6.2. Системы внешнего электроснабжения

Системы внешнего электроснабжения определяются местоположением электрических станций, воздушными или кабельными 3 линиями электропередачи, тяговых подстанций, характером и мощностью потребителей, в том числе нетяговых, и другими факторами. Выбор схемы диктуется также требуемой степенью надежности, планом транспортных линий и проводится на основе технико-экономических расчетов.

Наиболее типичными часто встречающимися на практике схемами присоединения тяговых подстанций к системе внешнего электроснабжения являются кольцевая, магистральная двустороннего питания и одностороннего питания и радиальная.

Кольцевая схема (рисунок 30, а) применяется в тех случаях, когда две тяговые подстанции одной группы находятся вблизи источника питания, мощность которого определяется мощностью всех присоединенных к нему тяговых подстанций. Электрические станции 1 и тяговые подстанции 3 соединяются в кольцо линиями электропередачи 2, при этом тяговые подстанции имеют по два: ввода. Отключение любого питающего источника (электрической станции или районной подстанции) или линии передач не вызывает прекращения питания подстанций.

Кольцевая схема надежна и экономична, однако при наличии кольцевой схеме только одного источника при выходе его из строя прерывается электроснабжение всей группы тяговых подстанций.

Магистральные схемы (рисунок 30, б, в, г, рисунок 31, а) целесообразно использовать в тех случаях, когда тяговые подстанции pacполагаются вдоль линии транспортного пути. Питающие источники (см. рисунок 30, поз. 1) соединяются с шинами тяговых подстанций, как правило, двухцепными линиями передач. Тяговые подстанции 3 на рисунок 31, а, б, соединенные с источниками, носят название опорных или головных. Прочие тяговые подстан­ции в цепи называются транзитными (промежуточными), включенными в рассечку 4 или на отпайках 5. Из-за удвое­ния числа вводов межсистемной связи увеличивается надежность системы электроснабжения, но одновременно возрастает ее сто­имость. Для уменьшения этих затрат применяют схемы с умень­шенным числом вводов (см. рисунок 30, в) или включают тяговые подстанции на отпайках (см. рисунок 31, а).

Исходя из обеспечения надежности электроснабжения тяговых подстанций, к двухцепной линии передач с двусторонним пита­нием при напряжении 10; ПО; 220 кВ разрешается присоединять не более пяти тяговых подстанций постоянного тока; пяти тяго­вых подстанций переменного тока при напряжении 220 кВ и трех подстанций при напряжении 110 кВ. Между двумя подстанциями, включенными в рассечку, может находиться не более одной отпаечной подстанции.

Рисунок 30 - Принципиальные схемы присоединения тяговых подстанций к системе внешнего электроснабжения:

а — кольцевая; б, в, г — магистральные; д, е — радиальные; 1 — электрическая станция или районная подстанция; 2 — ЛЭП; 3 — тяговая подстанция; 4 — поло­жительный провод тяговой сети; 5— рельсы или отрицательный провод контакт­ной сети

Рисунок 31 - Схемы электроснабжения тяговых подстанций железнодорожного транспорта:

а — двухцепная ЛЭП; б — одноцепная ЛЭП; 1 — электрическая станция или районная подстанция; 2 — ЛЭП; 3 — опорная тяговая подстанция; 4 — промежуточная транзитная тяговая подстанция, включенная в рассечку; 5 — транзитная тяговая подстанция на отпайках; 6 - тупиковая подстанция; 7— контактная сеть; 8 — рельсы

Схему электроснабжения с односторонним питанием (см. рисунок 30 г, д) применяют в тех случаях, когда вблизи тяговых подстанции имеется одна электрическая станция или районная подстанция. Надежность питания тяговых подстанций в этом случае ниже, чем в предыдущих схемах. Двухцепные межподстанционные линии перш дач обеспечивают более высокую надежность. Число тяговых пол станций, получающих питание от одного источника питания, определяется мощностью этого источника, мощностью тяговых подстанций и пропускной способностью головного кабеля.

Подобные схемы электроснабжения используются, как правило, для питания вылетных линий, находящихся в зоне слаборазвитой сети энергосистемы.

Радиальные схемы внешнего электроснабжения (см. рисунок 30 д, е) могут быть однолучевые, а также с параллельной и раздельной работой линий передач. В радиальной однолучевой схеме тяговая подстанция получает питание по одному кабелю от одной питающей подстанции. Схема применима только для электроснабжения одноагрегатных тяговых подстанций городского электрического транспорта при децентрализованном внутреннем электроснабжении.

В схеме с параллельной работой линий передач питание тяговой подстанции осуществляется от источника с секцио­нированными шинами. В случае повреждения на одной из секций питающей подстанции или на линии электроснабжение тяговой подстанции ведется от неповрежденной секции.

В схеме с раздельной работой питающих линий тяго­вая подстанция работает от двух независимых источников (см. рисунок 31 е). Схема обладает высокой степенью надежности, так как при выходе из строя одного источника питание электро­снабжения тяговой подстанции не прекращается. Наибольшее применение схема находит для питания мощных многоагрегат­ных тяговых подстанций, обеспечивающих электроснабжение разветвленной тяговой сети, а также тяговых подстанций мет­рополитена.

В последнем случае для осуществления дополнительного ре­зервного питания используется межподстанционная перемычка.