ГОСТ Р 70351-2022

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА СГЛАЖИВАЮЩИЕ

Методика выбора основных параметров

Smoothing devices of railway traction substations of direct current. Method for selecting the main parameters

ОКС 29.180

Дата введения 2023-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (АО "ВНИИЖТ"), Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ))

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 045 "Железнодорожный транспорт"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 сентября 2022 г. N 915-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методику выбора основных параметров сглаживающих устройств железнодорожных тяговых подстанций постоянного тока.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2213-79 Предохранители переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие технические условия

ГОСТ 29322 (IEC 60038:2009) Напряжения стандартные

ГОСТ 30804.4.30-2013 (IEC 61000-4-30:2008) Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии

ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ 32676-2014 Реакторы для тяговых подстанций железной дороги сглаживающие. Общие технические условия

ГОСТ 32895 Электрификация и электроснабжение железных дорог. Термины и определения

ГОСТ 33436.1-2015 (IEC 62236-1:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Системы и оборудование железнодорожного транспорта. Часть 1. Общие положения

ГОСТ 33436.3-1-2015 (IEC 62236-3-1:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Системы и оборудование железнодорожного транспорта. Часть 3-1. Железнодорожный подвижной состав. Требования и методы испытаний

ГОСТ 34062-2017 Тяговые подстанции, трансформаторные подстанции и линейные устройства тягового электроснабжения железной дороги. Требования безопасности и методы контроля

ГОСТ 34530 Транспорт железнодорожный. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ Р 54130 Качество электрической энергии. Термины и определения

ГОСТ Р 58365-2019 Выключатели постоянного тока на напряжение свыше 1000 В для тяговых подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения железной дороги. Общие технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 32895, ГОСТ 34530, ГОСТ Р 54130, ГОСТ 33436.1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 последовательная часть сглаживающего устройства*: Часть сглаживающего устройства, включенная между выводами статического преобразователя и точками подключения параллельной части сглаживающего устройства.

_________________

* Принадлежность элементов к последовательной и параллельной частям сглаживающих устройств показана на схемах на рисунках 3-6.

3.2 параллельная часть сглаживающего устройства*: Часть сглаживающего устройства, включенная между плюсовой шиной распределительного устройства и отсасывающей линией.

_________________

* Принадлежность элементов к последовательной и параллельной частям сглаживающих устройств показана на схемах на рисунках 3-6.

3.3 однозвенное сглаживающее устройство: Сглаживающее устройство, содержащее последовательную и параллельную части.

3.4 двухзвенное сглаживающее устройство: Сглаживающее устройство, состоящее из двух последовательно включенных однозвенных сглаживающих устройств.

3.5 апериодическая параллельная часть сглаживающего устройства: Параллельная часть сглаживающего устройства, образованная емкостным контуром.

3.6 резонансный контур сглаживающего устройства: Часть фильтрустройства сглаживающего устройства, представляющая собой контур из последовательно соединенных емкости и индуктивности, настроенный в резонанс напряжения на заданную частоту гармонической составляющей выпрямленного напряжения.

3.7 фильтр-пробка сглаживающего устройства: Часть сглаживающего устройства, настроенная в резонанс тока на заданную частоту выпрямленного напряжения, представляющая собой контур с последовательно соединенными емкостью и индуктивностью, параллельно которому включен реактор.

3.8 показатели эффективности сглаживающего устройства: Показатели, характеризующие эффективность сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения сглаживающим устройством.

3.9 коэффициент сглаживания -й гармоники выпрямленного напряжения : Показатель, характеризующий отношение действующего значения гармоник выпрямленного напряжения на входе сглаживающего устройства по сравнению с их действующим значением на выходе.

3.10 частотная характеристика сглаживающего устройства: Зависимость коэффициента сглаживания -й гармоники выпрямленного напряжения от частоты.

3.11 псофометрическое напряжение на входе [выходе] сглаживающего устройства: Эквивалентное напряжение на входе (выходе) сглаживающего устройства частотой 800 Гц, создающее в находящемся в зоне влияния сооружении проводной электросвязи такую же э.д.с. шума, как напряжение на входе (выходе) сглаживающего устройства.

3.12 коэффициент акустического воздействия -й гармоники: Показатель, характеризующий отношение амплитуды акустического воздействия, создаваемого -й гармоникой к акустическому воздействию гармоники частотой 800 Гц.

3.13 основные параметры сглаживающего устройства: Параметры, включающие в себя индуктивность и номинальное сопротивление постоянному току реактора, емкость и количество конденсаторов апериодической части сглаживающего устройства, емкость, число конденсаторов и индуктивность -го резонансного контура, номинальные ток и напряжение предохранителя.

