная аппаратура низкого напряженияПакетные выключатели и переключателиВоздушные автоматические выключателиКонтакторыМагнитные пускателиКомплектные распределительные устройстваОткрытые распределительные устройстваЗакрытые распределительные устройстваВспомогательное оборудование тяговых подстанцийИзоляторыИзмерительные трансформаторыРазрядникиАккумуляторные батареиСпециальное оборудование постоянного токаСпециальное оборудование переменного токаОбщая компоновка территории тяговых подстанцийЗдания тяговых подстанцийОткрытая часть подстанцийКонструкции тяговых подстанций метрополитеновЦепи вторичной коммутации и собственных нуждЦепи собственных нужд постоянного и переменного токовУправление основными коммутационными аппаратамиЦепи сигнализации, блокировки и общие подстанционные цепиТипы и принципы выполнения защит оборудования тяговых подстанцийСистема переменного оперативного токаНазначение и классификация узлов автоматикиАвтоматика программного включения и отключенияАвтоматика повторного включения и включения резерваВводы 110 кВМонтаж электрооборудования тяговых подстанцийМонтаж тяговых подстанций и контактной сетиИндустриализация электромонтажных работТехническая документацияПриемка тяговой подстанции под монтажМонтаж электрооборудования ОРУСиловые трансформаторыКоммутационная аппаратураРазрядникиКомпенсирующие устройстваМонтаж электрооборудования ЗРУВыпрямители в зданииСвинцовые аккумуляторные батареиСглаживающие устройстваОбщие положения об испытанияхИспытание некоторых типов электрооборудованияОбщий порядок испытания и наладки РЗАПриемка тяговых подстанций в эксплуатациюОсновные элементы хозяйства электрификацииРевизионно-ремонтные средстваСтруктура подразделений эксплуатации устройств электрификацииОбязанности энергоучасткаУчастки энергоснабженияОбязанности ревизионно-ремонтного персоналаОперативная работаОперативные переключенияБланки переключенийПорядок ликвидации аварийКонтроль за оборудованием подстанцийРаспределительные устройстваСиловые и тяговые масляные трансформаторыБыстродействующие выключателиРаспределительные устройства напряжением до 1000ВЗарядные и подзарядные устройстваДвигатель-генераторыИзмерительные приборы, реле управления и защитыОсвещениеКабельные коммутацииЗаземляющие устройстваОрганизация капитального ремонта электрооборудованияЭкономика переработки энергии на тяговых подстанцияхОсновы техники безопасности и производственной санитарииТехника безопасности при монтаже тяговых подстанцийТехника безопасности при эксплуатации тяговых подстанций

Железнодорожный электротранспорт

Его контактная сеть имеет большую протяженность. Причем нередко по таким местам, где иных источников электрического тока нет. Поэтому по ней может течь не только постоянный, но и переменный ток, который передается на большие расстояния с меньшими потерями.

Номинальное напряжение контактной сети

На подстанции подается напряжение 220 или 110 кВ переменного тока, а если контактная сеть устаревшая, то 35 кВ. Для систем питания постоянным током оно преобразуется в 3,3 кВ, а для переменного в 27,5 кВ.

Для обеспечения нужд железнодорожной инфраструктуры (семафоры, стрелки, служебные помещения) в состав оборудования тяговой подстанции включается трансформаторная обмотка, с которой снимается напряжение 10 киловольт. Оно преобразуется до трехфазного линейного 380 вольт (система с глухозаземленной нейтралью), позволяющего переходить на бытовые 220 вольт 50 Гц.

Организационная структура контактной сети

На железнодорожном транспорте существуют следующие типы тяговых подстанций:

• Опорные. К ним подводится не менее четырех автономных линий электропередач. Они являются основными источниками электропитания для контактной сети. Если используется постоянный ток, то расстояние между ними не более 15 км. При переменном оно увеличивается до пятидесяти.
• Транзитные, питаются от двух независимых ЛЭП и включаются в разрыв между опорными подстанциями. Обеспечивают передачу электроэнергии на большие расстояния, а также непрерывность питания контактной сети в случае аварии на одном из участков.
• Отпаечные (тупиковые). Используются для обеспечения движения электропоездов по обособленным веткам. Отпаечные подстанции питаются от двух независимых ЛЭП.
• Стыковочные. Используются там, где происходит смена типа контактной сети. Они осуществляют гальваническую развязку между переменным и постоянным током.

Конструкция контактной сети

Трехфазные асинхронные двигатели на электротранспорте любого типа не используются по причине чрезмерного увеличения стоимости контактной сети, сложности токосъемников и невозможности их работы на высоких скоростях. Воздушный контактный провод всегда один и он фазный. Роль нулевого играет рельс, поэтому в пределах нескольких десятков метров от железнодорожного полотна регистрируются так называемые блуждающие токи.

