Краткие теоретические сведения

ВВЕДЕНИЕ

 

Лабораторные работы являются важной составляющей для успешного освоения дисциплины «Электроснабжение железных дорог». В процессе их выполнения студент получает навыки постановки задачи исследования, обоснованного определения принимаемых допущений, выбора методики и средств проведения эксперимента, формулирования заключения по полученным результатам.

Цель настоящего учебно-методического пособия – помочь студентам усвоить основные положения курса «Электроснабжение железных дорог» при выполнении лабораторных работ.

В каждой лабораторной работе приведены основные теоретические сведения о режимах и схемах электроснабжения участка двухпутной железной
дороги.

К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, подготовленные теоретически и прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе на стендовой установке.

Отчет по результатам лабораторной работы оформляется на листах
формата А4 или в специальной тетради. Отчет должен содержать титульный лист; цель работы; основные теоретические сведения; назначение, характерис-тику исследуемого объекта; порядок выполнения работы; результаты эксперимента в виде таблиц и графиков; аналитическую запись результатов эксперимента (в виде расчетов, таблиц, графиков); выводы по результатам выполненной работы; ответы на контрольные вопросы.

При написании отчетов по лабораторным работам необходимо соблюдать требования СТП ОмГУПС-1.2-2005 (Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления текстовых документов) и СТП ОмГУПС-1.3-02 (Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Основные правила оформления чертежей).

 

1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПОРЯДОК
ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

Выполнение лабораторных работ по дисциплине «Электроснабжение железных дорог» связано с использованием напряжения, опасного для жизни человека, поэтому прежде чем приступить к исследованию электрических схем,  студент обязан ознакомиться с инструкцией по технике безопасности, находящейся в лаборатории, получить инструктаж от преподавателя, изучить схемы питания и конструктивное исполнение стендов лаборатории.

Питание на стенды подается от распределительного щита, на котором расположен главный автоматический выключатель. Лабораторные стенды, блоки питания и индикации подключаются к розеткам с напряжением 220 В.

Во время проведения исследования электрических схем студент обязан:

выполнять только ту работу, которая определена преподавателем;

работать только на закрепленном за ним рабочем месте и нести ответст-венность за сохранность оборудования;

сборку схем и необходимые переключения на них производить при отключенном выключателе питания на стенде с использованием только исправных изолированных соединительных проводов;

перед включением стенда показать преподавателю схему для проверки правильности ее сборки и получения разрешения на проведение работы;

при перерывах в работе или в подаче электрической энергии отключать питание стенда;

в случае возникновения аварийного режима в схеме (искрение, перегрев токоведущих частей, появление дыма и пр.) или при попадании кого-либо из находящихся в лаборатории под напряжение немедленно снять напряжение со всех лабораторных стендов (отключить выключатель на распределительном щите) и сообщить об этом преподавателю;

при срабатывании устройства защиты лабораторного стенда и появлении звукового сигнала, сопровождающегося световой индикацией и свидетельст-вующего о перегрузке, немедленно отключить тумблер питания на стенде и
сообщить об этом преподавателю.

После завершения исследований студент должен отключить лабораторный стенд, получить разрешение преподавателя на разборку схемы, разобрать ее, сдать преподавателю комплект соединительных проводов, выданных перед началом работы.

2. УСТРОЙСТВО СТЕНДА «ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 

ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ»

 

Лабораторный стенд (рисунок) предназначен для изучения и исследования режимов и схем электроснабжения участка двухпутной железной дороги длиной 52 км, электрифицированной на постоянном токе, распределения потенциала в подземных металлических сооружениях и влияния на него простых и усиленных дренажей, работы токовой защиты от коротких замыканий на контактной сети.

Общий вид лабораторного стенда

 

Стенд состоит из следующих функциональных блоков: источника питания (ИП); моделей тяговой сети (ТС), тяговых подстанций (ТПС), поста секцио-нирования (ПСК), пунктов параллельного соединения (ППС), электрических дренажей (ЭД), электровозов (ЭПС); магазина резисторов (МР).

Питание стенда осуществляется от однофазной сети напряжением 220 В промышленной частоты с помощью ИП, в котором смонтированы устройство защитного отключения (срабатывает при пробое изоляции) и автомат для защиты от сверхтоков. Все блоки подключаются к ИП с помощью специальных кабелей, расположенных с тыльной стороны стенда.

