7. Общие сведения и схемы питания нетяговых потребителей.

Основной особенностью электрификации железных дорог в СНГ является то, что через системы электроснабжения электрифицированных железных дорог одновременно питаются всевозможные нетяговые потребители. Эта особенность является важным преимуществом электрической тяги. Переход на электрическую тягу, кроме ряда преимуществ, создаваемых непосредственно для перевозочного процесса, значительно меняет условия работы самих железных дорог и прилегающих районов. Поэтому задача обеспечения электроэнергией всех нетяговых потребителей, находящихся в районе железных дорог, является весьма важной.

Схема питания нетяговых потребителей по линии ДПР-25 (два провода – рельсы) от тяговых подстанций переменного тока с трехфазными трансформаторами:

а – раздел питания в середине фидерной зоны

Схема питания нетяговых потребителей от трехфазной линии 35 кВ (а)

8. Системы электрификации железных дорог.

9. Схемы электроснабжения тяговых подстанций.

Т яговые подстанции служат для приема и преобразования энергии электроэнергетических систем в электроэнергию с необходимыми параметрами для функционирования электрической железной дороги.

Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 25 кВ

10 Схемы соединения и питания тяговых трансформаторов на дорогах переменного тока.

Схема соединения обмоток силовых трехфазных трансформаторов.

а – двухобмоточных трансформаторов.

б – трехобмоточных трансформаторов.

Составление мгновенных схем для тяговой сети постоянного и переменного тока

Мгновенные схемы в зависимости от поставленной задачи могут составляться для фидерной, подстанционной зон или для участка дороги с несколькими подстанциями.

Составление мгновенных схем зависит от характера электрифи­цированной дороги (одно-, двух- или многопутная), а их расчеты — от режима работы тяговых подстанций по контактной сети (раз­дельная или параллельная работа), схемы соединения контактных подвесок путей (раздельная работа подвесок путей, узловая схема, параллельное соединение подвесок не только посередине фидерной зоны). Расчеты мгновенных схем для участков постоянного и пере­менного тока отличаются друг от друга.

При одностороннем питании тяговых нагрузок от одной тяговой подстанции на однопут­ном или многопутном (при раздельном питании путей) участке мгновен­ную схему расположения поездов на фидерной зо­не можно получить для данного момента времени t , имея тяговый расчет поезда для заданного типа поезда в зависимо­сти от пути (рис. 3.8.2.1., а) и предполагаемый или ис­полненный график дви­жения (рис. 3.8.2.1., б) поез­дов.

. К определению мест расположения и нагрузок поездов в мгновенной схеме для момента времени , на однопутном участке

. К расчету мгновенной схемы при двустороннем питании нагрузок

10. Расчеты мгновенных схем для участков переменного тока при одностороннем питаний.

Электровозы переменного тока потребляют существенно не синусоидальный ток. Тяговое усилие, развиваемое электровозом, пропорционально активной составляющей 1-й гармоники этого то­ка. Наряду с активной электровоз потребляет значительную реак­тивную мощность, расходуемую в первичной цепи на создание маг­нитных полей во всех элементах электрической сети в периодах проводимости и коммутации.

Обычно при расчетах мгновенных схем не синусоидальность на­грузок учитывают методом эквивалентной синусоиды, т. е. предпо­лагают, что нагрузки синусоидальны, а их действующие значения равны действующим значениям реальных несинусоидальных нагрузок

Полный ток, потребляемый электровозом, содержит активную (проекция вектора тока на вектор напряжения, подведенного к электровозу) и реактивную (проекция вектора тока на линию, пер­пендикулярную вектору напряжения) составляющие. Чем больше потребляемая электровозом реактивная мощность, тем больше проекция вектора тока на линию, перпендикулярную вектору на­пряжения (и меньше его проекция на вектор напряжения). Следо­вательно, на векторной диаграмме угол сдвига фаз между вектора­ми тока и напряжения показывает расход активной мощности, и расчеты мгновенных схем следует вести с учетом сдвига фаз меж­ду токами и напряжениями.

Схема одностороннего питания (рис3.9.2.8, а). Ток k-ro электровоза:

Ток подстанции

11. Расчеты мгновенных схем для участков переменного тока при двухстороннем питаний.

12. Методы расчета системы электроснабжения по графику движения.

