2020-01-15
395
Тяговые подстанции электрифицированных железных дорог обеспечивают комплексное электроснабжение от тяговых подстанций следующих потребителей электрической энергии:
· Электрическая тяга поездов;
· Нетяговые железнодорожные потребители;
· Потребители собственных нужд тяговой подстанции;
· Нетранспортные районные потребители
Электроснабжение районных нетранспортных потребителей;
На электрифицированных железных дорогах переменного тока при системе тягового электроснабжения 1х25 кВ районные нетранспортные потребители питаются от третьих обмоток тягового трансформатора 10(35) кВ по трёх фазной высоковольтной линии электропередачи. Резервное электроснабжение от резервного тягового трансформатора.
На электрифицированных железных дорогах переменного тока при системе тягового электроснабжения 2х25 кВ от специального трёхфазного трансформатора 110(220) кВ, резервное электроснабжение обеспечивается от однофазных обмоток трёх однофазных тяговых трансформаторов соединённых схемно в треугольник 10(35) кВ и далее по трёх фазным высоковольтным линиям электропередачи.
На электрифицированных железных дорогах постоянного тока 3 кВ от шин 10 кВ понизительного трансформатора 110(220) кВ и далее по трёх фазным высоковольтным линиям электропередачи.
Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей:
1. Основное и резервное электроснабжение:
Выбор схемы электроснабжения производиться на основании технико-экономических расчётов с учётом требуемой надёжности электроснабжения и категорийности электропотребителей
1.1.Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей крупных железнодорожных станций и узлов может выполнятся от подстанций энергосистем или от тяговых подстанций напряжением 10(35) кВ.
1.2. Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей на перегонах и станциях, расположенных на межподстанционной зоне, осуществляется от линий продольного электроснабжения по схемам:
· По специальной ЛЭП 10 (35) кВ или по ЛЭП 10(35) кВ, расположенной на опорах контактной сети, от третьей обмотки тягового трансформатора;
· По системе два провода – рельс 25 кВ (ДПР 25 кВ) для питания трёхфазных потребителей от тяговых шин 27,5 кВ тяговой подстанции;
· По системе один провод – рельс 25 кВ (ПР 25 кВ) для питания однофазных потребителей (автоблокировка) от тяговых шин тяговой подстанции;
· По системе два провода рельс 35 кВ (ДПР 35 кВ) для питания трёхфазных потребителей от третьей обмотки тягового трансформатора (нет реализации таких схем).
Преимущества систем электроснабжения ДПР 25: экономия одного провода, вместо которого используется тяговый рельс. Недостаток при электроснабжении от тяговых шин 27,5 кВ и шин 10(35) кВ третьей районной обмотки тягового трансформатора определяется низким качеством электроэнергии на шинах тягового трансформатора. Низкое качество электроэнергии у потребителей электроэнергии определяется по следующим свойствам:
· Отклонение и размах напряжения;
· Колебание напряжения;
· Несимметрия трёх фазного напряжения;
· Несинусоидальность напряжения.
Качество электроэнергии у потребителей особенно низкое при электроснабжении от тяговых шин подстанции по системе ДПР 25кВ и ПР-25 кВ. При системе электроснабжения ДПР 25 кВ несимметрия трёх фазного напряжения имеет составляющие поперечной (от тяговых шин) и продольной несимметрии (одна фаза тяговый рельс).
