Показатели качества электроэнергии в соответствии с правилами технической эксплуатации железных дорог Российской федерации.

ПТЭ ЖД РФ нормируется уровень напряжения на токоприёмнике ЭПС на любом блок участке при переменном токе не менее 21 кВ и не более 29 кВ; на постоянном токе не менее 2,7кВ и не более 4 кВ.

На малодеятельных участках с разрешения ОАО «РЖД» допускается уровень напряжения на блок участке на переменном токе не менее 19 кВ, на постоянном токе не менее 2,4 кВ.

ПТЭ ЖД РФ нормируется уровень напряжения на устройствах автоблокировки (СЦБ):

· Номинальное напряжение 220 В;

· Отклонение от номинального напряжения допускается: в сторону уменьшения не более 10% (198 В), в сторону увеличения не более 5% (231 в).

5. Показатели качества электроэнергии и системы тягового электроснабжения в соответствии с правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации (ЦЭ – 462 от 04.06.1997г).

Для тяговых сетей ЭЖД Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ, ЦЭ –462, 1997г нормируют напряжения на шинах тяговых подстанций и токоприёмнике ЭПС.

Электромагнитная совместимость электроподвижного состава с системой тягового электроснабжения обеспечивается при соблюдении следующих ПКЭ:

5.1.Действующее значение напряжения на шинах тяговых подстанций и токоприёмниках ЭПС в нормальном и вынужденном режимах работы системы электрической тяги должны соответствовать приведенному в таблице 1.3.

 

Режимы	Напряжение	Действующее значение напряжения, кВ
Система переменного тока
На шинах подстанции	В контактной сети и токоприемнике электровоза
Все режимы	Номинальное	27,5	25,0
Нормальный на ЖД участках со скоростями до 160 км/час	Наибольшее	28,0	28,0
Наименьшее		21,0
Нормальный на ЖД участках со скоростями свыше 160 км/час	Наибольшее	28,0	28,0
Наименьшее		24,0
Нормальный на слабонагруженных ЖД участках	Наибольшее	28,0	28,0
Наименьшее		19,0
Вынужденный	Наибольший	29,0	29,0
Наименьший		19,0

 

5.2.Максимальное допускаемое значение амплитуды напряжения на токоприёмнике ЭПС в установившемся режиме работы системы электрической тяги не должно превышать 45 кВ.

5.3.Максимальное допускаемое значение амплитуды напряжения на токоприёмнике ЭПС, оборудованном ограничителями перенапряжений (ОПН), при коммутационных перенапряжениях не должно превышать 90 кВ.

5.4.Наибольшее мгновенное значение напряжения для ЭПС, оборудованных разрядниками, определяется с учётом характеристик используемых разрядников;

5.5.Модуль входного сопротивления СТЭ на основной частоте при напряжении 25 кВ от токоприёмника ЭПС до шин бесконечно большой мощности не должен превышать в нормальном режиме работы СТЭ при двусторонней и узловой схеме питания тяговой сети 15 Ом, а в вынужденном режиме работы при односторонней схеме питания тяговой сети – 30 Ом [2, 3].

6. Показатели качества электроэнергии в системе тягового электроснабжения в соответствии с техническим и требованиями ВНИИЖТ:

6.1.Действующее значение напряжения на токоприёмниках ЭПС в нормальном и вынужденном режимах работы системы электрической тяги должны соответствовать приведенному в таблице [2].

Введено понятие коммутационного режима работы системы электрической тяги, для которой нормируются максимальное действующее напряжение 31 кВ и минимальное 17 кВ [3].

6.2.Максимальное допускаемое значение амплитуды напряжения на токоприёмнике ЭПС в установившемся режиме работы системы электрической тяги не должно превышать 45 кВ [2, 3].

6.3.Максимальное допускаемое значение амплитуды напряжения на токоприёмнике ЭПС, оборудованном ограничителями перенапряжений (ОПН), при коммутационных перенапряжениях не должно превышать 90 кВ [2, 3].

6.4. Наибольшее мгновенное значение напряжения для ЭПС, оборудованных разрядниками, определяется с учётом характеристик используемых разрядников [2].

6.5.Модуль входного сопротивления СТЭ на основной частоте при напряжении 25 кВ от токоприёмника ЭПС до шин бесконечно большой мощности не должен превышать в нормальном режиме работы СТЭ при двусторонней и узловой схеме питания тяговой сети 15 Ом, а в вынужденном режиме работы при односторонней схеме питания тяговой сети – 30 Ом.

Модуль входного сопротивления СТЭ на основной частоте при напряжении 25 кВ от токоприёмника ЭПС до шин бесконечно большой мощности не должен превышать в нормальном режиме работы СТЭ при односторонней схеме питания тяговой сети 15 Ом, а в вынужденном режиме работы системы тягового электроснабжения– 30 Ом.

