Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги»




НазваниеУчебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги»
страница2/14
Дата конвертации13.01.2013
Размер1.75 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Страны


Протяженность железных дорог, тыс. км.

Длина электриф. линий, %

Объем перевозок электриф. железных дорог, %

Система тяги

Переменный ток

Постоянный ток

Др. системы

общая

электрифициро ванных

25 кВ, 50 Гц

15 кВ, 16 2/3 Гц

ЗкВ

1,5кВ

Страны Европы (без стран СНГ)

232,90

109,50

47

62,5

26,05

34,73

37,59

8,30

2,80

Россия

86,15

42,90

50,4

84

24,10

0,00

18,80

0,00

0,00

Страны СНГ (без России)

54,24

17,85

33

67,4

9,48

0,00

8,38

0,00

0,00

Страны Северной Америки

266,88

0,92

0,35




0,25

0,00

0,42

0,00

0,25

Страны Южной Америки

46,41

2,99

6,4

15,1

1,50

0,00

1,23

0,00

0,26

Страны Азии

195,21

47,11

24,1

53,1

32,14

0,00

4,27

10,21

0,50

Страны Африки

59,43

19,14

32,2

46,6

4,83

0,00

13,30

0,05

0,96

Австралия, Н.Зел

13,41

2,39

33,0

68,8

2,28

0,00

0,00

0,11

0,00

Всего в мире

954,60

242,80

25

50

100,62

34,73

83,98

18,67

4,77





Рис. В.1 Диаграмма протяженности железных дорог в процентах по регионам


На рис. В.1 Вы видите процентное отношение протяженности железных дорог по континентам:

- Россия имеет 9% и занимает 2 место по длине ж.д., после США

- страны Северной Америки 29% (из них на США приходится более 24%)




Рис. В.2 Диаграмма соотношения электрифицированных дорог в мире

На диаграмме (рис.В.2) представлено процентное отношение электрифицированных линий по регионам. Мы видим, - в России 18% всех электрифицированных линий мира. Когда как:

- в странах Северной Америки менее 1%;

- в странах Европы(без стран СНГ) 46%;

- в странах Азии 19%;

- в СНГ (без России) 7%





Рис. В.3 Диаграмма соотношения длины электрифицированных к общей длине железных дорог

Посмотрите на гистограмму (рис. В.3) соотношения длины электрифицированных линий к общей длине железных дорог по государствам, имеющим самые протяженные сети железных дорог. Мы видим, что по абсолютной длине электрифицированных линий Россия на первом месте, на втором Германия на третьем ЮАР.

Рассмотрим, подробней ситуацию на железных дорогах России(табл. В.1).

Протяженность железных дорог России 86,15 тыс км. Из них электрифицировано 42,9 тыс км, а это 50,4 %. Мы видим объем перевозок на электрической тяге составляет 84 %. А значит- грузонапряженность электрических дорог в России 4,7 раз больше тепловозной тяги.

На переменном токе в России электрифицировано 56% и 44% на постоянном.

Рассмотрим преимущества электрической тяги на примере нашей страны.

При электрической тяге скорость движения, нормы массы поездов, производительность локомотивов выше, чем при тепловозной тяге. Это мы видим из таблицы(табл. В.2 и табл.В.3)

Наибольший технико-экономический эффект от электрической тяги достигается на участках с горным профилем и участках с высокой грузонапряженностью.

Только электрическая тяга может обеспечить рост перевозок в пригородном сообщении крупных городов. Удельный вес пригородного сообщения в стране на электрической тяге в настоящее время превышает 90%.

Себестоимость перевозок на электрической тяге значительно ниже, особенно в пассажирском и пригородном движении.

Опыт эксплуатации показал, что электрифицированные линии работают более надежно и стабильно, чем линии с тепловозной тягой. Суммарное количество неполадок электровозов и повреждений устройств электроснабжения в 2-2,5 раза меньше числа неполадок тепловозов. Трудоемкость ремонта тепловозов в 2,5-3 раза выше, а стоимость запасных частей для дизельных локомотивов почти в 9 раз превышает стоимость аналогичных деталей ЭПС.