Определение расчётных величин по вероятностному графику движения поездов. Это относится к грузовому движению поездов, которые не имеет определённого графика движения.

Поэтому методы расчёта разбиты на две группы:

Расчёт по заданному графику движения поездов;

Расчёт по заданным размерам движения поездов.

К методу расчёта на использовании заданного графика движения поездов относятся:

Метод равномерного сечения графика движения поездов;

Метод характерных сечений графика движения;

Метод непрерывного исследования графика движения.

В этих методах число и расположение поездов и их тип определяют непосредственно по заданному графику движения.

13. Методы расчета системы электроснабжения по графику движения.

14. Схемы соединения обмоток трансформатора на тяговых подстанциях

На дорогах однофазного тока тяговая сеть, как правило, питается от трехфазной линии передачи через трансформаторы.

При рассмотрении цепей переменного тока в электротехнике принято условливаться о направлениях электродвижущей силы (э.д.с.) и тока которые принимаются за положительные.

У каждой обмотки условно назначается «начало» и «конец». «Начало» обмоток согласно действующему стандарту обозначают начальными буквами алфавита (Л, В, С), а «конец» – последними буквами алфавита (X, У, Z). При этом для обмоток высшего напряжения используют прописные буквы А, В, С и X, У, Z, а для обмоток низшего напряжения – строчные а, b, с и х, у, z. Для однофазных трансформаторов обозначают соответственно А и Х и а и х.

.

Как видно из рис. 1.3.1.1а, ток в первичной обмотке, являющийся в своем контуре приемником энергии, направлен от начала обмотки А к концу X, а во вторичной обмотке, которая является в своем контуре источником энергии, ток направлен от конца обмотки х к началу а.

15. Схемы электроснабжения при различных системах тяги.

16. Посты секционирования и пункты параллельного соединения контактных подвесок.

Посты секционирования и пункты параллельного соединения, контактные подвесок. На двух путных или многопутных участках контактные подвески отдельных путей могут не иметь соединения между собой схема раздельного питания путей (рис. 1.2.2.3, а) или могут быть соединены с помощью специальных устройств в одной точке так называемая узловая схема (рис. 1,2.2.3, б), или в нескольких точках - схема параллельного соединения путей (рис.1. 2.2.3).

Рис. 1.2.2.3. Схемы питания контактной сети двух путного участка:

а – раздельное питание путей; б – узловая схема, в – параллельное соединение путей; 1 – тяговые подстанции; 2 – контактная сеть пути I; 3 – контактная сеть пути II; 4 – секционирующие устройства; 5 – пост секционирования; 6 – пункт параллельного соединения контактной сети путей.

При узловой схеме (см. рис. 1.2.2.3, б) примерно в середине фидерной зоны устраивается так называемый пост секционирования, на котором через выключатели и разъединители электрически соединяются между собой контактные подвески обоих путей. В случае повреждения контактной сети выходит из работы не весь участок между подстанциями, а лишь поврежденная секция между подстанцией и постом. При параллельном соединении путей (рис. 1.2.2.3, б), кроме поста секционирования, устраивают еще пункты параллельного соединения путей, которые электрически соединяют пути дополнительно в нескольких точках. Когда повреждается контактная сеть одного из путей, пункты параллельного соединения автоматически разъединяют контактные подвески, позволяя неповрежденному пути остаться в работе.

В рассматриваемых схемах примем следующие наименования участков контактной сети по признаку их питания. На рис. 1.2.2.3, а участки контактной сети между подстанциями – внизу (2) фидерная зона первого пути и наверху (3) фидерная зона второго пути. На рис. 1.2.2.3, б и в контактная сеть обоих путей составляет одну фидерную зону двух путей. При отключении выключателей поста секционирования эта фидерная зона распадается на несколько фидерных зон, при отключении, например, всех выключателей поста – на четыре зоны.

Поперечные соединения проводов контактной сети смежных, путей многопутного и двух путного участков выравнивают, нагрузки в проводах соединения улучшают условия рекуперации энергии, облегчают передачу энергии от рекуперирующего локомотива к локомотиву, который на участках переменного тока (рис. 1.2.2.4, б) сеть присоединяют посредством масляного выключателя на подстанции и разъединителя на опоре контактной сети.