Модель тяговой сети предназначена для воспроизведения различных параметров и режимов работы ТС постоянного тока и представляет собой коммутационную панель, в которую устанавливаются сменные блоки резисторов, моделирующие каждый километр тяговой сети. На этой же панели смонтированы модели электровозов со ступенчатой регулируемой тяговой нагрузкой. Контактная сеть при необходимости может быть секционирована (для этого предусмотрены разрывы цепи).

Модель тяговой подстанции предназначена для питания тяговой сети с тяговыми нагрузками. На панели нанесена мнемосхема тяговой подстанции и размещены выключатель питания, ручки потенциометров для регулирования напряжения холостого хода, внутреннего сопротивления ТПС и уставок релейной защиты, тумблеры включения питающих фидеров, киловольтметр и килоамперметры. Измерение тока проводится в коаксиальных гнездах с помощью специального кабеля, на конце которого установлен штекер TRS mini-jack (3,5 мм).

Модель поста секционирования предназначена для реализации различных схем питания тяговой сети участка железной дороги и моделирования работы релейной защиты питаемых через пост секционирования участков тяговой сети с тяговыми нагрузками.

Модель пункта параллельного соединения позволяет соединять контактные подвески двух параллельных путей с возможностью их включения и отк-лючения в любой точке модели тяговой сети.

Блок моделей электрических дренажей применяется для изучения перераспределения токов в земле и в подземном сооружении. С помощью этого блока могут быть реализованы схемы поляризованного и усиленного дренажа.

Блок моделей электровозов предназначен для моделирования тяговых нагрузок в режиме рекуперации. Каждый из электровозов представляет собой стабилизированный источник напряжения, который можно подключить к любой точке контактной сети. Выходное напряжение источника регулируется от 3 до 4 кВ. Величина тока рекуперации зависит от напряжения на токоприемнике, напряжения в контактной сети и точки подключения.

Магазин резисторов служит для воспроизведения в исследуемой схеме различных параметров тяговой сети: удельных сопротивлений контактной подвески, рельсов, земли, подземного сооружения, переходных сопротивлений «рельсы – земля» и «подземное сооружение – земля».

Лабораторная работа 1

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ ПЛЕЧ ПИТАНИЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПО ФАЗАМ ТРАНСФОРМАТОРА

С СОЕДИНЕНИЕМ ОБМОТОК ПО СХЕМЕ «ЗВЕЗДА – ТРЕУГОЛЬНИК»

 

Цель работы: установить зависимость токов фаз от токов плеч питания тяговой подстанции при соединении обмоток трансформатора по схеме «звезда – треугольник».

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Получить от преподавателя схемы питания тяговой сети однофазного тока от трехфазного трансформатора с соединением обмоток Y/∆-11.

2) По формулам (1.1) – (1.3) определить значения тока каждой фазы вторичной обмотки трансформатора, приняв следующие допущения׃ токами холостого хода пренебречь; токи плеч питания подстанций принять независимыми.

3) С учетом подключения первичной обмотки трансформатора к линии электропередачи построить векторную диаграмму напряжений и токов.

4) Сделать вывод о распределении токов плеч питания подстанции по фазам трансформатора и определить наиболее загруженные фазы.

 

1.3. Контрольные вопросы

 

1) Какие схемы соединения обмоток трансформаторов используются на отечественных железных дорогах при электрической тяге переменного тока?

2) В связи с чем при соединении обмоток трансформаторов по схеме «звезда – треугольник» нагрузка фаз головного участка оказывается различной?

3) Как определить ток фаз?

4) Какое направление тока в тяговой сети принимается за положительное?

Лабораторная работа 2

СХЕМЫ  ПИТАНИЯ  ТЯГОВОЙ  СЕТИ
МЕЖПОДСТАНЦИОННЫХ ЗОН  ОДНОПУТНОГО  И  
ДВУХПУТНОГО  УЧАСТКОВ

 

Цель работы: изучить влияние схем питания тяговой сети на распределение напряжения вдоль межподстанционной зоны.

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать заданную преподавателем схему питания тяговой сети пос-тоянного тока (рис. 2.3):

– для однопутного участка: раздельная, консольная;

– для двухпутного участка: раздельная, консольная, узловая, параллельная.

Стрелками на схемах показаны соединения гибкими проводами.

    2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение 3,3 кВ и внутреннее сопротивление 20 мОм.

    4) Включить подсоединенные фидеры подстанций, ПСК и ППС (при необходимости), реализующие заданную схему питания.

