Применение кабельных линий электропередачи в системах внешнего электроснабжения железных дорог постоянного тока - Крюков, Андрей Васильевич; Черепанов, Александр Валерьевич; Куок Хиеу, Нгуен (Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2024)
Для присоединения тяговых подстанций железных дорог к высоковольтным сетям электроэнергетических систем применяются воздушные линии электропередачи. Такой подход имеет целый ряд недостатков, к которым относятся значительная ширина охранной зоны, возможность повреждений при сильных ветрах и образовании гололедно-изморозевых отложений, риск поражения людей и животных от воздействия шаговых напряжений из-за обрыва проводов. Указанные негативные эффекты можно исключить при использовании для подключения тяговых подстанций кабельных линий 110 кВ с изоляцией из шитого полиэтилена. В статье представлены результаты исследований по разработке цифровых моделей для определения режимов систем тягового электроснабжения постоянного тока с питанием преобразовательных подстанций по кабельным линиям. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы: при использовании кабельных линий минимальные трехминутные напряжения повышаются на 2,0–3,5 %; потери активной мощности в головной питающей линии уменьшаются на 8–14 %. Тяговые подстанции постоянного тока не создают в примыкающих сетях заметного уровня несимметрии. Однако любая разбалансированность трехфазной системы оказывает негативное влияние на электроприемники, особенно на широко распространенные асинхронные электродвигатели. Применение кабелей из сшитого полиэтилена позволяет снизить коэффициенты несимметрии в 11–22 раза. При наличии воздушных линий уровни гармонических искажений на шинах 110 кВ тяговых подстанций 2 и 3 превышают нормально допустимые значения. Замена воздушной линии на кабельную дает возможность уменьшить эти показатели примерно на 60 %. Коэффициенты отдельных гармоник снижаются на 37–100 %. Разработанные цифровые модели могут использоваться при проектировании и эксплуатации систем тягового электроснабжения постоянного тока. Методика определения режимов является универсальной и подойдет для расчета систем внешнего электроснабжения любой конфигурации и тяговых сетей различного конструктивного исполнения.