Понятие об электроэнергетической системе

ЭЖД получают электроэнергию от электроэнергетических систем (энергосистем).

Электроэнергетическая система – это совокупность взаимосвязанных элементов, предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электроэнергии.

К элементам электроэнергетической системы относятся: генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую; трансформаторы, преобразующие величины напряжений и токов; линии электропередачи (ЛЭП), предназначенные для транспортировки электроэнергии на расстояние; вспомогательное оборудование, изменяющее свойства системы; устройства управления и регулирования.

Электроэнергия от генераторов электростанций через подстанции, ЛЭП различного напряжения и тяговые подстанции преобразуется по роду тока и напряжения и через тяговую сеть передаётся ЭПС. Вся совокупность устройств от генераторов электростанций до первичных шин составляет первичную (внешнюю) часть системы электроснабжения ЭЖД. От этой системы питаются электроэнергией тяговые потребители – электровозы, электропоезда; нетяговые железнодорожные потребители; районные нетранспортные потребители (промышленные и сельскохозяйственные потребители). Электрификация ЖД решает не только транспортную проблему, но и решает проблему электрификации страны.

На рис. 2.1. приведена схема системы внешнего электроснабжения ЭЖД.

Схемы внешнего электроснабжения для питания тяговых подстанций и требования к ним для питания тяги поездов

Схема внешнего электроснабжения электрических железных дорог должна обеспечивать электроснабжение тяговых подстанций от энергосистемы на условиях электропотребителя первой категории:

· выход из работы у подстанции секции шин или питающей линии энергосистемы не должны приводить к отключению тяговой подстанции;

· тяговые подстанции должны иметь двустороннее питание от двух подстанций энергосистем или по двум радиальным линиям от разных систем шин одной подстанции энергосистемы, имеющей не менее двух источников питания;

· при двух цепной тупиковой воздушной ЛЭП допускается питание не более одной тяговой подстанции.

При двустороннем питании тяговой подстанции по одноцепной ЛЭП число промежуточных тяговых подстанций (в том числе подстанций не питающих тягу), включаемых в рассечку ЛЭП между опорными тяговыми подстанциями не должно быть более трёх (рис. 2.2). Присоединение тяговых подстанций к одноцепной ЛЭП на ответвлениях не допускается.

Опорная Опорная

Транзитная Транзитная Транзитная

Рис.2.2 Схема питания тяговых подстанций по одноцепнным ЛЭП

От двух цепной ЛЭП на общих опорах с двусторонним питанием между

двумя опорными подстанциями устанавливают следующее число промежуточных подстанций, в том числе не питающие тягу, по схемам рис. 2.3:

· для ЛЭП 220 кВ - не более пяти при электротяге на постоянном и переменном токе;

· для ЛЭП 110 кВ - не более пяти при электротяги на постоянном токе и не более трёх - на переменном токе.

От двух одноцепных ЛЭП с двусторонним питанием на участке между опорными подстанциями рекомендуется обеспечивать питание следующего числа промежуточных подстанций, в том числе не питающие тягу по схеме рис. 2.4:

· для ЛЭП 220 кВ - не более пяти при электрической тяге на постоянном и переменном токе;

· для ЛЭП 110 кВ - не более пяти при электрической тяге на постоянном токе и не более трёх на переменном токе. На слабо загруженных участках железной дороги допускается обеспечение надёжности питания тяговой подстанции как электропотребителя второй категории:

· одностороннее питание тяговых подстанций;

· питание тяговой подстанции от одной секционированной ЛЭП при условии подключения смежных подстанций к разным секциям ЛЭП;

· подключение тяговой подстанции к питающей ЛЭП отпайкой с помощью одного ввода с выключателем.

Тип и число промежуточных тяговых подстанций между опорными, подключение дополнительных тяговых подстанций согласовывается с энергоснабжающей организацией. Воздушные ЛЭП в особо гололедных и лавиноопасных районах независимо от схем питания тяговой подстанции должны выполняться на одноцепных опорах.

Для симметрирования токов в системе внешнего электроснабжения присоединение всех тяговых подстанций электрической тяги переменного тока к ЛЭП присоединяют с циклическим подключением фаз тяговых трансформаторов подстанций к фазам ЛЭП. Разработано три типа подключения фаз тягового трансформатора подстанции к фазам ЛЭП.