    5) Произвести измерения тока и напряжения для всех изображенных на рис. 2.3 схем и занести полученные значения в табл. 2.1 и 2.2.

    6) По результатам измерений построить для каждой из схем диаграммы изменения напряжения на каждом пути по длине рассматриваемой МПЗ.

 

а

 

б

 

Рис. 2.3. Схемы питания тяговой сети
однопутного (а) и двухпутного (б) участков

 

Таблица 2.1

Результаты измерений тока ТПС и их фидеров

Схема питания тяговой сети		Токи, кА
		Левая ТПС			Правая ТПС
		Iф3	Iф4	IТПС	Iф1	Iф2	IТПС
Однопутный участок	раздельная		–			–
	консольная	–			–
Двухпутный участок	раздельная
	консольная
	узловая
	параллельная

 

Таблица 2.2

Результаты измерений напряжения на шинах ТПС и ПСК и в контактной сети

Схема питания тяговой сети

Напряжение на шинах ТПС, ПСК, кВ

Уровень напряжения в контактной сети, кВ

нечетный путь

четный путь

Uл

Uп

UПСК

U1

U4

U8

U12

U1

U4

U8

U12

Однопутный участок

раздельная

консольная

Двухпутный участок

раздельная

консольная

узловая

параллельная

 

 

2.3. Контрольные вопросы

 

1) Какие схемы питания тяговой сети двухпутного участка существуют? Сравните их по надежности, техническим и экономическим показателям.

2) В чем состоит назначение постов секционирования и пунктов параллельного соединения?

3) От чего зависит степень уменьшения потерь энергии и напряжения при введении в схему поперечных соединений?

4) При каких условиях двустороннее питание не вызовет улучшения технико-экономических показателей фидерной зоны?

Лабораторная работа 3

ВЛИЯНИЕ  СХЕМ  ПИТАНИЯ  ТЯГОВОЙ  СЕТИ
МЕЖПОДСТАНЦИОННЫХ  ЗОН  ДВУХПУТНОГО  УЧАСТКА  
НА  ВЕЛИЧИНУ  ПОТЕРИ  МОЩНОСТИ

 

Цель работы: установить влияние схем питания тяговой сети двухпутного участка на величину потери мощности в ней.

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать заданную преподавателем схему питания тяговой сети пос-тоянного тока двухпутного участка (рис. 2.3, б).

    2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение 3,4 кВ и внутреннее сопротивление 20 мОм.

    4) Включить подсоединенные фидеры подстанций, ПСК и ППС (при необходимости), реализующие заданную схему питания.

    5) Произвести измерения тока и напряжения для исследуемых схем и занести полученные значения в табл. 3.1 и 3.2.

    6) По результатам измерений рассчитать потери мощности в МВт и в процентах к потребляемой мощности по формулам (3.3), (3.4), сделать вывод о рациональности применения изученных схем питания.

 

Таблица 3.1

Результаты измерений тока ТПС и их фидеров

Схема питания тяговой сети двухпутного участка	Токи, кА
	Левая ТПС			Правая ТПС
	Iф3	Iф4	IТПС	Iф1	Iф2	IТПС
Раздельная
Консольная
Узловая
Параллельная

Таблица 3.2

Результаты измерений напряжения на шинах ТПС и ПСК и на нагрузках

Схема питания тяговой сети

Напряжение на шинах ТПС, ПСК, кВ

Уровень напряжения на нагрузках, кВ

Потери мощности в тяговой сети

нечетный путь

четный путь

Uл

Uп

UПСК

U1

U3

U5

U7

U2

U4

U6

U8

МВт

%

Раздельная

Консольная

Узловая

Параллельная

 

3.3. Контрольные вопросы

 

1) От чего зависит величина потери мощности в тяговой сети?

2) Какие схемы питания тяговой сети двухпутного участка имеют наименьшие потери мощности?

3) Как включение ППС влияет на величину потери мощности? С чем это связано?

 

Лабораторная работа 4

ВЛИЯНИЕ  НЕРАВЕНСТВА НАПРЯЖЕНИЯ  
НА  ШИНАХ  ТЯГОВЫХ  ПОДСТАНЦИЙ
НА  ПОКАЗАТЕЛИ  РАБОТЫ  ТЯГОВОЙ  СЕТИ

 

Цель работы: изучить влияние неравенства напряжений холостого хода смежных тяговых подстанций на распределение тока между ними и потери мощности в тяговой сети.