Таблица В.2




Таблица В.3



Кроме того, электрификация железных дорог способствует ускорению технического прогресса во всем народном хозяйстве, непосредственно влияет на развитие новых районов, прилегающих к железным дорогам. Тяговые подстанции обеспечивают электроэнергией одновременно транспортных и посторонних потребителей. Отпуск электроэнергии посторонним потребителям достигает до 40%.

Кроме прочих достоинств- отсутствие загрязнения окружающей среды: электрический транспорт является самым экологически чистым видом транспорта.

Сказанное еще раз свидетельствует о высокой эффективности и важную роль в экономической жизни страны.


Годом рождения электрической тяги считается 1879. В тот год на промышленной выставке в Берлине фирма «Сименс и Гальске» продемонстрировала первый электровоз. Тот электровоз имел мощность 2,2 кВт и перевозил три вагончика с 18 пассажирами.

Далее первое распространение электрическая тяга получила в городском транспорте. Первая трамвайная линия начала работать в пригороде Берлина в 1881 г. В России тоже были построены опытные образцы электрической тяги еще ранее этих дат, но первый трамвай пошел по улицам Киева в 1892 году. Далее трамвайные линии были пущены и в других городах.

Первый участок с электровозом был построен в 1895г. в США на железной дороге Балтимор- Огайо.

В СССР первый электрифицированный пригородный участок Баку - Сураханы был открыт в 1926 году. Он был электрифицирован в системе постоянного тока напряжением 1,5 кВ.

Первый электрифицированный пригородный участок в России протяженностью около 18 км: Москва – Мытищи был открыт в 1929 году. Первый электропоезд с пассажирами прошел по нему 29 августа 1929г. Эта электрификация послужила началом электрификации отечественных железных дорог.

Первый участок магистральной линии электрифицированный на переменном токе Ожерелье – Павелец длиной 137 км запущен 1955-1956 годах.

В современных условиях полигон электрифицированных линий будет расширяться за счет перевода существующих магистралей на электрическую тягу и строительства новых магистралей. Особенный упор делается на строительство высокоскоростных линий.

К 2010г. намечается электрифицировать около 8 тыс. км, что позволит увеличить протяженность линий с электрической тягой до 50 тыс. км.

В последующие годы, В дальнейшем планируется повышение скоростей до 350 км\ч, для этого, очевидно, будут построена новая магистраль Москва – Петербург и будут реконструированы дороги по другим направлениям.

Техника электрических железных дорог неуклонно совершенствуется, надежность электроснабжения железных дорог повышается. А для этого стране нужно много классных специалистов, хорошо знакомых с устройствами энергоснабжения и перспективами развития науки и техники в этой отрасли.

1. Основные сведения о системах электроснабжения железных дорог


Общеизвестно, что электрические станции вырабатывают электрическую энергию трехфазного переменного тока, которая передается на большие расстояния проводам. Частота переменного тока, питающего промышленные установки, в разных странах различна. Она колеблется от 25 до 60 периодов в секунду (герц). В России, как и в большинстве стран, промышленная частота принята равной 50 Гц.

Для питания электровозов в первую очередь стремились применить трехфазный ток. В этом случае можно было бы установить на электровозах надежные и простые по устройству трехфазные асинхронные двигатели. Но в этом случае необходимо подвешивать три контактных провода или два, используя в качестве третьего ходовые рельсы. Устройство контактной сети при этом оказалось очень сложным, особенно на станциях при пересечении путей. Кроме того, питать двухпроводную контактную сеть напряжением выше 10 кВ практически невозможно, так как провода при высоком напряжении нужно располагать на большом расстоянии друг от друга. Трехфазная система была применена на некоторых дорогах в Италии. Но в дальнейшем широкого распространения она так и не получила.

Создать надежный однофазный двигатель переменного тока, получающий питание от одного контактного провода с использованием рельса в качестве второго провода, не удавалось. Правда, за границей все же устанавливали на электровозах однофазные двигатели, но питали их переменным током пониженной частоты (162/з и 25 Гц).

Требованиям, связанным с условиями тяги электровозов, наиболее полно отвечают тяговые двигатели постоянного тока. Кроме того, эти двигатели достаточно экономичны, надежны и при сравнительно небольших габаритах развивают необходимую мощность. Поэтому в СССР, как и во многих других странах, долгое время велась электрификация железных дорог по системе постоянного тока напряжением 1500 и 3000В. В настоящее время в России и СНГ все электрические железные дороги постоянного тока работают при напряжении 3000В. На постоянном токе, но более низкого напряжения, работают также трамвай, троллейбус и метрополитен.

