5.2.3. Принципова будова тягових підстанцій змінного струму

Основне призначення підстанції змінного струму — знизити підведе­ну до неї напругу (110 чи 220 кВ) до рівня прийнятого для електропоста­чання електрорухомого складу (27,5 кВ) і нетягових споживачів (25, 38,5 чи 11 кВ). Для цього на підстанції за системи однофазного струму 27,5 кВ встановлюються два трифазних триобмоточних трансформатори, кожний з яких за необхідності може забезпечити повну потужність, необхідну для виконання нормального руху поїздів. Як показано на рис. 5.12, електрое­нергія з дволанцюгової ЛЕП надходить до РП 110 кВ (220 кВ), який має дві системи шин. Напруга знижується трифазним триобмоточним транс­форматором 1. Від однієї з його вторинних обмоток енергія надходить до РП 27,5 кВ і далі живлячими лініями 4 подається в контактну мережу,

лініями З - до нетягових залізничних споживачів (проводами ДПР), від другої вторинної обмотки - до РП 38,5 (11) кВ і далі лініями 2 - для жив­лення районних споживачів.

На тяговій підстанції системи 2 χ 25 кВ застосовують однофазний си­ловий трансформатор з вторинною обмоткою, яка складається з двох послідовних секцій напругою по 25 кВ кожна, а в сумі - 50 кВ. Для жив­лення нетягових лінійних і районних споживачів, якщо це необхідно, вла­штовуються окремі три- або двообмоточні понижуючі трансформатори.

Н а підстанціях застосовуються також різні швидкодіючі та нешвид-кодіючі вимикачі, дугогасильні камери, запобіжники, різного призначен­ня реле та інші електричні апарати.

5.3. Будова контактної мережі 5.3.1. Будова і види контактних підвісок

Контактна мережа призначена для подачі електроенергії від тягових підстанцій до електрорухомого складу і має забезпечити безперешкодне знімання струму локомотивами в умовах високих швидкостей руху і за будь-якої погоди.

Контактна мережа побудована у вигляді ланцюгових повітряних підвісок, що забезпечують мінімальне провисання контактного проводу.

Найпростіша ланцюгова підвіска складається з:

• опор, висотою до 15 м, металевих або залізобетонних;

• консолей, розміщених на опорах і до яких через ізолятори підвішу­ ється несучий трос;

• несучого тросу, до якого за допомогою струн підвішується контакт­ ний провід;

• контактного проводу, призначеного для контакту із струмоприймача­ ми локомотивів;

• струн, на яких підвішується контактний провід;

• фіксаторів, які утримують і фіксують контактний провід у певному положенні;

• ізоляторів, які ізолюють струмовідш проводи від опор та інших дета­ лей підвіски.

Як показано на рис. 5.13, на опорі З установлені консоль 4 і фіксатор 6. Контактний провід 1 підвішений на струнах 5 до несучого тросу 2.

В даній підвісці для кріплення несучого тросу застосовується кон­сольний підтримуючий пристрій. Консоль складається з кронштейна,

Фасонним провід називають тому, що він має два поздовжні пази для кріплення затискачами. На головних коліях перегонів і станцій, як прави­ло, застосовують контактні проводи МФ-100 (площею перерізу 100 мм²), а на станційних коліях — МФ-85 (85 мм²). На залізницях постійного стру­му у випадках, коли площа перерізу проводу 100 мм² недостатня, підвішу­ють два проводи МФ-100.

Для несучих тросів використовуються багатониточні проводи, спле­тені з 19 дротинок (рис. 5.17, б і в). На головних коліях ліній постійного струму застосовують несучі троси марки Μ з чистої міді площею перерізу 120 мм². На всіх коліях змінного струму та станційних коліях постійного струму застосовують несучі троси марки ПБСМ-95 (площею перерізу 95 мм²) та ПБСМ-70 (70 мм²) — біметалеві (сталемідні) проводи із дроти­нок, які мають сталеву серцевину і мідну оболонку.

Струни ланцюгової підвіски виготовляють із біметалевого ста-лемідного проводу діаметром 4 мм, відстань між точками кріплення їх на контактному проводі не має перевищувати 10 м.

Ізолятори застосовують тарільчаті (фарфорові і скляні) та стержневі (фарфорові і полімерні). Полімерні ізолятори більш міцні і компактніші, але дорожчі, ніж фарфорові і скляні.