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать параллельную схему питания тяговой сети постоянного тока двухпутного участка (рис. 4.1).

    2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение холостого хода (U₀, кВ) и внутреннее сопротивление (R, мОм) в соответствии с данными
табл. 4.1.

    4) Включить подсоединенные фидеры подстанций, ПСК и ППС.

    5) Произвести измерения тока и напряжения для исследуемых схем и
занести полученные значения в табл. 4.1.

    6) Рассчитать по формуле (3.4) потери мощности в тяговой сети, построить диаграммы изменения напряжения для каждого пути по длине рассматри-ваемой МПЗ.

 

 

Рис. 4.1. Параллельная схема питания тяговой сети двухпутного участка

 

Таблица 4.1

Результаты измерения тока и напряжения на шинах ТПС и на нагрузках

Режим работы ТПС

Токи фидеров ТПС, кА

Напряжение на шинах, кВ

Напряжение на нагрузках, кВ

Потери мощности P, %

левая

правая

левая

правая

нечетный путь

четный путь

U0

R

U0

R

Iф3

Iф4

Iф1

Iф2

Uл

Uп

U1

U3

U2

U4

3,6

0

3,6

0

3,8

0

3,4

0

3,6

40

3,6

40

3,6

20

3,6

40

 

4.3. Контрольные вопросы

 

1) Что такое уравнительный ток?

2) Какое влияние оказывает уравнительный ток на работу системы тягового электроснабжения?

3) В каких случаях в МПЗ возникает уравнительный ток?

 

Лабораторная работа 5

ЗАЩИТА  ПОДЗЕМНЫХ  МЕТАЛЛИЧЕСКИХ  СООРУЖЕНИЙ
ОТ  ЭЛЕКТРОКОРРОЗИИ  С  ПОМОЩЬЮ  ДРЕНАЖЕЙ

 

Цель работы: исследовать влияние схемы питания тяговой сети и дренажей на величину и характер распределения разности потенциалов «подземное сооружение – земля».

 

Порядок выполнения работы

 

Исследования необходимо выполнить для трех режимов.

Первый режим.

1) Собрать схему питания тяговой сети постоянного тока (рис. 5.2) без подключения электрических дренажей.  

 

 

 

Рис. 5.2. Схема питания тяговой сети для исследования работы электрических дренажей

2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети
r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км; переходное сопротивление «сооружение – земля» r_с-з = 0,5 Ом∙км; для сооружения r_с = 6 мОм∙км.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение холостого хода 3,5 кВ и внутреннее сопротивление 40 мОм.

4) Включить фидеры Ф4 левой и правой ТПС, фидеры Ф2 не включать.

5) Включить мультиметр и установить на нем предел измерения постоянного напряжения 200 мВ.

6) Присоединяя поочередно мультиметр «плюсом» к гнездам «Подземное сооружение» и «минусом» к гнездам «Земля», снять зависимость U_с-з(l) с шагом 2 км. Результаты измерения с учетом знака и масштаба (m_U = 1:200) занести в табл. 5.1.

7) Построить график зависимости U_с-з(l).

 

Второй режим.

1) По графику U_с-з(l) определить точку сооружения с наибольшим положительным потенциалом и подсоединить к ней гнездо «–» дренажа, а гнездо «+» – к соответствующей точке рельсов.

2) Переключатель дренажа перевести в положение «Вверх» (поляризованный дренаж), сопротивление дренажа установить 10 мОм, включить питание блока.

3) Регулируя сопротивление дренажа, довести напряжение U_с-з в точке подключения до значения, близкого к нулю. Если это не удается выполнить с помощью поляризованного дренажа, необходимо включить усиленный дренаж.

    4) Снять зависимость U_с-з(l) с шагом 2 км, значения занести в табл. 5.1.

5) Построить график зависимости U_с-з(l).

 

Третий режим.

1) Включить фидеры Ф2 левой и правой ТПС.

2) Выполнить указанные в первых двух режимах измерения U_с-з(l) для схемы без дренажей и с двумя дренажами, значения занести в табл. 5.1.

3) Построить график зависимости U_с-з(l).

4) Проанализировать полученные результаты и сделать выводы об эффективности применения дренажей.