Локомотивы, к которым контактный провод подводит электрическую энергию постоянного тока, называются электровозами постоянного тока, а железнодорожные линии, где они работают, — электрифицированными железными дорогами постоянного тока или, точнее, железными дорогами, электрифицированными по системе постоянного тока.

Освоение повышающего объема перевозок требует непрерывного технического перевооружения железнодорожного транспорта, а также постоянного совершенствования организации перевозок. Одним из средств, помогающих освоить быстро растущий объем перевозок является увеличение массы поездов и скорости поездов. Так, средняя масса поезда в 1940 г. была равна 1367 т, а к началу 2000 г.—3485т, т. е. возросла более чем в 2,5 раза.

Однако повышение массы поездов достигается благодаря использованию более мощных локомотивов. Мощность электровоза ВЛ19 — первенца нашего электровозостроения—составляла 2040 кВт, а мощность электровозов последних серий превышает 7000 кВт т. е. больше в 3 раза. Мощность электровозов повышалась в результате как увеличения числа осей, а соответственно и числа тяговых двигателей, приводящих их в движение (с четырех до шести и восьми), так и роста мощности двигателей (с 250— 400 кВт по 800—900 кВт).

Но с повышением мощности электровозов растет потребляемый ими ток, а следовательно, растут падение напряжения и потери электрической энергии в контактной сети, если неизменны ее сечение и напряжение в контактном проводе. Чтобы уменьшить непроизводительные потери энергии необходимо увеличить сечение проводов, но это вызовет большой расход дефицитного цветного металла. Лучше было бы, конечно, повысить напряжение, но сделать это не позволяют тяговые двигатели и тяговая аппаратура, так как с повышением напряжения надежность их работы снижается по условиям изоляции.

Поэтому вновь (как и в начале становления электрической тяги) начали изучать возможности использования переменного тока для электрической тяги. Известно, что переменный ток обладает замечательным свойством: его можно трансформировать, т. е. повышать или понижать напряжение в очень широких пределах. Подводя высокое напряжение к контактному проводу, нетрудно понизить его с помощью трансформатора, установленного на электровозе, до оптимального по условиям работы тяговых двигателей и аппаратов.

Осуществить это оказалось возможным только после освоения нашей про­мышленностью производства надежно действующих ртутных выпрямительных установок. Электровозы с ртутными выпрямителями эксплуатировали довольно долго, но они обладали многими недостатками.

Освоение массового производства кремниевых выпрямителей, значительное снижение их стоимости привело к тому, что на современных электровозах применяются исключительно такие установки. Кремниевые вентили при значительной мощности имеют небольшую массу, малые габариты, высокий коэффициент полезного действия (к.п.д.), устойчиво работают в широком диапазоне температур.

Для питания электровозов применяют однофазный ток промышленной частоты при напряжении в контактном проводе 25000В. Железные дороги, где эксплуатируются такие электровозы, называют электрифицированными железными дорогами переменного тока, или, точнее, железными дорогами, электрифицированными по системе переменного тока промышленной частоты. Применение системы переменного тока промышленной частоты позволило создать мощные электрические локомотивы. Протяженность дорог переменного тока в нашей стране составляет около 24,4 тыс. км, это составляет 59% электрифицированных дорог.

Естественно, система переменного тока тоже имеет свои недостатки: это значительное влияние на линии связи. Поэтому линии связи, проходящие вдоль железных дорог выполняются кабелями, а не воздушными, как на постоянном токе, а это повышает стоимость электрификации. Кроме того, однофазный ток электровозов создает значительную несимметрию в системе внешнего трехфазного электроснабжения.