Відстань між сусідніми опорами називають прогоном, вона визна­чається типом підвіски, маркою і площею перерізу проводів, радіусом кривих, розою вітрів та іншими факторами, буває від ЗО до 70 м.

Опори, до яких кріпляться кінці контактного проводу і несучого тро­са, називаються анкерними. Відстань між сусідніми анкерними опорами називають анкерною ділянкою. Анкерні ділянки бувають довжиною до 1600 м, в кривих вони менші.

Ланцюгові контактні підвіски бувають одинарні і подвійні.

На нових електрифікованих лініях постійного струму застосовуються одинарні ланцюгові підвіски з одним або двома контактними проводами. Подвійні трапляються дуже рідко, переважно на давно електрифікованих лініях постійного струму. На лініях змінного струму застосовуються тільки одинарні підвіски.

Для більш рівномірного зношування пластин полозів струмоприй­мачів контактний провід розміщують у плані зигзагом, посуваючи його за допомогою фіксаторів перемінно проти кожної опори на 300 мм (на кри­вих до 400 мм) у певний бік від осі колії.

Залежно від розміщення в плані контактного проводу і несучого тро­са, ланцюгова підвіска буває вертикальна, напівкоса і коса (рис. 5.19). Як­що несучий трос розміщений у плані точно над контактним проводом (рис. 5.19, а), то така підвіска називається вертикальною, застосовується тільки на кривих ділянках. Якщо несучий трос підвішується строго над

віссю колії, а контактний провід - зигзагом (рис. 5.19, б), то така підвіска називається напівкосою, застосовується на прямих ділянках колії. Якщо контактний провід і несучий трос підвішені взаємопротилежними зигза­гами (рис. 5.19, в), то така підвіска називається косою, вона найскладніша в монтажі та експлуатації, зате найбільш стійка від вітрових навантажень, застосовується в районах сильних вітрів.

У проводах контактної підвіски необхідно підтримувати постійний на­тяг, щоб забезпечити мінімальні стріли провисання контактного проводу.

За способом натягування проводів ланцюгові підвіски бувають:

• некомпенсовані, коли контактний провід і несучий трос жорстко закріпленні на кінцевих (анкерних) опорах. Натягування в них і стріла провисання змінюється в повній залежності від температури, вітрового навантаження, ожеледиці; застосовувались раніше на анкер­ них ділянках з невеликими швидкостями руху поїздів, на залізницях України більше не використовуються;

• напівкомпенсовані, коли за допомогою спеціальних вантажів (ком­ пенсаторів) автоматично підтримується постійне натягування кон­ тактного проводу незалежно від зміни температури, а несучий трос жорстко закріплюється на опорах;

• компенсовані, коли за допомогою компенсаторів у контактному про­ воді і несучому тросі автоматично підтримується постійне натягування. Вантажний компенсатор (рис. 5.20) у напівкомпенсованих і компенсо­ ваних підвісках складається з вантажу і декількох блоків, через які за допо­ могою тросу вантаж з'єднується з проводами. В компенсованій підвісці кон­ тактний провід і несучий трос, як правило, мають спільний компенсатор.

Щоб забезпечити плавний перехід полоза струмоприймача з контакт­ного проводу однієї анкерної ділянки на суміжну без порушення контакту

при чисто механічному (неелектричному) їх розділенні влаштовують неізолюючі спряження (сполучення) анкерних ділянок (рис. 5.21).

Між двома анкерними опорами 1 розміщені дві перехідні опори 2, на яких підвішені контактні підвіски анкерних ділянок І і II, що стикують­ся. В прогоні між перехідними опорами кожний з контактних проводів при наближенні до перехідної опори поступово піднімається, біля наступ­ної перехідної опори займає положення уже на 200 мм вище робочого кон­тактного проводу, і далі відходить до своєї анкерної опори. Струмоприй­мач при проходженні між опорами 2 спочатку торкається контактного

проводу першої ділянки, потім на середині прогону — двох проводів суміжних ділянок, і далі — уже контактного проводу другої ділянки. Відстань між проводами сусідніх анкерних ділянок у разі їх неізолюючого сполучення в зоні одночасного контактування із струмоприймачем (якраз на середині прогону між перехідними опорами) має бути 100 мм.