ГОСТ 34673.1-2020. Межгосударственный стандарт. Тяговый подвижной состав железнодорожный. Часть 1. Методы контроля электротехнических параметров

7.12 Величина входного реактивного сопротивления электроподвижного состава

7.12.1 Варианты принципиальных схем электрических цепей ЭПС постоянного тока с высоковольтными индуктивно-емкостными фильтрами приведены в приложении А.

7.12.2 Для определения реактивного сопротивления ЭПС на тяговой подстанции следует принять специальные меры для возникновения на выходных шинах постоянного тока тяговой подстанции составляющей напряжения с неканонической гармоникой частоты 50 Гц.

7.12.3 Специальная мера может быть выбрана, в зависимости от местных условий, из числа следующих:

- выведение из работы плеча вентилей в выпрямителе тяговой подстанции или инверторном агрегате, т.е. опрокидывание инвертора;

- несимметрия отдельных фаз (плеч) выпрямительных преобразователей тяговой подстанции, т.е. создание разницы в падениях напряжения полупроводниковых приборов катодной и анодной групп и т.д.;

- низкое качество (несимметрия и несинусоидальность) питающего напряжения на входе тяговых подстанций;

- несимметрия управления тиристорами инверторно-выпрямительных агрегатов;

- обрыв фазы вентильной обмотки преобразовательного трансформатора;

- замыкание одной из вентильных обмоток преобразовательного трансформатора на землю.

Также может быть использован фильтр тяговой подстанции, который способен усиливать гармоники частоты 50 Гц в токе, протекающем в рельсовых цепях и сглаживающем фильтре.

7.12.4 Если на ЭПС установлен двухзвенный фильтр в соответствии с рисунком А.1 (приложение А), то испытания рекомендуется проводить в процессе поездок ЭПС по межподстанционной зоне, на которой не должно быть сторонних нагрузок. Таким образом, эту межподстанционную зону следует питать постоянным напряжением с дополнительной составляющей напряжения частотой 50 Гц, амплитуду которого необходимо измерять посредством ИВК и датчика напряжения с гальванической развязкой.

7.12.5 На ЭПС с помощью ИВК или других средств, в режиме движения, в том числе на выбеге, необходимо измерять напряжение гармоники входного тока с частотой 50 Гц.

Входное сопротивление ЭПС следует определить путем деления амплитуды (или действующего значения) напряжения на токоприемнике ЭПС на амплитуду (или действующее значение) входного тока ЭПС гармоник с частотой 50 Гц.

Определение характера входного реактивного сопротивления ЭПС следует проводить на основе разности фаз гармоник тока и напряжения с частотой 50 Гц.

7.12.6 Для определения характера реактивного сопротивления входного фильтра ЭПС на частоте 50 Гц допускается провести стендовое испытание одного из фильтров, установленных на ЭПС. На стоянке при опущенных токоприемниках и выключенном быстродействующем выключателе к входному фильтру следует подвести синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц и амплитудой порядка 50 В в соответствии с рисунком 7.2.

 

 

U_п - переменное напряжение питания; ДН - датчик напряжения;

ДТ - датчик тока

 

Рисунок 7.2 - Электрическая схема для определения характера

реактивного сопротивления входного двухзвенного фильтра

при питании синусоидальным напряжением

 

Посредством ИВК необходимо регистрировать формы напряжения и тока; при этом отставание по фазе тока от напряжения подтверждает индуктивный характер сопротивления фильтра.

7.12.7 Допускается более простой метод измерения сопротивления фильтра на частоте 50 Гц, пригодный как для двухзвенных входных фильтров [см. рисунок А.1 (приложение А)], так и для однозвенных входных фильтров в соответствии с рисунком А.2 (приложение А).

7.12.7.1 Реактивное сопротивление фильтра в этом случае следует определять на стоянке при опущенных токоприемниках и выключенном быстродействующем выключателе. К одному из фильтров ЭПС, все нагрузки на выходе которого должны быть отключены путем выключения силовых полупроводниковых приборов: тиристоров или транзисторов - необходимо подключить питание от вспомогательного источника переменного напряжения частотой f = 50 Гц и величиной, выбранной из условия, чтобы измеряемые напряжения на элементах электрической цепи были менее 1000 В.

7.12.7.2 Реактивное сопротивление следует определять прямым измерением напряжений и токов в последовательной электрической цепи L и C в соответствии с рисунком 7.3 по формуле (7.72).

 

 

U_П - регулируемый источник переменного напряжения

с амплитудой U_m и угловой частотой ; I - амперметр

переменного тока с амплитудой I_m и угловой частотой ;

U₁ - вольтметр переменного напряжения на индуктивной

части фильтра; U₂ - вольтметр переменного напряжения

на емкостной части фильтра

 

Рисунок 7.3 - Схема измерений

 

, (7.72)

 

где - круговая частота переменного тока ;

L - индуктивность индуктивной части фильтра, Гн (см. приложение А);

C - емкость емкостной части фильтра, Ф (см. приложение А);

- угол отставания тока от напряжения.

7.12.7.3 В величине емкости C должны быть учтены не только емкость собственно фильтра, но и защитные емкости полупроводниковых приборов, конструктивно входящие в состав преобразователей (см. приложение А), поэтому при проведении измерений полупроводниковые приборы преобразователя и подключенные к ним снабберные конденсаторы не должны быть отключены от конденсатора фильтра.

7.12.7.4 Для измерения допускается использовать СИ класса точности не хуже 1,0. Также допускается использовать ИВК и датчики токов и напряжений, установленные на ЭПС для производства других измерений и испытаний.

7.12.7.5 Индуктивный характер цепь имеет, когда

 

, (7.73)

 

иными словами, падение напряжения U₁, В, на индуктивной части фильтра должно быть больше падения напряжения U₂, В, на его емкостной части. Индуктивное сопротивление полной цепи одного фильтра X₁, Ом, на ЭПС вычисляют по формуле

 

, (7.74)

 

где U_п - питающее напряжение частотой f = 50 Гц, В;

I - ток в цепи, А.

7.12.7.6 При использовании ИВК допускается определять индуктивный характер цепи по наличию положительного фазового сдвига тока относительно напряжения.

Индуктивное сопротивление ЭПС X, Ом, с n установленными на нем высоковольтными индуктивно-емкостными фильтрами вычисляют по формуле

 

. (7.75)

 

7.12.8 Рекомендуется дополнительно вычислить частоту f₀, Гц, при которой характер реактивного сопротивления цепи однозвенного фильтра меняется с емкостного на индуктивный. Резонансную частоту следует вычислить по двум напряжениям

 

. (7.76)