В некоторых странах Европы широкое распространение получила система переменного тока пониженной частоты. По этой системе работают с первых лет электрификации железные дороги стран центральной и северной Европы; ФРГ, Швейцарии, Швеции, Норвегии. Понижение частоты объясняется стремлением использовать на переменном токе тяговый электродвигатель постоянного тока последовательного возбуждения, широко применяемый в электрической тяге на постоянном токе. Вращающий момент на валу электродвигателя пропорционален произведению тока и магнитного потока, поэтому электродвигатель постоянного последовательного возбуждения способен работать и на переменном токе, поскольку направления тока и магнитного потока меняются одновременно. Однако переменный магнитный поток электродвигателя приводит к возникновению так называемой трансформаторной э.д.с. в обмотке якоря двигателя. При значительной э.д.с. появляется сильное искрение под щетками, вплоть до кругового огня по коллектору при коммутации. Чтобы избежать этого, необходимо снизить частоту тока. Технически проще всего снизить частоту ровно в 3 раза 50 до 162/з Гц. Этим и объясняется появление электрифицированных участков 15 кВ частоты 162/з Гц.

Недостатки системы 15 кВ пониженной частоты заключаются, прежде всего, в том, что эта система требует громоздких вращающихся преобразователей или строительство отдельных электростанций. Трансформаторы, работающие на пониженной частоте, массивны из-за большой площади сечения стальных сердечников, так как для создания необходимой э.д.с. при пониженной частоте требуется больший магнитный поток.

Однако система пониженной частоты 162/3 Гц обладает и достоинствами: индуктивное сопротивление тяговой сети (пропорциональное частоте) в 3 раза меньше, чем при частоте 50 Гц (соответственно потери напряжения в сети меньше и расстояния между тяговыми подстанциями могут быть увеличены), электромагнитное влияние на линии связи из-за, более низкой частоты незначительно. Электрическая энергия из трехфазной сети передается в однофазную тяговую сеть посредством механического звена (преобразователь частоты, двигатель - генератор) или посредством статических преобразователей. Таким образом, снимаются также проблемы несимметрии токов и напряжений.

В некоторых странах Европы для питания тяговых однофазных сетей осуществляется от однофазных электрических станций 16 2/3 Гц.

Страны, уже имеющие у себя сеть электрифицированных линий переменного тока пониженной частоты продолжают электрификацию по этой же системе.

Стремление повысить мощность, передаваемую по тяговой сети, путем повышения напряжения и при этом использовать электровозы на напряжение 25 кВ привело к созданию системы 2х25 кВ.

Система 2х25 кВ позволяет увеличить расстояние между подстанциями до 100 км. Стоимость дополнительного оборудования в системе с автотрансформаторами покрывается за счет уменьшения расходов на подстанциях и значительного уменьшения потерь электроэнергии в тяговой сети.

В процессе эксплуатации установлено, что на дорогах, электрифицированных по системе 2х25 кВ, электромагнитное влияние на цепи кабеля связи снижается в 7—11 раз, а опасное индуктированное напряжение — в 8 раз по сравнению с системой 25 кВ.

Система 2х25 кВ широко применяется в Японии и Франции, имеющие электрифицированные линии 25 кВ. В нашей стране эта система применена на Московской, Красноярской и Горьковской дорогах, а также в Белоруссии.

Широкое применение получила (Северная ж.д.) система тягового электроснабжения с усиливающим и экранирующим проводом (УЭП)

Экранирующий провод присоединен параллельно рельсам и смонтирован на опорах контактной сети. Такая система позволяет значительно увеличить длины межподстанционных зон.

Ведутся исследования по повышению напряжения в контактной сети постоянного тока до 6- 12 кВ и переменного тока до 50 и более кВ.

Рассмотрим составные части системы электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Система энергоснабжения электрифицированных железных дорог является частью Единой системы энергоснабжения страны и, состоит из системы внешнего энергоснабжения и системы тягового электроснабжения (Рис.1.1).




Система внешнего энергоснабжения (в дальнейшем просто - энергосистема) — это объединение крупных электрических станций, связанных линиями электропередачи и совместно питающих потребителей электрической энергией. Энергосистема объединяет электростанции различных типов: тепловые(ТЭС), где используются разнообразные виды органического топлива, гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные (АЭС) (Рис.1.1 ). Все электростанции, объединены в Единую энергетическую систему через повышающие трансформаторные подстанции для параллельной работы на общую нагрузку.

