Вопрос 30.

Перечислите системы электрификации железных дорог. Охарактеризуйте систему электрификации постоянного тока. Охарактеризуйте системы электрификации переменного тока. Укажите достоинства и недостатки систем электрификации разного рода тока.

В настоящее время в нашей стране существует три системы электрификации железных дорог: система постоянного тока напряжением 3,3 кВ; система однофазного переменного тока промышленной частоты с напряжением 25кВ в тяговой сети; система переменного тока 2х25кВ.

Питание тяговых подстанций для всех систем электрификации осуществляется по ВЛ переменного трехфазного тока.

При системе постоянного тока напряжением 3,3 кВ на тяговых подстанциях устанавливают трехобмоточные трансформаторы, которые понижают напряжение до 35(10) кВ (питание нетяговых потребителей). Ко второй из обмоток низшего напряжения подключается преобразовательный агрегат, который включает в себя тяговый трансформатор, понижающий напряжение до 3,3кВ и выпрямительный агрегат, преобразующий переменный ток в постоянный, который поступает в тяговую сеть.

При электрификации по системе однофазного переменного тока промышленной частоты 27,5 кВ на тяговых подстанциях устанавливают трехобмоточные трансформаторы, которые понижают напряжение до 35(10)кВ (питание нетяговых потребителей), а вторая из обмоток низшего напряжения питает тяговую сеть (в контактную сеть подается напряжение 25кВ с частотой 50 Гц). При системе переменного тока 2х25кВ на тяговой подстанции устанавливается однофазный силовой трансформатор с расщепленной вторичной обмоткой. Средняя точка обмотки подключается к рельсу, а начало и конец обмотки – к контактному и питающему проводу, соответственно.

Тяговые двигатели ЭПС работают, чаще всего, на постоянном токе и при системе постоянного тока 3,3кВ не требуется дополнительного преобразования, но низкое напряжение в тяговой сети ограничивает расстояние между тяговыми подстанциями до 20км, увеличивает сечение контактной подвески. Увеличение напряжения в системе переменного тока 27,5 кВ по сравнению с постоянным током позволило уменьшить потери мощности и увеличить расстояние между тяговыми подстанциями до 50км. Для питания тяговых двигателей ЭПС на электровозе устанавливаются преобразователи. Преимуществами этой системы являются: экономия цветных металлов, т.к. уменьшается сечение контактной сети; уменьшается количество тяговых подстанций; уменьшаются потери в контактной сети. Повышение напряжения в системе переменного тока 2х25кВ позволяет уменьшить потери в контактной сети и увеличить расстояние между тяговыми подстанциями до 80км. Такая система выгодна на магистральных участках железных дорог, где эксплуатируются тяжелые поезда, и пропускается большое количество поездов. Таким образом, системы переменного тока являются более экономичными по сравнению с системой постоянного тока.

Вопрос 31.

Дайте понятие выбора проводов по условию нагрева. Рассчитайте сечение алюминиевых проводов для ВЛ-10 кВ по условию нагрева: S_{H max} = 1100-ј80, Т_max = 2500 час. Выберите марку проводов. Сделайте вывод о возможности эксплуатации данного сечения.

Выбор проводов по условию нагрева сводится к выбору такого сечения, по которому наибольший максимальный ток сети, протекая, не взывает перегрева этих проводов выше допустимого.

Расчет сечения алюминиевых проводов для ВЛ-10 кВ:

23. определяется максимальная полная мощность линии:

где - активная мощность линии, кВт;

- реактивная мощность линии, квар;

24. определяется максимальный ток нагрузки:

где S_нmax - максимальная мощность, которая пропускается через проводники, кВА;

U_н - номинальное напряжение, кВ.

3) по справочным данным определяется сечение алюминиевых проводов для ВЛ-10 кВ исходя из условия:

,

выбираем алюминиевые провода сечением 35 мм² , так как:

Выбираем марку провода А – 35 (алюминиевый провод сечением 35 мм²).

Для эксплуатации в заданных условиях выбранное сечение алюминиевых проводов для ВЛ-10 кВ 35 мм² может эксплуатироваться без перегрева выше допустимого.