Схемы питания тяговой сети

Модуль 1. Системы электроснабжения электрифицированных дорог

Лекция №3, 4. Схемы питания тяговой сети (2 часа)

План лекции:

2. Схемы секционирования тяговых сетей.

Тяговые подстанции. Тяговые подстанции служат для приема и преобразования энергии электроэнергетических систем в электроэнергию с необходимыми параметрами для функционирования электрической железной дороги.

В силу выполнения принципа комплексности электрификации, заложенного еще планом ГОЭЛРО, тяговые подстанции помимо основной решают сопутствующую задачу – снабжение электрической энергией прилегающих к ним сельских и промышленных потребителей. Поскольку потребители электроэнергии и, прежде всего, электрическая железная дорога являются ответственными потребителями, то предъявляются повышенные требования к надежности работы тяговых подстанций. Это достигается резервированием наиболее ответственных аппаратов.

Тяговые подстанции для систем тяги постоянного тока 3 кВ выполняются, как правило, с двухступенчатой трансформацией понижая напряжения внешней ЛЭП со 110 (35 или 220) кВ до 10 кВ на первой ступени и с 10 до 3.02 (1.05) кВ (в зависимости от схемы выпрямления) на второй ступени. При этом промежуточное напряжение 10 кВ используется для питания, как собственных нужд подстанции, так и для питания районов, прилегающих непосредственно к тяговым подстанциям. Подстанции постоянного тока располагают на расстоянии 10-15 км друг от друга. Меньшее значение соответствует большей грузонапряженности электрической железной дороги. Тяговые подстанции переменного тока выполняют с однократной трансформацией. В общем случае тяговые подстанции выполняются по различным схемам. Наиболее распространенными являются подстанции, структура которых приведена на рис. 2.1, 2.2.

Рис. 2.1. Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 25 кВ

а)

б)

Рис. 2.2. Возможные структурные схемы тяговых подстанций постоянного тока РУ -110, РУ – 35, РУ – 27,5, РУ – 10, РУ -6, РУ- 3,3 - распределительные устройства 110, 35, 27,5 10, 6, 3.3 кВ (РУ - 3,3 - постоянного тока); СТ- силовой трансформатор; ПТ – понизительный трансформатор; ТСН – трансформатор собственных нужд; ПА- полупроводниковый агрегат; ТС – тяговая сеть

Тяговые подстанции, питая тяговую сеть, образуют так называемые межподстанционные и подстанционный зоны. Схемы таких образований приведены на рис. 2.3., 2.4.

Рис. 2.3. Схема питания тяговых подстанций от двухцепных линий электропередач

Рис. 2.4. Схема питания тяговых подстанций от одноцепных ЛЭП

На рис. 2.3., 2.4: 1- нейтральная вставка; 2-продольная двухцепная линия электропередач; 3-электроподвижной состав; 4- цепь обратного тока (рельсы); 5- опорная тяговая подстанция; 6-промежуточная тяговая подстанция

Рис. 2.5. Основные элементы системы тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ: 1- тяговая подстанция; 2- питающая линия контактной сети (фидер контактной сети); 3- рельсовый фидер (отсос); 4- контактная подвеска; 5- рельсы; 6- нейтральная вставка; ПЗ- подстанционная зона- зона питания одной подстанции; МЗ- межподстанционная зона - подвеска между двумя смежными подстанциями; ЭПС – электроподвижной состав

На рис. 2.5. приведены основные элементы системы тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ. Экономически целесообразным оказывается расстояние между тяговыми подстанциями переменного тока (межподстанционная зона) равное порядка 40…50 км.

Контактная сеть. Контактной сетью называется специальная линия электропередачи, служащая для подвода электрической энергии к электроподвижному составу. Специфической ее особенностью является то, что она должна обеспечивать токосъем движущимся электровозам. Второй специфической особенностью контактной сети является то, что она, не может иметь резерва. Это обуславливает повышенные требования к надежности ее работы.

а)

б)

в)

Рис. 2.6. Основные схемы питания контактных подвесок путей а) – раздельная; б) – узловая; в) – параллельная. ППС- пункты параллельного соединения контактных подвесок различных путей; ПС – пост секционирования; ТП – тяговая подстанция

Раздельная двусторонняя схема – схема питания контактных подвесок, при которой энергия в контактную сеть поступает с двух сторон, (смежные тяговые подстанции работают параллельно на тяговую сеть), однако между собой контактные подвески электрически не соединяются в границах межподстанционной зоны. Область применения такой схемы – питание участков электрической железной дороги с непротяженными межподстанционными зонами и сравнительно равномерным электропотреблением по направлениям.

Узловая схема – схема, отличающаяся от предыдущей наличием электрической связи между подвесками путей. Такая связь осуществляется при помощи так называемых постов секционирования контактной сети. Техническое оснащение постов секционирования контактной сети позволяет в случае необходимости устранять не только поперечную связь между подвесками путей, но и продольную, разбивая контактную сеть в границах межподстанционной зоны на отдельные электрически не связанные между собой секции. Это существенно повышает надежность работы системы тягового электроснабжения. С другой стороны наличие узла в нормальных режимах позволяет более эффективно использовать контактные сети путей для передачи электрической энергии к электроподвижному составу, что дает существенную экономию энергии при неравномерном электропотреблении по направлениям. Следовательно, область применения такой подвески – участки электрической железной дороги с протяженными межподстанционными зонами и значительной неравномерностью электропотребления по направлениям.

Параллельная схема – схема, отличающаяся от узловой схемы большим числом электрических узлов между контактными подвесками путей. Применяется при еще большей неравномерности потребления электроэнергии по путям. Такая схема особенно эффективна при вождении тяжелых поездов.

Дата добавления: 2015-05-26