Мощные гидроэлектростанции вырабатывают электроэнергию напряжением 10 – 20 кВ и обычно располагаются в удаленных от центра местах, а тепловые станции - располагаются в местах добычи топлива (угля, торфа, сланцев). Передача от этих электростанций в районы потреблений электроэнергии осуществляется высоковольтными линиями 500-1150 кВ. Известно, что при передаче одинаковой энергии при более высоком напряжении, потери напряжения и энергии станут меньше, уменьшится стоимость потерянной энергии, чем при низких напряжениях. Далее напряжение снижается до 110(220)кВ и подается в замкнутую кольцевую сеть. В эту же сеть поступает энергия и от районных теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), расположенных на территориях предприятий и жилых массивов. Кроме электроэнергии, ТЭЦ снабжают предприятия и жилые дома теплом и горячей водой.

На рис.1.1 изображена схема электроснабжения электрифицированной железной дороги на переменном токе. В верхней части изображена упрощенная схема единой энергетической системы страны, или так называемую систему внешнего электроснабжения железных дорог. На ней для наглядности изображены только одна удаленная ГЭС и одна ТЭЦ.

От Единой энергетической системы нашей страны питаются электрические магистрали европейской части страны, Урала, Сибири, которые обеспечивают почти постоянную нагрузку, составляющую около 30 млн. кВт.

Выработка электроэнергии за 2007 год составила 1014,87 млрд. кВт/ч. При этом- доля ТЭС составила 66,6%, доля ГЭС - 17,6%, доля АЭС - 15,7%.

Система тягового энергоснабжения (см. нижнюю часть рис.1.1) состоит из тяговых подстанций, тяговой сети и электроподвижного состава, питающегося от тяговой сети и ради которого строится вся эта система.

Назначение тяговых подстанций состоит в том, чтобы понизить напряжение до значения, которое необходимо иметь в сети. По роду тока в тяговой сети они бывают переменного тока (25кВ) и постоянного (3 кВ).

Тяговые подстанции переменного тока оборудованы обычно трехобмоточными трансформаторами 115/38,5/27,5 кВ или 115/27,5/11 кВ. Обмотка 27.5 кВ питает тяговую сеть переменного тока 25 кВ, а вторичная обмотка 38,5 или 11 кВ – для электроснабжения потребителей, расположенных рядом с железной дорогой. Это могут быть любые не железнодорожные потребители (жилые дома, предприятия и т.п.) или железнодорожные линейные подразделения, не связанные с электрической тягой (в частности: устройства СЦБ и связи). Перечисленные потребители называются нетяговыми потребителями.

Тяговые подстанции постоянного тока оборудованы трехобмоточными понижающими трансформаторами 115/38,5/11кВ и преобразовательными трансформаторами 11(38,5)/3,3 кВ. Преобразовательные трансформаторы питают выпрямители и инверторы. Могут быть и одноступенчатые подстанции, в этом случае используется трансформатор 115/38,5(11)/3,3кВ. Причем, в контактную сеть подается «+», а потенциал «-» на рельсы.

В нижней части (рис 1.1) схематично изображены тяговые подстанции, питающие контактную сеть и электроподвижной состав(ЭПС) на переменном токе системы 25 кВ. Наряду с традиционными системами постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного- 25 кВ настоящее время существуют и другие перспективные системы, различающихся родом тока и уровнем напряжения в контактной сети и на ЭПС. Самые известные из них: система переменного тока 2х25 кВ и система постоянного тока с дополнительными одноагрегатными тяговыми подстанциями на межподстанционных зонах.

2. Структурные Схемы тяговых подстанций


Электрические железные дороги относятся к потребителям I категории. Поэтому они должны иметь , как правило, два источника питания, т.к. перерыв их энергоснабжения допускается лишь на время автоматического переключения на резерв. Поэтому, при выборе схем питания тяговых подстанций, стремятся иметь более надежную схему: с двустороннем питанием или схему питания по двум одноцепным линиям передачи, что тоже обеспечивает необходимую надежность.

Рассмотрим структурные схемы самых распространенных типов подстанций.

Структурными называют схемы, показывающие принцип компоновки электроустановки на уровне крупных функциональных узлов - структур. Одним из наиболее важных функциональных узлов любой подстанции, в том числе тяговой, является распределительное устройство (РУ). Назначение РУ состоит в приеме электрической энергии от какого-либо источника по специальным линиям (вводам) и распределение ее по потребителям с помощью отходящих питающих линий.

