Электроснабжение железных дорог

Рассмотрены электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения, тяговые рельсовые цепи, сопротивление тяговой сети по-стоянного и переменного тока, воздействие блуждающего тока на металличе-ские подземные сооружения, качество электрической энергии и его влияние на работу электрического подвижного состава.
Предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Электроснабже-ние железных дорог» при обучении по специальности 190401 – «Электроснаб-жение железных дорог».

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Электрические параметры элементов системы тягового электроснабжения . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1. Электрические характеристики элементов системы тягового электроснабжения . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. Тяговые рельсовые цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3. Сопротивление тяговой сети постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4. Сопротивление тяговой сети переменного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.1. Модель протекания тока по рельсам и земле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4.2. Полное сопротивление отдельных контуров тяговой сети переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.4.3. Полное расчетное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.4. Составное и эквивалентное приведенное сопротивление тяговой сети . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5. Воздействие блуждающих токов на металлические подземные сооружения . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.5.1. Уменьшение блуждающих токов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.2. Защита подземных сооружений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.3. Влияние тока утечки из рельсов на опоры и фундаменты контактной сети . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3. Качество электрической энергии. Взаимодействие системы тягового электроснабжения и электрического подвижного состава . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1. Качество электрической энергии и его показатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.2. Влияние изменений напряжения на работу электрических локомотивов и пропускную способность участка железной дороги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.1. Влияние изменения напряжения на работу электрических локомотивов . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.2. Влияние режима напряжения на время хода поезда по перегону. . . . 35
3.2.3. Пропускная способность участка межподстанционной зоны . . . . . . 35
3.2.4. Нормы напряжения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3. Регулирование напряжения на тяговых подстанциях . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.1. Регулирование напряжения при помощи понижающих трансформаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3.2. Регулирование напряжения при помощи емкостной компенсации индуктивной составляющей сопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.3.3. Изменение реактивной мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3.4. Особенности режима напряжения системы электроснабжения при рекуперации . . . . . . . . . . . . 44
3.4. Несимметрия токов и напряжений в системе электроснабжения . . . . . . 46
3.4.1. Несимметрия токов одной тяговой подстанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.4.2. Несимметрия токов трехфазной системы, питающей несколько однофазных нагрузок . . . . . . . . . . . 52
3.4.3. Несимметрия напряжения в системах электроснабжения . . . . . . . . . 56
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57