Схемы электроснабжения устройств автоблокировки: варианты схем, требования к схеме электроснабжения
Электроснабжение устройств автоблокировки при системе тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ выполняется от тяговых шин 27,5 кВ тяговых подстанций. Варианты электроснабжения:
· Основное питание: тяговые шины 27,5 кВ подстанции, ВЛ СЦБ по системе электроснабжения ПР-25кВ (провод-рельс) и резервное питание от тяговых шин подстанции 27,5кВ по системе электроснабжения ДПР-25кВ (два провода - рельс);
· Основанное питание по цепи: тяговые шины подстанции 27,5 кВ, трансформатор собственных нужд 27,5/0,4кВ, повышающий разделительный трансформатор 0,4 / 10(6) кВ, ВЛ 10(6) кВ продольного электроснабжения и резервное питание от тяговых шин подстанции 27,5кВ по системе электроснабжения ДПР-25кВ (два провода - рельс);
· Основанное питание по цепи: тяговые шины подстанции 27,5 кВ, трансформатор собственных нужд 27,5 / 0,4кВ, повышающий разделительный трансформатор 0,4 / 6(10) кВ и резервное питание от шин подстанции 10 кВ районной обмотки тягового трансформатора по системе электроснабжения ВЛ10 продольного электроснабжения;
Основное электроснабжение устройств автоблокировки во всех случаях происходят от тяговых шин подстанции 27,5 кВ. При системах электроснабжения ПР-25 кВ и ДПР-25кВ устройства автоблокировки питаются непосредственно от тяговых шин 27,5 кВ. Напряжение тяговых шин подстанции характеризуется низким качеством электроэнергии по следующим свойствам:
· отклонение и размах изменения напряжения;
· колебания напряжения;
· несимметрия напряжения;
· несинусоидальность напряжения.
Низкое качество электроэнергии на устройствах СЦБ является одним из основных причин перекрытия сигналов и отказов устройств автоблокировки
Особенно низкое качество электроэнергии на тяговых шинах подстанции при слабых энергосистемах, на горных участках железной дороги. Организация пакетного тяжеловесного движения поездов весом 6300т приводит к значительному ухудшению качества электроэнергии на тяговых шинах подстанции, на электровозе в тяговой сети и на устройствах автоблокировки.
Электромагнитная несовместимость тягового потребителя и автоблокировки на ряде тяговых подстанций лимитирующих по напряжению межподстанционных зон привело к необходимости для питания автоблокировки 0,5 МВА применять отдельный тяговый трансформатор 40 МВА.
Питание тягового потребителя электровоза от одного тягового трансформатор 40 МВА создаёт следующие проблемы:
· не обеспечивается параллельная работа тяговых трансформаторов;
· тяговый трансформатор, питающий тягу поездов, работает в режиме перегрузок по кратности тока и критических температур изоляции обмоток;
· снижается уровень напряжения на электровозе ниже предельно допустимого значения 21 кВ при организации пакетного тяжеловесного движения поездов, появляются межподстанционные зоны лимитирующие пропускную способность участков железной дороги по устройствам электроснабжения.
Третий источник электроснабжения автоблокировки:
Автоблокировка является особым потребителем I категории и поэтому имеет третий источник электроснабжения - дизель-электрический агрегат тяговой подстанции.
Требования к высоковольтной линии СЦБ:
· Несимметрия токов по фазам ВЛ СЦБ не должна превышать 10%. Несимметрия токов характеризуется коэффициентом несимметрии тока по обратной последовательности КI2 = I2 / I1, где I2 – ток обратной последовательности, I1 – ток прямой последовательности;
· Для снижения токов короткого замыкания и исключения электрической связи с другими линиями ВЛ СЦБ питание на тяговой подстанции осуществляется от шин 220/380В собственных нужд подстанции через повышающий трансформатор 380В/10(6) кВ;
· Схемы питания ВЛ СЦБ от ТП должны предусматривать:
1.На электрической железной дороге постоянного тока 3 кВ – одностороннее питание от одной из смежных тяговых подстанций;
2.На электрической железной дороге переменного тока 25 кВ:
· Одностороннее питание на всю межподстанционную зону;
· Встречно-консольное питание от двух смежных тяговых подстанций с пунктом секционирования (ПС) по середине с нормально отключенным выключателем и устройством АВР; 3.На электрической железной дороге переменного тока по системе 2х25 кВ на МПЗ более 50 км предусматриваются дополнительные пункты питания (ПП) от районных электрических сетей, разделяющие межподстанционную зону на два плеча питания ВЛ СЦБ, каждое из которых должно иметь встречно-консольное питание с пунктом секционирования посередине. 4.Фидера ВЛ СЦБ на тяговых подстанциях, постах секционирования (ПС) и дополнительных пунктов питания (ПП) оборудуются устройствами однократного АПВ и АВР.
5. Отклонения напряжения у потребителей СЦБ допускается в пределах +5% до – 10% номинального значения, то есть в сторону уменьшения не более 10% (198В) и в сторону увеличения – не более 5% (231 В).
6. Время перехода с основной системы электроснабжения на резервную не должно превышать 1,3 с.