Таблица 5.1

Результаты измерений потенциалов «подземное сооружение – земля»

l, км	Uс-з, В
	Одностороннее питание		Двустороннее питание
	без дренажей	с одним дренажом	без дренажей	с двумя дренажами
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
39

 

5.3. Контрольные вопросы

 

1) Чем опасны блуждающие токи?

2) Что такое электрический дренаж? Каково его назначение?

3) В каких точках подземного сооружения наблюдается наибольшая коррозия?

 

Лабораторная работа 6

РАБОТА ТЯГОВОЙ СЕТИ
ПРИ РЕКУПЕРАЦИИ  ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЭНЕРГИИ

 

Цель работы: исследовать влияние режима рекуперативного торможения электровоза на отдельные показатели работы системы тягового электроснабжения.

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать параллельную схему питания тяговой сети постоянного тока двухпутного участка (рис. 6.1).

 

 

Рис. 6.1. Схема питания тяговой сети двухпутного участка для исследования рекуперации

2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение холостого хода 3,3 кВ и внутреннее сопротивление 40 мОм.

    4) Включить фидер Ф3 левой ТПС, фидеры Ф1 и Ф3 правой ТПС и ПСК. Параллельные соединители ППС не подключать.

5) Произвести измерения тока и напряжения для исследуемой схемы и
занести полученные значения в табл. 6.1.

    6) Подключить рекуперирующий электровоз в указанную на рис. 6.1 точку и установить напряжение на его токоприемнике таким, чтобы он отдавал в контактную сеть ток, равный 1 кА.

    7) Повторить измерения тока и напряжения, полученные значения
занести в табл. 6.1.

    8) Увеличить ток рекуперирующего электровоза до 2 кА, повторить измерения тока и напряжения, значения (с учетом знака) занести в табл. 6.1.

    9) Построить графики изменения токов I_ф3 левой ТПС, I_ф1 и I_ф3 правой ТПС в функции от тока рекуперирующего электровоза I_рек. Определить по графикам, какие электровозы приняли поступившую энергию рекуперации.

10) Включить фидер Ф4 левой ТПС, фидеры Ф2 и Ф4 правой ТПС и ПСК, два параллельных соединителя ППС.

11) Провести измерения тока и напряжения при отсутствии рекупери-рующего электровоза, при I_рек = 1 кА, I_рек = 2 кА. Результаты занести в табл. 6.2 и 6.3. Токи ПСК и ППС записать с учетом знака. Положительными принять токи, текущие от шин ПСК к ТПС и от нечетного пути к четному в ППС.

    12) Построить графики изменения токов I_ф3 и I_ф4 левой ТПС, I_ф1 – I_ф4 правой ТПС в функции от тока рекуперирующего электровоза I_рек. Определить по графикам, какие электровозы приняли поступившую энергию рекуперации.

 

 

Таблица 6.1

Результаты измерений тока и напряжения на однопутном участке

Напряжение на рекуперирующем электровозе Uрек, кВ	Ток рекуперирующего электровоза Iрек, кА	Ток фидеров ТПС, кА			Напряжение, кВ
		левой	правой		на шинах ТПС		на нагрузках
		Iф3	Iф1	Iф3	Uл	Uп	U1	U3	U5	U7
–	–

 

Таблица 6.2

Результаты измерений тока на двухпутном участке

Ток рекуперирующего электровоза Iрек, кА

Ток фидеров ТПС, кА

Ток фидеров ПСК, кА

Ток ППС, кА

левой

правой

Iф3

Iф4

Iф1

Iф2

Iф3

Iф4

I1

I2

I3

I4

Iл

Iп

–

 

Таблица 6.3

Результаты измерений напряжения на двухпутном участке

Напряжение на рекуперирующем электровозе Uрек, кВ	Напряжение на шинах ТПС, кВ		Напряжение на нагрузках, кВ
			нечетного пути			четного пути
	Uл	Uп	U1	U3	U5	U2	U4
–

 

6.3. Контрольные вопросы

 

1) Что такое рекуперация?

2) Каким образом электровоз может осуществлять возврат электрической энергии в контактную сеть?

3) Как рекуперируемая электровозом энергия используется в системе электроснабжения железных дорог?

4) Каково назначение инверторных агрегатов?

Лабораторная работа 7

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ  НАПРЯЖЕНИЯ
НА  ТОКОПРИЕМНИКЕ  ЭЛЕКТРОВОЗА

 

Цель работы: изучить способы повышения напряжения на токоприемнике электровоза.

