Схемы секционирования тяговых сетей

Тяговая сеть (контактные подвески и ходовые рельсы, исполь­зуемые электропоездами и электровозами в качестве обратного провода) является единственным звеном системы электроснабже­ния, не имеющим резерва. Именно поэтому к схемам ее питания предъявляются повышенные требования. Условные обозначения элементов, которые используются в схемах питания и секциониро­вания тяговых сетей, следующие:

_______ электрифицированный путь;

_ _ _ _ _ неэлектрифицированный путь;

изолирующее сопряжение (воздушный промежуток);

нейтральная вставка;

секционный изолятор;

секционный разъединитель с электродвигательным (моторным) приводом нормально включенный;

секционный разъединитель с ручным приводом нор­мально отключенный;

секционный разъединитель с ручным приводом нормально включенный;

секционный разъединитель с электродвигательным (моторным) приводом нормально отключенный;

пост параллельного соединения контактной сети путей;

изолирующий стык;

путевой дроссель-трансформатор;

стык рельсовых нитей с электрическим соединителем.

При выборе схемы питания и секционирования тяговой сети учи­тывают многие факторы: распределение нагрузки между подстан­циями и между отдельными участками тяговой сети, значения ми­нимальных токов короткого замыкания, потери напряжения в тяговой сети и т. д. Для лучшего представления о принципах про­ектирования и эксплуатации контактной сети рассмотрим, каким образом режимы питания контактной сети от подстанций и схемы секционирования воздействуют на надежность се работы. Основная цель секционирования контактной сети — возможность отключения наименьшего участка (секции) контактной сети при выполнении ремонтно-ревизионных работ или повреждениях Секционирование осуществляется с помощью изолирующего сопряжения (воздушного промежутка) или центральной вставки.

Рассмотрим схемы питании контактной сети при раздельной и параллельной работе тяговых подстанций (рис. 2.12. а и б). При раздельной работе контактную сеть примерно посередине между смежными подстанциями изолируют с помощью изолирующих со­пряжений пли нейтральных вставок, и питание электроподвижного состава в зависимости от его положения в контактной сети осуществляется только от одной подстанции (см. рис. 2.12, а). Уча­сток тяговой подстанции до изолирующего узла, питание: которого осуществляется от этой подстанции, называется фидерной зоной, а обе фидерные зоны, примыкающие к данной подстанции,

Рис. 2.12. Схемы одностороннего (а) и двухстороннего (б) питания контактной сети: 1 – подстанция; 2 – питающая линия (фидер); 3 – обратная линия (фидер); 4 – контактная сеть; 5 – рельсы; 6 – изолирующее сопряжение (воздушный промежуток); ФЗ – фидерная зона; ПЗ – подстанционная зона; МЗ – межподстанционная зона

составляют подстанционную зону. Достоинствами такой схемы питания контактной сети являются лучшие условия защиты кон­тактной сет» и отсутствие уравнительных токов в ней. Главный недостаток — худшее использование меди контактных подвесок, так как каждая нагрузка получает питание только от одной подстанции. Этот недостаток наиболее ощутим на однопутных доро­гах ввиду большей неравномерности движения поездов и прояв­ляется в повышенных потерях энергии и напряжения в трансформаторных тяговых подстанции и в контактной сети. В СССР такую схему применяют только на консольных участках электрифицированных линий и в узлах раздела питания энергосистем.

При двустороннем питании каждая фидерная зона охватывает весь участок контактной сети между смежными подстанциями и она является общей для этих подстанций (см. рис. 2.12, б). Дистанционная зона охватывает обе фидерные зоны, примыкающие к данной под­станции. При такой схеме любая тяговая нагрузка получает питание от двух подстанции. Это в определенной степени повышает надеж­ность работы контактной сети, ведет к лучшему использованию меди подвесок, снижению потерь энергии и напряжения в тяговой сети и на подстанциях, снижению мешающих влияний на линии связи.

Следует отметить, что параллельная работа подстанций по тяговой сети вызывает появление уравнительных токов в ней и допол­нительных потерь энергии и напряжения, связанных с их появле­нием. Особенно значительными уравнительные; токи становятся при автономном регулировании напряжения на тяговых трансформа­торах подстанций с помощью устройств регулирования под нагрузкой (РПН) и наличии (на дорогах переменного тока) в тяговой сети установок продольной компенсации. Целесообразность парал­лельной или раздельной работы подстанций определяют на осно­вании технико-экономических расчетов.

Тяговые подстанции, располагающиеся обычно на станциях, присоединяют к контактной сети станций и перегонов на двух- и многопутных линиях с помощью специальных питающих фидеров и системы продольных и поперечных секционных разъединителей и изоляторов, а также нейтральных вставок, обеспечивающих на­дежное электроснабжение электроподвижного состава. Питание контактной сети перегонов и станции осуществляется отдельными фидерами. Станционный питающий фидер обычно питает через раз­вилку из линейных разъединителей контактные подвески станций, разбиваемые на секции, и является резервом для питания контактной сети перегонов при выходе из строя питающих перегоны фи­деров.

