ТВН. Расчет защитного действия разрядника в устройствах электрической тяги
 Скачать 112.88 Kb.
|
|
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта Российской Федерации «Петербургский Государственный Университет Путей СообщенияИмператора Александра I» Кафедра «Электрические комплексы и системы» Курсовая работа на тему: «Расчет защитного действия разрядника в устройствах электрической тяги» Выполнил студент Принял преподаватель: Санкт – Петербург 2023 год Задание на курсовую работу   Рисунок 1. Задание к курсовой работе. В точке О контактной сети электрифицированного участка возникла прямоугольная волна перенапряжения. Длина волны  , мкс. Максимальное значение  ,кВ. По контактной сети, состоящей из несущего троса и двух контактных проводов, волна движется по направлению к узлу А.К узлу А подключен другой участок контактной сети, состоящий из несущего троса и одного контактного провода, в конце которого в узле В подключено электрооборудование тяговой подстанции или электровоза. На шинах тяговой подстанции с целью защиты электрической изоляции оборудования установлен вентильный разрядник Р. Явлением многократных отражений волн в узловых точках схемы пренебрегаем. Таблица 1. Исходные данные по варианту.
Расчет волны напряжения на изоляции оборудования тяговой подстанции для случая, когда разрядник Р не подключен Определение максимального значения волны перенапряжения в точке А:  41,13 кВ где  - время распространения волны от точки О до точки А, мкс; – коэффициент затухания на участке ОА.Определение преломленной волны в точке А:   где  - коэффициент преломления волны в узле А; =305 Ом - сопротивление линии до узла; - сопротивление линии за узлом: Определение максимального значения падающей волны в точке В:  =23.31 кВ мксгде  - время распространения волны от точки А до точки В, мкс; – коэффициент затухания на участке АВ.Определение преломленной волны в узле В: Запишем выражение для определения преломленной волны в узле В в операторном виде  Так как набегающий на узел В импульс перенапряжения имеет П-образную форму, то его можно представить как результат наложения двух бесконечно длинных волн разной полярности с отвесным фронтом, сдвинутых друг относительно друга по времени на длину волны  : где  ,  - единичные ступеньки (бесконечно длинные волны единичной амплитуды с отвесным передним фронтом). Воздействие на узловую точку бесконечно длинного импульса с отвесным фронтом равноценно включению цепи на постоянное напряжение, поэтому с учётом теоремы запаздывания операторное изображение П-образного импульса записывается в виде:  Находим операторные сопротивления линий:  =225 Ом – операторное сопротивление до узла В; –операторное сопротивление за узлом В: Тогда операторная форма коэффициента преломления волны в узле В:  А операторная форма коэффициента отражения волны в узле В:  где Z1 (p) – операторное сопротивление линии до узла; Z2 (p) – операторное сопротивление цепи за узлом. Подставим полученные выражения и получим:  Отдельно раскладываем произведение дробей на простые  ,Тогда     С учётом этого продолжаем:  По найденному изображению находим оригинал для преломленной волны в узле В:  По найденному выражению рассчитываем потенциал в узле В в различные моменты времени и записываем результат в таблицу 2. Таблица 2.
Построим графическую зависимость  как в виде отдельного графика, так и во втором квадранте.При построении графика за начальный момент времени t=0 взят момент прихода прямой волны в узел В.  2.5 Расчет и построение кривой изменения потенциала в точке N с учетом падающей и отраженной волн  Отдельно раскладываем произведение дробей на простые  =*Тогда      Оригиналом такого изображения является  Для падающей волны находим время распространения волны от точки А к точке N  Определим максимальное значение падающей волны в узле N  Для отражающей волны находим время распространения волны от точки А к точке N  Определим максимальное значение отражающей волны в узле N   Построим графическую зависимость  как в виде отдельного графика. 3. Расчет волны напряжения на изоляции оборудования тяговой подстанции для случая, когда разрядник Р подключен Она включает: 1. Расчет и построение вольт-амперной характеристики рабочего сопротивления разрядника  где C – постоянная величина; α – коэффициент нелинейности; Ip – ток разрядника, кА 2. Расчет и построение вольт-амперной характеристики заземлителя  где  сопротивление заземлителя, 5 Ом Расчеты вышепредставленных пунктов представим в таблице 4.
3. Расчет и построение зависимостей падений напряжения в линии от тока разрядника (напряжение, отсекаемое разрядником) для выбранных ранее моментов времени. Оригинал этого напряжения находится по операторному изображению, имеющему вид      C1+C2=155.25 C2=155.25-126.99=28.26 Тогда получаем  Находим оригинал для напряжения, отсекаемого разрядником:  4. Графическое сложение в первом квадранте зависимостей uP(t), uЗ(t) и uотс(t), полученных для соответствующих моментов времени. Результаты сложения привести и в таблице. Следует иметь в виду, что uP(t) + uЗ(t) = uост(t) – напряжение, остающееся на разряднике; uост(t) + uотс(t)= uʹBпр(t) – напряжение волны за разрядником. 5. Построение зависимости остающегося напряжения на изоляции в функции времени. Для этого из выбранных точек 1...5 на кривой uBпр(t) из второго квадранта проводятся горизонтальные линии до пересечения с суммарными вольт-амперными характеристиками первого квадранта .Абсциссы точек пересечения указывают значения токов разрядника для соответствующих моментов времени. Сумма ординат кривых uP(IP) и uЗ (IP) соответствует величине остающегося на изоляции напряжения, кривая изменения которого вот времени проводится во втором квадранте. 6. Расчет и построение вольт-секундной характеристики изоляции защищаемого оборудования    Постоянная времени Т определяется из условия: при tp= 1,5 мкс и Uиз =35кВ. Таблица 5.
Вывод: Из анализа расположения зависимостей остающегося напряжения и вольт-секундной характеристики делается вывод о пригодности разрядника Р для защиты изоляции электрооборудования, так как линия всегда остающегося напряжения ниже ВСХ. |