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать параллельную схему питания тяговой сети постоянного тока двухпутного участка (рис. 7.1).

    2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение холостого хода 3,3 кВ и внутреннее сопротивление 40 мОм.

4) Включить подсоединенные фидеры подстанций, ПСК и ППС, реализующие заданную схему питания.

5) Измерить ток фидеров ТПС, ПСК, ППС и занести полученные значения с учетом знака в табл. 7.1.

6) Измерить напряжение на шинах ТПС, ПСК, в точках присоединения продольных соединителей и на токоприемниках электровозов и занести полученные значения в табл. 7.2.

7) Отключить питание подстанций и заменить блоки резисторов r_к.с = 41 мОм/км блоками r_к.с = 28 мОм/км. Включить питание. Повторить измерения тока и напряжения, занести полученные значения в табл. 7.1 и 7.2.

8) Отключить питание подстанций. Восстановить сопротивление контактной сети r_к.с = 41 мОм/км и установить значение внутреннего сопротивления подстанций R = 20 мОм. Включить питание. Повторить измерения тока и напряжения, результаты измерений занести в табл. 7.1 и 7.2.

9) Отключить фидеры и питание подстанций, восстановить значение внутреннего сопротивления подстанций 40 мОм. Включить питание. Установить напряжение холостого хода на шинах подстанций 3,7 кВ. Включить фидеры. Повторить измерения тока и напряжения, занести полученные значения в
табл. 7.1 и 7.2.

10) Построить графики распределения напряжения отдельно вдоль нечетного и четного путей для каждого случая. Оценить эффективность каждого
мероприятия.

 

 

 

Рис. 7.1. Схема питания тяговой сети двухпутного участка
для исследования способов повышения напряжения
на токоприемнике электровоза

 

Таблица 7.1

Результаты измерений тока ТПС, ПСК, ППС

Исследуемая схема	Ток фидеров ТПС, кА				Ток ПСК, кА				Ток ППС, кА
	левой		правой
	Iф3	Iф4	Iф1	Iф2	I1	I2	I3	I4	Iл	Iп
Параллельная схема (исходная) Уменьшение сопротивления rк.с с 41 до 28 мОм/км Уменьшение внутреннего сопротивления ТПС (применение 12-пульсовой схемы выпрямления) Увеличение напряжения на шинах ТПС до 3,7 кВ

 

 

Таблица 7.2

Результаты измерений напряжения на ТПС, ПСК, ППС и на нагрузках

Исследуемая схема	Напряжение, кВ					Напряжение на токоприемниках, кВ
	на шинах ТПС		на ПСК	на ППС		нечетный путь			четный путь
	Uл	Uп		Uл	Uп	U1	U3	U5	U2	U4
Параллельная схема (исходная)   Уменьшение сопротивления rк.с с 41 до 28 мОм/км Уменьшение внутреннего соп-ротивления ТПС (применение 12-пульсовой схемы выпрямления) Увеличение напряжения на ши-нах ТПС до 3,7 кВ

 

7.3. Контрольные вопросы

 

1) Что приводит к увеличению токов, протекающих в контактной сети?

2) Какие технические мероприятия способствуют повышению напряжения на токоприемниках электровозов?

3) Назовите основное требование к режиму напряжения в тяговой сети.

 

Лабораторная работа 8

ВЫНУЖДЕННЫЕ  РЕЖИМЫ  РАБОТЫ  СИСТЕМЫ  ТЯГОВОГО

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ  УЧАСТКА  ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

 

Цель работы: исследовать вынужденные режимы при отключении тяговой подстанции и поста секционирования.

 

Порядок выполнения работы

 

    1) Собрать параллельную схему питания тяговой сети постоянного тока двухпутного участка (рис. 8.1).

    2) Установить следующие величины сопротивлений: для контактной сети r_к.с = 41 мОм/км; для рельсов r_р = 12 мОм/км; для земли r_з = 49 мОм/км; переходное сопротивление «рельсы – земля» r_р-з = 0,5 Ом∙км. Блоки резисторов r_с и r_с-з устанавливать не нужно.

3) Установить на шинах тяговых подстанций напряжение холостого хода 3,3 кВ и внутреннее сопротивление 20 мОм.

 

 

Рис. 8.1. Схема питания тяговой сети двухпутного участка для исследования вынужденных режимов работы

 

4) Включить подсоединенные фидеры подстанций, ПСК и ППС, реализующие заданную схему питания.