Для Z₁ > 15 Ом должен сохраняться режим тяги.

Ограничение входного сопротивления Z₁ по основной частоте определяет предельные параметры СТЭ, при которых обеспечивается устойчивая сетевая коммутация тиристорных элементов ВИП ЭПС.

6.6.Модуль входного сопротивления СТЭ относительно токоприёмника ЭПС для n – ой гармоники Zn одиночного на меж подстанционной зоне ЭПС при односторонней схеме питания не должен превышать предельно допускаемых значений

Znн = Аnн * n Z₁н, (1.18)

где Znн – нормированное предельно допускаемое значение модуля сопротивления системы электроснабжения относительно токоприёмника одиночного на межподстанционной зоне ЭПС на n – ой гармонике.; Аnн – нормированный коэффициент, учитывающий максимально возможное усиление гармоник напряжения в СТЭ вследствие волновых процессов, значения которого приведены в табл. 1.4; Z₁н - модуль входного сопротивления СТЭ на основной частоте при напряжении 25 кВ от токоприёмника ЭПС до шин бесконечно большой мощности, значения которого приведены в пункте 5 данного раздела.

Таблица 1.4.

Схема питания тяговой сети	Наличие КУ,КРМ с демпфирующими цепями	Коэффициент, учитывающий максимально возможное усиление гармоник напряжения в СТЭ вследствие волновых процессов	Диапазон углов подачи управляющих импульсов на ВИП	λUимп для границы диапазона	Кп эпс при базисном токе ЭПС
n= 3	n= 5	n= 7	n= 9
Двухсторонняя	Нет		1,3			8^0– 172^0эл Указано для полупериода основной частоты – 180^0эл	≤ 0,1	0,12
КУ, КРМ	0.8		1,2	1,2	0,24
Односторонняя	Нет		1,3			0,12
КРМ, КУ на подстанции	0,8		1,2	2,5	0,2
КУ на конце консоли	0,8		1,2	1,2	0,24

КУ – стационарная установка компенсации с демпфирующими RC – цепями, КРМ – бортовая установка компенсации с демпфирующими RC – цепями.

Ограничение входного сопротивления СТЭ для высших гармоник ограничит усиление гармоник напряжения в тяговой сети из-за резонансных явлений на высших гармониках вследствие волновых процессов, ферромагнитного и параметрического резонансов.

Требования к показателю Zn согласованы с мощностью и режимом работы ЭПС и разделяются в зависимости от режима работы СТЭ.

С целью контроля и ограничения резонансных явлений при проектировании и в эксплуатации задан коэффициент Аn, учитывающий максимально допускаемое усиление гармоник в СТЭ.

6.7.Коэффициент импульсного провала напряжения на токоприёмнике ЭПС λ_Uимп не должно превышать предельно допускаемых значений табл. 1.4.

Показатель λ_Uимп определяет величины допускаемых импульсных провалов напряжения на токоприёмнике ЭПС, вызванных функциональными параметрических переключениями в ВИП ЭПС, частота которых соизмерима с основной частотой питающей сети, с учётом резонансных явлений. При этом должны обеспечиваться требуемые потенциальные условия для работы тиристоров ВИП ЭПС.

Коэффициент импульсного провала напряжения на токоприёмнике ЭПС рис. 1.3 λ_Uимп рассчитывается по формуле

λ_Uимп = (α – b) / (19*√ 2), (1.19)

где α - мгновенное значение условной первой гармоники напряжения на токоприёмнике ЭПС в точке импульсного провала; b – фактическое мгновенное значение напряжения на токоприёмнике ЭПС в точке импульсного провала.

α, b – определяются на каждом полупериоде основной частоты (180⁰ эл.) в диапазоне 8 – 172 ⁰эл.

Нормирование предельно допускаемого значения импульсного провала напряжения на токоприёмнике ЭПС для нормального режима работы СТЭ в размере 10% от амплитуды минимального напряжения на токоприёмнике ЭПС для вынужденного режима работы СТЭ при условии синусоидальной его формы 19*√ 2 кВ обеспечивает надёжную работу ЭПС:

· в режиме тяги при минимальном угле сетевой коммутации α₀, равном 8⁰;

· в режиме рекуперативного торможения при минимальном угле опережения открытия тиристоров β, равном 16⁰.

Запретная область для кривой напряжения на токоприёмнике ЭПС, обеспечивающая необходимые потенциальные условия для надёжной и устойчивой работы тиристоров ВИП, приведены на рис. 1.4 и рис. 1.5 под номером 3. Подача управляющих импульсов на силовые тиристоры ВИП в момент нахождения кривой напряжения в запретной области может привести к срыву режимов тяги и рекуперации.