     4 Требования, предъявляемые к сглаживающим устройствам

4.1 Для обеспечения эффективности работы сглаживающих устройств активное сопротивление резонансных контуров фильтрустройства вместе с соединительными проводами (от плюсовой до минусовой шины) не должно превышать значений, указанных в таблице 1, а активное сопротивление апериодической параллельной части вместе с соединительными проводами (от плюсовой до минусовой шины) должно быть не более 0,2 Ом.

Таблица 1 - Допустимые значения активного сопротивления резонансных контуров

Подключение реактора сглаживающего устройства допускается с применением экранированного кабеля. При этом экран кабеля должен быть заземлен только с одной стороны. Для подключения остальных элементов сглаживающего устройства не допускается применение экранированных кабелей, кабелей с броней или в свинцовой оболочке, а также прокладка кабелей в стальных трубах.

4.2 Для обеспечения точной настройки фильтрустройства конструкцией катушек индуктивности резонансных контуров должно быть предусмотрено плавное или ступенчатое регулирование индуктивности.

4.3 Допускается выполнять катушки индуктивности фильтрустройства алюминиевыми проводами. Выводы проводов таких катушек должны быть приварены к переходным пластинам "медь-алюминий", причем медная поверхность должна иметь гальваническое покрытие.

4.4 Соединение катушек индуктивности между собой, с конденсаторами и шинами сглаживающего устройства необходимо выполнять медным гибким проводом с площадью сечения не менее 25 мм и наконечником, имеющим гальваническое покрытие в местах соединений.

4.5 Не допускается наличие короткозамкнутых контуров (металлического каркаса и т.д.) на расстоянии менее допустимого по ГОСТ 32676-2014 (пункт 10.4) от реактора сглаживающего устройства.

4.6 При расчете основных параметров сглаживающих устройств по выражениям (7), (9)-(12), (16), (19)-(21), (32), (33), (45), (46), (59)-(61), (84), (86), (88), (90) необходимо принимать индуктивность реактора последовательной части "минус 10%" от номинального значения индуктивности по ГОСТ 32676.

4.7 Для обеспечения электромагнитной совместимости сглаживающие устройства должны обеспечивать:

- выполнение требований по ГОСТ 34062-2017 (пункт 4.6.2);

- действующее значение псофометрического напряжения на выходе сглаживающего устройства тяговой подстанции при воздушных и кабельных линиях связи, линиях железнодорожной электросвязи, расположенных вдоль магистрали железной дороги, на прилегающих межподстанционных зонах, должно быть не более 4 В (5 В - при интегральной вероятности 0,95);

- действующее значение псофометрического напряжения на выходе сглаживающего устройства тяговой подстанции при кабельных линиях связи, линиях железнодорожной электросвязи на прилегающих межподстанционных зонах должно быть не более 20 В (30 В - при интегральной вероятности 0,95);

- действующее значение гармоники частотой 100 Гц на выходе сглаживающего устройства тяговой подстанции при использовании на примыкающей межподстанционной зоне рельсовых цепей частотой 50 Гц должно быть не более 100 В;

- действующее значение каждой из гармоник на частотах 400, 500, 600, 700, 800 и 900 Гц на выходе сглаживающего устройства тяговой подстанции при использовании на примыкающей межподстанционной зоне рельсовых цепей диапазона от 420 до 925 Гц должно быть не более 2,3 В.

4.8 Для защиты элементов параллельной части от воздействия сверхтоков в схеме главных электрических соединений сглаживающего устройства должен быть установлен предохранитель с устройством контроля целостности.

     5 Показатели эффективности и схемы сглаживающих устройств

5.1.1 Схемы замещения цепи постоянного тока для токов высших гармоник при использовании однозвенного и двухзвенного сглаживающих устройств представлены на рисунках 1 и 2.

- действующее значение э.д.с. -й гармоники выпрямленного напряжения; - действующее значение -й гармоники выпрямленного напряжения на входе сглаживающего устройства; - действующее значение -й гармоники выпрямленного напряжения на выходе сглаживающего устройства; , - сопротивление последовательной и параллельной частей однозвенного сглаживающего устройства на частоте -й гармоники выпрямленного напряжения; - результирующее индуктивное сопротивление цепи коммутации статического выпрямительного преобразователя; - сопротивление цепи нагрузки, включающее в себя сопротивления электрической схемы электровоза и системы тягового железнодорожного электроснабжения постоянного тока