На подстанциях постоянного тока (рис. 2.13, а) каждый питающий фидер оснащается быстродействующими выключателями и разъеди­нителями, на подстанциях переменного тока — масляными выклю­чателями и разъединителей. Питающие фидеры могут выполняться в виде кабельных или воздушных линий. Наличие продольных и по­перечных разъединителей позволяет обеспечить взаимозаменяе­мость фидеров в вынужденных и аварийных режимах.

Рис. 2.13. Схемы питания и секционирования контактной сети станции и перегонов двухпутной линии постоянного (а) и переменного (б) тока: 1 – изолирующее сопряжение (воздушный промежуток); 2 – секционный изолятор; 3 – нейтральная вставка; 4 – тяговая подстанция; А, Б, В, Г – продольные секционные разъединители; Ф – фидерный разъединитель; П – поперечный разъединитель

На дорогах переменного тока питание контактной сети фидерных зон (от горловин станции в сторону перегонов) осу­ществляют от разных фаз тяговой подстанции. Питание контактной сети станционных путей осуществляется от фазы, которая питает одну из фидерных зон [2.4] Для исключения междуфазных ко­ротких замыкании при проходе токоприемниками мест раздела пи­тания второй фидерной зоны и контактной сети станции, получаю­щих питание от разных фаз, секционирование осуществляется с помощью центральной вставки. Эти вставки обычно располага­ются между входным сигналом станции и первой стрелкой станции. Если профиль пути не позволяет выполнить нейтральную вставку па станции, то ее разметают на перегоне. В тех случаях, когда тяговая подстанция располагается па перегоне, возле нее фидерные зоны каждого из путей отделяют с. помощью нейтральных вставок.

Если контактная сеть фидерных зон на всем своем протяжении не имеет поперечных соединении, то такая схема называется схемой раздельного питания путей. Обычно посередине фидерных зон кон­тактную сеть всех путей электрически объединяют постом секцио­нирования (ПС), на котором контактная сеть каждою пути секцио­нируется с помощью изолирующих сопряжений или нейтральных вставок. Такая схема называется узловой схемой питания путей. Посты секционирования оснащают выключателями (по одному на каждую секцию фидерной зоны), что позволяет при коротких замыканиях в контактной сети отключать не всю фидерную зону, а толь­ко поврежденный участок ее между подстанцией и постом секцио­нирования.

Если контактные сети фидерных зон путей соединяют между собой не в одной (на постах секционирования), а в нескольких точ­ках с помощью пункте и параллельного соединения (ППС) контакт­ной сети, то схема называется схемой параллельного соединения путей Такая схема приводит к лучшему использованию сечения контактных подвесок, снижению потерь напряжения и энергии в них, лучшим условиям рекуперации энергии. Схема предусматри­вает электрическое отделение контактной сети путей с помощью ППС при коротких замыканиях и отключение поврежденной секции так же, как это делается при узловой схеме питания контактной сети.

При стыковании участков железных дорог с различными систе­мами тяги особенно сложной становится проблема секционирования контактной сети. Существуют несколько способов стыкования таких участков, предусматривающих переключение питания секции или применение электроподвижного состава двойного питания.

Контрольные вопросы

1. Укажите условные обозначения элементов, которые используются в схемах питания и секциониро­вания тяговых сетей.

2. Схемы секционирования контактной сети переменного тока.

3. Что такая узловая и параллельная схема?

4. Приведите структурную схему тяговой подстанции переменного тока 25 кВ.

5. От чего зависит надежность работы контактной сети?

6. Приведите основные схемы питания контактных подвесок путей.

7. Какие факторы учи­тывают выборе схемы питания и секционирования тяговой сети?

8. В чем разница между схемой узловой и параллельной?

9. Как определяется схемы секционирования контактной сети?

10. Принципы и основные схемы питания и секционирования контактной сети на участках переменного тока.

Литература

1.Электроснабжение электрифицированных железных дорог. Марквард К.Г. М.Транспорт.1986 г.

2. Электроснабжение электрифицированных дорог. Мамошин Р.Р., Зимакова А.Н. М.Транспорт.1989 г.

3. Автоматизированные системы управления устройствами электроснабжения железных дорог. Почаевец В.С. М.Маршрут, 2006 г.

4. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электроснабжение электрифицированных дорог». Жармагамбетова М.С. Алматы, 2012.

5. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Электроснабжение электрифицированных дорог». Жармагамбетова М.С. Алматы, 2013.

Дата добавления: 2015-05-26