Другой, не менее важный функциональный узел подстанции — трансформатор. Различают понижающие трансформаторы, назначение которых сводится к понижению напряжения, и преобразовательные трансформаторы, назначение которых состоит в понижении напряжения и изменении числа фаз на вторичной обмотке. Преобразовательные трансформаторы питают выпрямители и инверторы. Последние также можно рассматривать как отдельные функциональные узлы. Выпрямители преобразуют (выпрямляют) переменный ток, в постоянный - который затем используется электрическими поездами. Инверторы выполняют обратное преобразование (инвертирование) энергии постоянного тока, вырабатываемой э. п. с. во время торможения у станций или на крутых спусках, в энергию переменного тока, на котором она через преобразовательный трансформатор возвращается в систему внешнего электроснабжения.

Структурная схема тяговой подстанции постоянного тока 3,3 кВ с первичным напряжением 110(220) кВ и РУ 35 кВ для питания района. Основные функциональные узлы тяговой подстанции (рис. 2.1): РУ110(220) кВ; понижающий трансформатор; РУ 35 кВ; РУ 10 кВ; преобразовательный трансформатор; выпрямители; РУ 3,3 кВ; сглаживающее устройство.





Число проводов (фаз) на схеме обозначено соответствующим количеством косых черточек.

Через вводы трехфазное напряжение 110(220) кВ, передаваемое по трем проводам, подается в РУ110(220) кВ откуда по присоединениям - к понижающим трансформаторам. Эти трансформаторы трехобмоточные и поэтому они обмотками ВН и НН понижают первичное напряжение до 10 кВ, а обмотками ВН и СН — до 35 кВ. Напряжение 10 кВ поступает в РУ 10 кВ. а напряжение 35 кВ — в РУ 35 кВ. От РУ 35 кВ питаются трансформаторные подстанций района, от РУ 10 кВ - нетяговые железнодорожные потребители по воздушной линии, которая обычно размещается с полевой стороны на опорах контактной сети.

От того же РУ 10 кВ получают трехфазное напряжение преобразовательные трансформаторы. Они понижают напряжение до 2,63 кВ. Это напряжение подается на выпрямители, которые преобразуют его в напряжение постоянного тока 3,3 кВ. Поэтому от выпрямителей в РУ 3,3 кВ идут уже всего два провода (две шины)

Через РУ 3,3 кВ и питающую линию (фидер) контактной сети потенциал шины (+) подается на участок контактной сети, а через сглаживающее устройство и рельсовый фидер(отсос) потенциал (—)на рельсы.

Сглаживающее устройство предназначено для значительного (в 50—100 раз) снижения пульсаций тока в тяговой сети, которые возникают под действием пульсирующего, не идеально сглаженного напряжения на выходе выпрямителя, и наводят помехи в линии связи, проходящей параллельно трассе железной дороги. На другие участки контактной сети потенциал ( + ) подается через фидеры контактной сети, соседние участки по одному пути разделены воздушным промежутком.

На шинах РУ, питающего контактную сеть напряжение

Таким образом, между любым участком контактной сети и рельсами разность потенциалов (напряжение) составляет 3кВ. Необходимо напомнить, что на шинах питающего контактную сеть РУ, напряжение на 10 % должно быть выше, чем в контактной сети, т.е 3.3кВ.

Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 25 кВ с первичным напряжением 110(220) кВ и РУ 35 кВ для питания района.

Схема электроснабжения электрифицированной железной дороги на переменном токе представлена на рис. 2.2.

Схема соединения обмоток тяговых трансформаторов обычно «звезда- треугольник» (рис. 2.2). Тяговые однофазные нагрузки получают от обмотки НН трансформатора. Обычно вывод трансформатора «с» подключен в рельсовую цепь, а выводы «а» и «в» к правому или к левому плечу контактной сети. Поэтому контактная сеть справа и слева от подстанции питаются от разных фаз. Во избежания короткого замыкания между ними монтируется нейтральная вставка (см. рис. 2.2).

Между контактной сетью и рельсами напряжение составляет 25 кВ, а на питающих шинах 27.5 кВ.




Далее рассмотрим структурную схему тяговой подстанции переменного тока. Основные функциональные узлы подстанции (рис. 2.3): РУ 110(220) кВ; понижающие трехобмоточные трансформаторы; РУ 35 кВ; РУ 27,5 кВ. Для электроснабжения потребителей, расположенных вдоль железных дорог, применяется система ДПР(два провода- рельс), питающаяся от шин РУ 27,5 кВ. От РУ 35 кВ получают питание районные или нетяговые потребители.





Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 2х25 кВ.

Рассматриваемая тяговая подстанция является составной частью системы тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ, с помощью которой реализуется система тяги 25 кВ. Поэтому, кроме самой схемы тяговой подстанции(рис.2.4), рассмотрены и особенности ее присоединения к тяговой сети (рис 2.5).

Подстанции системы переменного тока 2х25 кВ также получают питание от ЛЭП 110(220)кв.





Основные функциональные узлы тяговой подстанции(см. рис. 2.4) — РУ 110 (220) кВ; понижающие однофазные трансформаторы; ОРУ 2х27.5 кВ; районные трансформаторы; РУ 10(35) кВ для питания нетяговых потребителей ж.д. и сторонних потребителей.

Снабжение электрической энергией нетяговых железнодорожных потребителей осуществляется от линий ДПР, напряжение на которые подается через фидеры ДПР, и рельсов, т. е. так же, как и при системе переменного тока 25кВ.

По вводам трехфазное напряжение 110(220) кВ подается в ОРУ 110(220) кВ. Двухфазными присоединениями к этому РУ подключены одинаковые по конструкции однофазные трансформаторы. Их первичные обмотки включены на междуфазное напряжение. Вторичная обмотка каждого трансформатора состоит из двух секций, напряжение каждой из них 27,5 кВ, при последовательном соединении между выводами а1-х2 напряжение составляет 55 кВ(см. рис.2.5). При таком соединении секций три вывода на вторичной стороне присоединяют к тяговой сети следующим образом: средний вывод а2-х1 – к рельсовой цепи, крайний вывод а1 – к контактным подвескам путей, вывод х2 – к специальному питающему проводу, подвешенному на опорах контактной сети вдоль ж.д. путей. Напряжение в тяговой сети между контактным проводом и рельсами составляет 25 кВ, напряжение между контактным проводом и питающим проводом(фидером) – 50 кВ.

Связь питающей и тяговой сетей осуществляется через автотрансформаторы, служащие для преобразования напряжения 50 кВ, подводимого по питающей сети, в напряжение 25 кВ, снимаемое с верхней полуобмотки автотрансформатора. Автотрансформаторы устанавливаются вдоль полотна электрической железной дороги на расстоянии 10—15 км друг от друга.




Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 15 кВ пониженной частоты 162/з Гц с вращающимися преобразователями.(рис. 2.6.)

Эта система по протяженности занимает 3 место(14%) в мире (в западной Европе на первом месте), поэтому ее следует рассмотреть.





К линии электропередачи трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц подключен трансформатор тяговой подстанции, понижающий напряжение до 6,3 кВ. Это напряжение подается на синхронный трехфазный электродвигатель, на валу которого установлен синхронный однофазный генератор с выходным напряжением 5,7 кВ частотой 162/3 Гц. Полученное напряжение повышается трансформатором до 15 кВ и подается на шины тяговой подстанции. Одна из шин рельсовым фидером соединена с рельсами, а другая через фидерные выключатели с контактной сетью перегона. Контактные сети фидерных зон в этой системе отделены простым по конструкции воздушным промежутком, а не нейтральной вставкой, как системе 25 кВ. Существуют и система переменного тока 15 кВ пониженной частоты 162/з Гц, питающаяся от отдельной электростанции (рис.2.7) В данном случае от специальной электростанции с помощью высоковольтной линии 110 кВ питаются однофазные тяговые подстанции.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Статистика
Охватывает грузы, которые выданы грузополучателям, переданы на другие виды транспорта, новостройки, линии другой ширины колеи, иностранные...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине дс. 02. 1
Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 02 “Экологическая анатомия растений” составлен в соответствии с требованиями Государственного...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине ен. Ф. 07. «Геология» как часть образовательной программы является совокупностью учебно-методических материалов, способствующих
Учебно-методический комплекс по дисциплине ен. Ф. 07. «Геология» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Иностранные языки
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Строительная механика
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Инженерная геология
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине История железнодорожного
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Строительные конструкции
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Строительная механика
...

Учебно-методический комплекс по дисциплине «Электрические железные дороги» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Внешнеэкономическая деятельность
...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница