Влияющие цепи

При анализе внешнего и взаимного электромагнитного влияния линии делят на влияющие и на цепи подверженные влиянию

Влияющие цепи – это, прежде всего, высоковольтные линии (ВЛ) электропередач; линии продольного эл. снабжения, высоковольтные цепи СЦБ, тяговые сети эл. ж.д. и соседние цепи АТС.

Высоковольтные лини эл. передач (ВЛ) имеют напряжение от 35 до 750 кв трехфазного тока, частотой 50 Гц или 800-1500 кв постоянного. Цепи распределительных ВЛ электропередач имеют напряжение 6 или 10 кв. ВЛ могут быть воздушными и кабельными, чаще всего воздушными.

Провода на ВЛ подвешиваются , чаще всего, так как показано на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 – Провода на ВЛ

Влияющие цепи могут быть симметричные и несимметричные. Симметричные – это двухпроводные однофазные и трехпроводные трехфазные. Несимметричные все цепи, использующие землю в качестве провода.

При нормальных условиях работы симметричные цепи могут оказывать мешающее влияние, а несимметричные опасное и мешающее. Это легко увидеть, если проанализировать поля в пространстве от двух проводов с равными и неравными по амплитуде токами (рисунок 10.2).

Рисунок 10.2 – Поля в пространстве от двух проводов

Если J₁=J₂ (симметричная цепь), то H_∑1 <H₁ и H₂, если J₁≠ J_2, то H_∑2 > H_∑1.

Поле симметричных цепей, как бы компенсируется в пространстве. В случае несим­метричных цепей такого нет. Практически идеально симметричных цепей не бывает.

Продольная асимметрия - неодинаковость электрических параметров проводов. Каж­дая реальная цепь может быть представлена как наложение симметричной с напряжением U₁ и током J₁ и несимметричной частью с напряжением U₀ и током J₀. U₀ и J₀ - называют на­пряжением и током нулевой последовательности, т.е U=U₀+U₁, J=J₀+J₁.

На симметричность цепей влияет не только продольная асимметрия, но и поперечная несимметричность относительно земли, генератора, неравномерная загрузка фаз в трехфаз­ных сетях и т.д.

Необходимо учитывать не только нормальный, но и аварийный режим работы, линии.

Во всех ВЛ кроме основной гармоники всегда присутствуют дополнительные гармо­ники тока. Эти гармоники могут индуцировать мешающее напряжение в линиях АТС.

Рассмотрим коротко конкретные типы влияющих цепей и их свойства.

Трехфазные цепи с заземленной нейтралью. Цепи ВЛ обычно подсоединяются к ли­нейным трансформаторам. Если обмотки трансформатора соединены в звезду и нейтральные точки заземлены, то имеем трехфазную цепь с заземленной нейтралью (рисунок 10.3).

Рисунок 10.3 – Трехфазная цепь с заземленной нейтралью

Трехфазные цепи с заземленной нейтралью это линии с напряжением 35 кв и выше, с частотой тока 50 Гц. Они частично симметричны и могут оказывать мешающее влияние, как фазными напряжениями, так и токами нулевой последовательности. В аварийном режиме при замыкании фазы на землю возникает ток, который может оказывать опасные магнитные влияния. Через 0,15 – 0,6 с срабатывает автоматическая защита и линия выключается.

Трехфазные цепи с изолированной нейтралью (рисунок 10.4). Это в основном распределительные цепи с напряжением 6-10 кв, в том числе и высоковольтные цепи автоблокировки и продольного электроснабжения.

Рисунок 10.4 – Трехфазная цепь с изолированной нейтралью

При заземлении одной фазы резко возрастет напряжение относительно земли на двух других. Аварийные режим может продолжаться долгое время, так как электроснабжение не прекращается. В это время ВЛ могут оказывать мешающее электрическое влияние, вызванное не только напряжением нулевой последовательности, но и током нулевой последовательности, а также фазными напряжениями.

Трехфазные цепи ВЛ "два провода – земля". Это несимметричные цепи и поэтому даже в нормальном режиме могут оказывать опасные и мешающие электрические и магнитные влияния.

Тяговые сети эл. ж.д. переменного тока. В тяговую сеть подается напряжение 27 кв и частотой 50 Гц. Электровозы обычно оборудуют понижающими трансформаторами, выпрямителями и двигателями постоянного тока. Эти устройства ухудшают форму кривой тока в тяговой сети, что увеличивает мешающее влияние на высших гармониках.

Рельсы оказывают экранирующее действие мешающему току текущему по земле. Это действие обозначают, как ρ<1. Несмотря на это тяговые сети переменного тока оказывают большое влияние на линии АТС даже при нормальном режиме. При авариях или ремонте одна из тяговых подстанций может быть отключена, тогда не будет встречного тока и тяговая сеть оказывает опасное и мешающее влияние. Опасны также токи КЗ (0,6 сек). Меньшее влияние оказывает тяговая сеть двухпутных участков, построенная по схеме "два провода – рельс" – несимметричная, называемая "2х25" или "2х25" с автотрансформатором.

Тяговые цепи эл. ж/д. постоянного тока. В составе постоянного тока напряжением 3300 в присутствует пульсирующее напряжение, возникающее в результате выпрямления (шестифазного). Напряжение содержит частоты 50, 300, 600, 900, 1200 Гц и т.д. Эти составляющие могут вносить мешающее влияние. При этом влияние уменьшается из-за экранирующего действия рельсов и в результате двухстороннего питания. Данные сети оказывают влияние в основном на воздушные линии. Опасное влияние может быть при включении и отключении или при замыкании на землю.

Цепи АТС. Эти цепи могут оказывать только мешающее влияние друг на друга. При этом несимметричные – однопроводные и наложенные (фантомные) будут оказывать большее влияние, чем симметричные.