На дальних перегонах, с целью уменьшения потерь, тяговая подстанция переменного тока выдает 50 кВ, это напряжение делится пополам (схема 25х2) между питающим и контактным проводом с помощью автотрансформатора, центральная точка которого замкнута на рельс. По контактной сети переменного тока можно пропускать и постоянный. Для этого используется стыковочная тяговая подстанция, осуществляющая переключение типа напряжения на определенном участке.

На электровозах переменного тока – ВЛ80, ВЛ85 – ставятся выпрямители и двигатели, способные работать на пульсирующем токе. Они рассчитаны на номинальное напряжение 25 киловольт – 2,5 киловольта теряются из-за высокого сопротивления цепи между контактным проводом и рельсом. Модели ВЛ10 и ВЛ11 работают на постоянном токе, а ВЛ82М имеет привод обоих типов.

Прокладка линий тягового тока

Линии тягового тока обычно не прокладывают параллельно железнодорожной линии, чтобы минимизировать длину линии и избежать ненужного влияния на электрическую систему вблизи железнодорожной линии. Однако есть случаи, когда эта практика не соблюдается (например, текущее снабжение некоторых скоростных железных дорог, работающих с переменным током в Германии). В этом случае линия тягового тока прокладывается на специальных поперечных балках опор ВЛ над ВЛ. Поскольку опоры воздушных линий имеют меньшее поперечное сечение, чем мачты тягового тока, эти поперечные балки должны быть достаточно узкими, поэтому размещение четырехжильных кабелей на одном уровне, которое является стандартным для линий тягового тока, не может использоваться. Когда требуются четыре проводника, можно использовать двухуровневую схему расположения проводников. В качестве альтернативы в случае двухпутных железнодорожных линий опоры воздушных линий для обоих направлений движения оборудованы поперечными балками для системы тягового тока (двухпроводные кабели).

В густонаселенных районах, где полосы отвода редки, обычно можно найти пилоны, по которым проходят электрические цепи для тягового тока, а также для трехфазного переменного тока. Последние могут быть трехфазными линиями переменного тока 110 кВ, 220 кВ или, в некоторых случаях, 380 кВ. В таких случаях в линиях тягового тока должны использоваться изоляторы, которые могут выдерживать максимальное размах напряжения, которое может возникнуть между линиями.

Линии тягового тока реализуются, как правило, в виде одиночных поводков. Для снабжения железных дорог с интенсивным железнодорожным движением и, в частности, для электроснабжения высокоскоростных железнодорожных линий, таких как немецкие поезда ICE (Inter City Express), используются проводники двух пучков. Линии тягового тока от атомной электростанции в Неккарвестхайме до коммутационной станции тягового тока в Неккарвестхайме и от коммутационной станции тягового тока в Неккарвестхайме до центральной подстанции в Штутгарте Цазенхаузен выполнены в виде четырехжильных проводов.

Линии тягового тока всегда имеют заземляющий провод. В некоторых случаях используются два заземляющих проводника: например, в Германии, в случаях, когда линия тягового тока проводится на опорах вместе с трехфазным переменным током, например, линия к атомной электростанции в Неккарвестхайме. Точно так же в Австрии есть несколько линий тягового тока, оборудованных двумя заземляющими тросами.

Влияние на качество электроэнергии

Влияние скачков небаланса при тяговой нагрузке

На тяговой подстанции ток обратной последовательности I₂ нагрузки равен току прямой последовательности I₁, и коэффициент небаланса по току K_i= I₂/I₁=100%. Из-за симметрирующего влияния емкостного тока в кабельной линии, степень небаланса по току и напряжению на подстанции А 220 кВ будет ниже. Графики коэффициентов небаланса по току в линии А и по напряжению на шине 220 кВ показан на рис.8. Коэффициенты рассчитаны на основе реальных данных, полученных от системы мониторинга качества электроэнергии, установленной на подстанции А.

Из полученных данных можно видеть, что максимальный коэффициент небаланса по току при большой тяговой нагрузке может быть свыше 90%, вследствие чего коэффициент небаланса по напряжению может достигать 0.25%. На практике коэффициент небаланса по напряжению может успешно соответствовать требованиям, установленным в документе GB/T 15543-1995, согласно которому небаланс по напряжению не должен превышать 2%.

