1.7. Система постоянного тока 3,3 кВ

Основным преимуществом этой системы является использование в качестве тяговых двигателей- двигателей сериесного возбуждения (последовательного), характеристика которых наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым со стороны электрифицированных железных дорог.

Рис. 1.13 Схема питания системы постоянного тока 3,3 кВ

Для СТЭ наилучшей является характеристика, при которой потребляемая мощность будет постоянной.

Рис. 1.14 Диаграмма

ТП снабжены понизительными (силовыми) трансформаторами мощностью 10, 16, 20 МВА и преобразовательными агрегатами мощностью 12 МВА. Между ТП расстояние 10- 15км. КС в этой системе имеет гораздо большее сечение, чем в системе переменного тока (КП-2). Это обусловлено большими тяговыми токами, т.к. напряжение в КС малое (3,3 кВ).

1.8. Система переменного тока 27,5 кВ

Рис. 1.15 Схема питания системы переменного тока 27,5 кВ.

Основным преимуществом этой системы является возможность применения более высокого напряжения в КС, уменьшается число ТП и в 3-4 раза снижаются потери энергии тяговой сети. Между ТП расстояние 30-50км. ТП в этой системе обычные трансформаторные с трансформаторами мощностью 25 или 40 МВА. Это обусловлено тем, что токи в проводах КС- небольшие, т.к. напряжение высокое.

1.9. Система тягового электроснабжения 2х25 кВ переменного тока

Существующие системы переменного тока могут не обеспечить пропускную способность участка, в связи с ростом размеров движения ( в настоящее время значительные объемы грузовой работы осуществляются поездами массой 5- 6,5 тыс. тонн, в то время как участки проектировались на массу 3,8- 4,5 тыс. тонн). Увеличение напряжения до 35 кВ (с 25 кВ) не выгодно, вследствие значительных капитальных затрат на изоляцию, на новое силовое и коммутационное оборудование, на новый парк ЭПС. Одним из возможных способов усиления является система 225 кВ переменного тока.

Рис.1.16 Схема автотрансформатора.

Рис.1.17 Упрощенная схема системы 2Х25 кВ

Рис.1.18 Схема системы 2Х25 кВ.

Рис.1.19 Схема протекания токов в системе 2Х25 кВ.

При этой системе используется оборудование и ЭПС, рассчитанный на напряжение 25 кВ, в то время как энергия подается к электровозам по линиям с напряжением 50 кВ. На ТП устанавливаются специальные трансформаторы, имеющие по 2 вторичные обмотки с напряжением 27,5 кВ на каждой. Эти обмотки соединяются последовательно, а их общие точки подключены к рельсам. Вывод одной обмотки подключен к КС, а вывод другой - к дополнительному питающему проводу, который подвешивается на опорах КС. Таким образом, между контактным проводом и питающим проводом напряжение равно 50 кВ (55кВ), а между каждым из этих проводов и рельсом равно 25 кВ (27,5 кВ).

Для передачи энергии на межподстанционной зоне устанавливаются на расстоянии 10- 15км друг от друга автотрансформаторы (АТ) с коэффициентом трансформации равным 2. Повышение напряжения до 50 кВ примерно во столько же (в 2 раза) понижает ток, а значит можно увеличить расстояние между ТП.

Достоинства и недостатки этой системы такие же, как и у системы 27,5 кВ, но расстояние между ТП равно 80- 100км.

Следует также отметить, что у системы 225 кВ переменного тока уменьшается электрическое влияние на линии связи. Это происходит потому, что в питающем проводе и КС токи на большей части межподстанционной зоны протекают в противоположных направлениях.

Рис.1.20 Пояснение компенсирования электромагнитного влияния тяговой сети системы 2Х25 кВ

В системе 225 кВ уменьшается электрическое влияние на линии связи. Это происходит потому, что в питающем проводе и КС токи протекают в противоположных направлениях.

Основные достоинства системы 2Х25 кВ:

- возможность увеличения расстояния между тяговыми подстанциями;

- уменьшение площади сечения проводов контактной сети;

- сокращение потерь электроэнергии;

- уменьшение электромагнитного влияния.

Рис. 1.21 Схема системы 2Х25 кВ участка Карамыш – Петров Вал Приволжской железной дороги

Рис. 1.22 Однолинейная схема тяговой подстанции «Петров Вал» с автотрансформаторами