Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Возникновение мешающих влияний на смежные линии связи электрических железных дорог, электрифицированных на переменном токе

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………………………….. 5

1. Влияние электрифицированных линий электропередач на
линии связи….. 7

2. Исследование электрических и магнитных влияний тяговой
сети переменного тока на воздушные линии…………………………………………………………………………………. 16

3 Причины возникновения мешающих влияний на линии связи……………….. 22

4 Расчет мешающих влияний тяговой сети на линию связи………………………. 23

4.1 Расчёт токов короткого замыкания и эквивалентного
влияющего тока.. 27

4.2 Расчёт наводимых опасных напряжений…………………………………………… 30

4.3 Расчет ширины сближения для соблюдения нормированных
значений опасных влияний……………………………………………………………………………………………….. 32

4.4 Расчёт напряжения мешающего влияния…………………………………………… 35

5 Способы снижение мешающих влияний на смежные линии связи………….. 34

6 Активное снижение влияния на смежные линии связи…………………………… 43

Заключение………………………………………………………………………………………….. 53

Список литературы………………………………………………………………………………. 55

Введение:

В 1879 году была впервые
реализована идея использования электричества как источника тяги на
железнодорожном транспорте. На Берлинской промышленной ярмарке был показан
макет электрифицированной дороги, на которой электроэнергия подается на
локомотивы через контактные рельсы.

Массовые перевозки грузов
и загруженность железнодорожных путей привели к созданию электрифицированных
железных дорог. Стоит отметить, что современные подобные объекты сильно
отличаются от изначально спроектированных. Они играют жизненно
важную роль в инфраструктуре страны.

К основным преимуществам
электрификации железных дорог относят:

— меньший уровень
загрязнения окружающей среды;

— заниженную
себестоимость грузоперевозок;

— решение проблем
электрификации близлежащих жилых районов и предприятий;

— большую надежность и
комфорт при транспортировке пассажиров.

Однако, тяговая сеть
электрифицированных дорог, обладая большой электрической мощностью,
отрицательно сказывается на линии связи, проходящие в непосредственной близости
от железной дороги, и даже может нарушить нормальную работу линии связи. По
интенсивности воздействия влияния делятся на опасные и мешающие. К опасным
относятся те напряжения и токи, наведенные в цепях связи, которые создают
опасность для жизни обслуживающего персонала и людей, пользующихся связью, а
также для аппаратов и приборов, включенных в эти цепи.

Мешающие – это
воздействия, вызывающие шумы в телефонных цепях, снижающие качество связи, а в
телеграфных цепях – искажение передаваемых сигналов.

В данной работе будет рассмотрено возникновение
мешающих влияний на смежные линии связи электрических железных дорог,
электрифицированных на переменном токе.

Цель работы: Рассмотреть возникновение мешающих
влияний на смежные линии связи электрических железных дорог,
электрифицированных на переменном токе.

Задачи работы:

— исследовать
электрические и магнитные влияния тяговой сети переменного тока на воздушные
линии;

— определить причины
возникновения мешающих влияний на линии связи;

— выполнить расчет
мешающих влияний тяговой сети на линию связи;

— определить способы
снижение мешающих влияний на смежные линии связи;

— разработать активное
снижение влияния на смежные линии связи.

Заключение:

В проделанной работе были
решены следующие задачи:

Исследованы электрические и магнитные влияния тяговой сети переменного
тока на воздушные линии. Было показано, что на дорогах переменного
тока опасные влияния могут возникнуть при к. з. в удаленной точке тяговой сети,
при котором наведенная э. д. с. имеет наибольшее значение.

 При сближении линий связи с контактной сетью в
ее проводах могут наводиться потенциалы в несколько киловольт. На дорогах постоянного
тока не считаются с опасным влиянием, так как при к. з. или снятии напряжения в
тяговой сети возникает опасность акустического удара, легко устраняемого
защитой телефонов.

Выявлены причины возникновения мешающих влияний
на линии связи. Установлено, что причиной возникновения мешающих влияний электрической части
железной дороги на линии связи является взаимовлияния друг на друга
различных видов электроэнергетического и слаботочного электрооборудования.

Произведен расчет мешающих влияний тяговой сети на линию
связи, который состоял из следующих этапов:

— расчёт токов короткого замыкания и эквивалентного влияющего тока;

— расчёт наводимых опасных напряжений;

— расчет ширины сближения для соблюдения нормированных значений опасных
влияний;

— расчёт напряжения мешающего влияния.

Рассмотрены способы снижение мешающих влияний на
смежные линии связи. Было показано, что существует два способа снижения мешающих влияний на смежные линии
связи:

— активный способ;

— пассивный способ.

Подробно рассмотрено активное снижение влияния на смежные линии связи. Для
уменьшения влияний линий постоянного тока, имеющих гармоники, то есть для
обеспечения электромагнитной совместимости этих линий с линиями связи, на
преобразовательных подстанциях устанавливают сглаживающие устройства,
состоящие из реакторов и резонансных контуров.

 Реакторы, включаемые последовательно с
влияющей линией, уменьшают амплитуды гармоник. Резонансные контуры, включаемые
параллельно, состоят из последовательно включенных конденсаторов и индуктивных
катушек.

Фрагмент текста работы:

1. Влияние
электрифицированных линий электропередач на линии связи После более чем
столетнего развития технологий, человечество часто забывает, что линии связи
примерно на пять десятилетий старше, чем методы передачи энергии, поскольку
транспортировка электроэнергии началась примерно на 50 лет позже, чем передача
информации с помощью электрических импульсов.

Телеграф был изобретен в
1830 году после многих предыдущих попыток использовать даже статическое
электричество. Патент Морзе датирован 1838 г.; в том же году возле
Лондона была проложена железнодорожная телеграфная линия.

Уже в 1850 году
существовала всемирная сеть телеграфных линий и кабелей, а также несколько
телефонных линий значительной протяженности (Нью-Йорк — Питтсбург).
Существующая по сей день ассоциация инженеров-электриков была основана в
основном инженерами-телеграфистами. Институт инженеров-электриков был
основан в 1871 году как Общество инженеров-телеграфистов.

Истоки использования
энергии так же стары, как телеграф или даже старше, но даже после изобретения
динамо-машины около 1870 года электрическая энергия всегда генерировалась рядом
с точки использования, без длительных связей между электростанцией и
потребителем. Передача электроэнергии началась осуществляться примерно в
1890 году.

Таким образом,
телекоммуникационные технологии могли развиваться без учета других линий
передачи. Когда примерно в 1840 году было изобретено использование земли в
качестве обратного проводника, практически все телеграфные соединения и вначале
все телефонные соединения использовали землю в качестве возврата по техническим
и экономическим причинам. Взаимная интерференция между этими линиями
сначала не была критической. Позже связь между параллельными телеграфными
линиями часто компенсировалась трансформаторами связи или конденсаторами. Использование
заземления позволяет упростить схему обмена и сэкономить на соединительных
линиях.

Фактически,
физические ограничения доступного пространства не позволяли использовать
двухпроводные схемы в городских телефонных сетях до введения кабелей.

Вероятно, когда началась
передача энергии, никаких помех не ожидалось. Первые линии электропередач
были короткими и работали без заземления. Проблемы возникли при внедрении
трехпроводных систем с множественной заземленной нейтралью, трамвайных путей и
асимметричных или длинных линий высокого напряжения, а также после
электрификации железнодорожного транспорта.

Что касается телеграфии,
то помехи от трамвайных путей или трехпроводных систем постоянного тока обычно
можно было устранить повторным заземлением, используемым для телеграфных
цепей. В телефонии помехи ускорили переход, который даже сегодня, в
1950-е, не завершен, от однопроводных к двухпроводным схемам.

В начале этого столетия,
1900-е годы, казалось, что проблемы помех в местных сетях были устранены за
счет использования двухпроводных цепей, часто кабельных, для городских
телефонных систем. В течение нескольких лет считалось возможным даже в
энергосистемах от 15 кВ, трехфазных, без риска построить довольно длинные линии
электропередач и телефонные линии рядом друг с другом, например, по обеим
сторонам улицы или железной дороги, или даже на тех же полюсах. Вскоре
последовало разочарование: шум, акустический шок и опасно высокие напряжения в
случае совместного использования опор вынудили детально изучить влияние электрического
поля высоковольтных линий, которое относительно сильно на малых
расстояниях.

Ситуация ухудшилась с
повышением напряжения на линиях электропередач; поэтому в целом, по
крайней мере в Европе, применялось радикальное средство правовой защиты, а именно,
чтобы разделить линии, насколько это возможно, и, в частности, избежать
параллелизма на одной и той же дороге. Национальные правила и
международные соглашения по обеспечению соблюдения этого шага привели к почти
полному устранению помех от электрического поля. В США пошли
противоположным курсом. Принято совместное использование опор для
телефонных линий и линий электропередач до 10 кВ. Это снизило затраты на
распределение в малонаселенных районах, а помехи были сведены к минимуму за счет
правильного расположения силовых и телефонных проводов, а также тщательного
технического обслуживания. Однако в непосредственной близости от силовых и
телефонных проводов всегда [1].

Около 1920 года почти
одновременно произошли некоторые события, важные с точки зрения вмешательства. Это
правда, что с появлением усилителей к магистральным телефонным линиям можно
было подключать кабель, и, таким образом, они стали почти невосприимчивыми к
помехам. Но городские и пригородные телефонные сети становились все более
сложными. Два провода цепи использовались для передачи не только тока речи
и звонка, но также тока микрофона, импульсов набора номера и других специальных
сигналов, используемых в пригородных сетях. Гармоники от вращающихся
преобразователей и особенно от недавно представленных ртутных дуговых
выпрямителей, питающих трамвайные пути, создавали довольно важные магнитные
поля на звуковых частотах, и некоторые ожесточенные конфликты возникли
из-за отсутствия сотрудничества между энергетиками и телефонистами. Магистральные
железные дороги, снабжаемые однофазным переменным током, и короткие замыкания
на землю в высоковольтных линиях электропередач, которые теперь широко
соединены между собой и снабжаются энергией от крупных электростанций,
создавали важные магнитные поля основной частоты, создавая помехи даже для
удаленных телефонных линий.