В то же время нельзя забывать и о влиянии скачков тяговой нагрузки на стабильность величины напряжения. На рис. 9 показана реальная ситуация с фликером. Дозы фликера, измеренные для интервалов в 10 минут и 2 часов, не достигают пределов, установленных в GB/T 12326-2000, где сказано, что доза фликера за 10 минут не должна превышать 0.8%, а за 2 ч – 0.6%. В соответствии с вышеприведенным анализом, если одиночная тяговая подстанция питается от мощной энергосистемы, возникающие из-за тяговой нагрузки небаланс и просадки могут мало влиять на качество электроэнергии. Соответственно показатели качества электроэнергии могут укладываться в рамки требований стандартов.

Влияние токов гармоник

Поезд потребляет постоянный ток, поэтому для его питания от сети переменного тока требуются выпрямители. Теоретический анализ показывает, что выпрямители с числом фаз k генерируют токи гармоник с частотой 2k±1, и для двухфазного выпрямителя наибольший уровень будет иметь третья гармоника.

Гармоники напряжения и тока, показанные на рис.10, преимущественно обусловлены влиянием тяговой нагрузки. В период с 06:00 по 24:00, когда железная дорога наиболее загружена, уровень 3-й гармоники существенно выше, чем в остальное время. В то же время, ток гармоник вызывает появление гармоник напряжения на шине 220 кВ подстанции А, при этом уровень 3-й гармоники также выше, чем у остальных гармоник.

Напряжение 3-й гармоники колеблется в пределах 500…800В, что соответствует относительному уровню менее 0.35%. При этом коэффициент искажения синусоидальности напряжения составляет около 0,7%. Это означает, что как уровень гармоник, так и коэффициент искажений укладываются в требования GB/T 14549-1993. Исходя из вышеприведенного анализа, можно утверждать, что если тяговая подстанция питается от достаточно мощной энергосистемы, влияние тяговой нагрузки на качество электроэнергии несущественно.

Характеристики

Линии тягового тока используются для питания железнодорожных систем стран, в которых используется переменный ток более низкой частоты, чем в сетях общего пользования. Это типично для немецкоязычных стран Европы. Например, переменный ток 16,7  Гц используется в Германии , Австрии и Швейцарии .

Конкретный пример – узкоколейная железная дорога Мариацеллер в Австрии, работающая от однофазного переменного тока с частотой 25 Гц, которая имеет собственные линии тягового тока с рабочим напряжением 27 кВ. Эти линии монтируются на опорах ВЛ над линиями.

В напряжении , используемое для тяговых линий тока 110  кВ в Германии и Австрии и 66 кВ или 132 кВ в Швейцарии.

Линии тягового тока работают симметрично относительно земли . В случае линий 110 кВ, например, каждый проводник имеет напряжение 55 кВ относительно земли. Заземление выполняется на более крупных подстанциях и на электростанциях для тягового тока с использованием трансформаторов для гашения тока утечки на землю . Как и для всех симметричных ЛЭП, есть также точки скручивания тяговых ЛЭП. Тяговая линия электропередачи для одной цепи обычно имеет два проводника. Поскольку большинство линий тягового тока имеют две электрические цепи, на опорах, как правило, проходят четыре проводника (в отличие от линий трехфазного переменного тока, количество проводников которых кратно трем).

Выводы на основе проведенного анализа

На основании анализа, основанного на данных, полученных на однофазной системе тягового электроснабжения 220 кВ высокоскоростной железной дороги Ухань-Гуанчжоу (участок Гуанчжоу), можно сделать следующие выводы:

• тяговая нагрузка, связанная с работой высокоскоростной железной дороги, носит колебательный характер и является источником высших гармоник и токов обратной последовательности, что оказывает негативное влияние на энергосистему в целом;
• система тягового электроснабжения, предложенная в данной работе, интегрируется в энергосистему с большой мощностью короткого замыкания, что позволяет нивелировать влияние тяговой нагрузки на качество электроэнергии;
• наиболее существенным фактором, влияющим на качество электроэнергии, является небаланс трехфазного тока, обусловленный тяговой нагрузкой.

Коэффициент небаланса по току при наличии большой тяговой нагрузки может достигать 90%. Поэтому должен производиться мониторинг этого показателя

Кроме того, следует принимать во внимание возможное влияние этого небаланса на средства релейной защиты. Динамичное развитие высокоскоростных железных дорог может привести к значительному повышению доли тяговых нагрузок

При этом возникает необходимость создания более надежных систем электроснабжения, что требует тесного взаимодействия между сетевыми операторами и железнодорожными компаниями для решения проблем, связанных со строительством и эксплуатацией высокоскоростных линий.

Мы рассмотрели алгоритм управления системой тягового электроснабжения, который позволяет повысить надежность работы электросети и качество электроэнергии в ней. Полученные результаты позволяют говорить о целесообразности применения предложенного подхода на практике.