Системы электрической тяги

2. Системы электрической тяги

2.1. Выбор системы тягового электроснабжения железной дороги (3 кВ, 25 кВ, 2x25 кВ, многопроводные) производится при разработке технико-экономического обоснования электрификации участка или в результате предпроектных научно-исследовательских разработок. При этом следует учитывать систему тягового электроснабжения смежных, ранее электрифицированных железнодорожных участков, схему внешнего электроснабжения, наличие площадок для располо­жения тяговых подстанций, объем реконструкции железнодорожных, магистральных и местных линий связи и другие факторы.

Для снижения стоимости электрификации, в том числе затрат, свя­занных с развитием устройств внешнего электроснабжения, возмож­но использование систем электроснабжения с повышенной нагрузоч­ной способностью (2x25 кВ, многопроводных) на отдельных межподстанционных зонах.

Слабозагруженные участки следует электрифицировать, как пра­вило, по системе тягового электроснабжения линии, к которой они примыкают. В обоснованных случаях возможно питание подстанций постоянного тока по линии 10 - 35 кВ от соседней подстанции и дру­гие технические решения, снижающие стоимость работ.

2.2. Стыкование участков постоянного и переменного тока в пунк­тах смены рода тока выполняют, применяя электровозы двойного пи­тания или секционируя контактную сеть станций стыкования и пере­ключая секции на соответствующий род тока в увязке с электричес­кой централизацией.

Переключение секций контактной сети должно осуществляться на пунктах группировки переключателями с дистанционными привода­ми, сблокированными с соответствующими стрелками и сигналами; при этом должна быть обеспечена возможность перехода на ручное управление переключателями.

В отдельных случаях для стыкования допускается использование

вывозных тепловозов.

2.3 Система тягового электроснабжения должна обеспечивать пи­тание тяговых нагрузок как электроприемников категории I от двух независимых источников и предусматривать, как правило, двусто­роннее питание контактной сети; на межподстанционных зонах сле­дует предусматривать посты секционирования и в экономически обо­снованных случаях пункты параллельного соединения путей.

Рекомендуемые материалы

2.4, Устройства тягового электроснабжения должны обеспечивать пропускную и провозную способность участка в соответствии с за­данными в месяце максимальных перевозок размерами грузового и пассажирского движения (включая и пригородное), с учетом времени на технологические перерывы для ремонта и восстановления соору­жений и устройств, при следующих условиях работы участка и систе­мы тягового электроснабжения:

· мощность нагрузки основного оборудования тяговых подстанций и автотрансформаторных пунктов не должна превышать номиналь­ных значений при заданных размерах движения поездов и нормаль­ной схеме системы тягового электроснабжения;

· нагрев проводов контактной сети не должен превышать допусти­мых значений при раздельном питании путей;

· нормативы уровня напряжения в тяговой сети должны выполнять­ся во время движения поездов при нормальной (проектной) схеме пи­тания и секционирования контактной сети.

2.5.Значения допустимых коэффициентов использования пропуск­ной способности для компенсации внутрисуточных колебаний разме­ров движения принимаются равными: 0,85 — для однопутных желез­нодорожных линий; 0,91 — для двухпутных железнодорожных линий и дополнительных главных путей.

2.6. В проектах и на эксплуатируемых железнодорожных участках для вынужденных режимов определяется пропускная способность же­лезнодорожной линии по устройствам тягового электроснабжения с учетом использования резервного оборудования и в случае необходимости вводится соответствующее ограничение (увеличение межпоездного интервала) на пропуск поездов.

Система тягового электроснабжения в вынужденном режиме рабо­ты с выпадением подстанции проверяется при условии отключения каждой (одной) тяговой подстанции на железнодорожном участке.

2.7. Основные параметры системы тягового электроснабжения сле­дует устанавливать по результатам технико-экономических расчетов на перспективу с учетом возможности изменения параметров линии по мере изменения размеров перевозок. При этом должны быть пре­дусмотрены оптимальные экономические и технические показатели работы участка по стоимости электрификации, срокам службы уст­ройств, потерям энергии, применению рекуперации и другим фак­торам.

Коэффициент полезного действия системы тягового электроснаб­жения, коэффициент полезного действия и коэффициент мощности электроподвижного состава в продолжительном режиме его работы и нормальном режиме работы системы тягового электроснабжения не должны быть ниже значений, приведенных в табл. 2.1 и 2.2.

2.8.  Контактная сеть участков переменного тока с системой 25 кВ, соответствующая нагрузкам первого расчетного срока, не должна иметь усиливающих проводов, а постоянного тока — более одного усиливающего провода.

Первоначальные параметры отдельных сооружений и устройств следует выбирать исходя из условий эксплуатации без переустройства на следующие расчетные сроки:

объем основных служебно-технических зданий — 10 лет;

площадь сечения проводов электрических линий и контактных се­тей, количество агрегатов основного оборудования тяговых и пони­жающих подстанций — 5 лет.

В дальнейшем, при увеличении размеров перевозок или скорости движения поездов, допускается усиление тяговой сети. При этом кон­тактная сеть переменного тока не должна иметь больше одного уси­ливающего провода, а постоянного тока — более двух усиливающих проводов.

2.9.Мощность основного оборудования тяговых подстанций и ав­тотрансформаторных пунктов, включенных по нормальной (проект­ной) схеме, должна обеспечивать пропуск поездов средневзвешенной массы, определяемой по размерам движения за сутки месяца макси­мальных перевозок, включая соединенные поезда, с учетом сгущения поездов в интенсивный час.

                            Т а б л и ц а 2.1

Интервал между поездами в пакете и число пар грузовых поездов в интенсивный час необходимо принимать по табл. 2.3,

На слабозагруженных участках в вынужденном режиме при выпа­дении подстанции мощность основного оборудования оставшихся в работе подстанций проверяется на пропуск одного поезда средневзве­шенной массы в межподстанционной зоне.

2.10. Мощность тяговых подстанций необходимо определять, как правило, без учета рекуперации. При технико-экономическом обо­сновании с учетом возможной интенсивности рекуперации, стоимос­ти электрической энергии и электровозов с рекуперативным тормо­жением и других факторов для приема избыточной энергии рекупера­ции на участках постоянного тока следует устанавливать выпрямительно-инверторные агрегаты.

Т а б л и ц а  2.3

                                                                                                      

                                                                                                       Таблица 2.4

2.11. Площадь сечения проводов тяговой сети необходимо прове­рять по допустимому нагреву. Исходными данными для проверки яв­ляются массы поездов в пакете и технология их пропуска (график движения и межпоездной интервал) по участку с учетом возможности разгона на нем поезда после остановки.

Пакет принимается состоящим из поездов расчетной и максималь­ной массы.

Расчетная масса поездов определяется как средняя для части поез­дов, равной 25 % общего числа поездов, обращающихся на участке, в которую должны входить все поезда максимальной массы.

Число поездов максимальной массы в пачке, если их количество за сутки составляет менее 5 % общего числа поездов, следует принимать равным единице, если от 5 до 25 %, — то двум

Наибольшую допустимую температуру нагрева проводов следует принимать по табл. 2.4.

Допускается производить проверку проводов на нагревание по наибольшим эффективным значениям тока нагрузки. Допустимые длительные значения тока при температуре окружающего воздуха +40 °С и скорости ветра 1 м/с для неизношенных проводов контакт­ной сети переменного тока и воздушных линий электропередачи при­ведены в табл. 2.5, постоянного тока — в табл. 2.6.

Проверка производится на участках железной дороги:

однопутных — в режиме пропуска поездов при частично пакетном графике движения из трех поездов в направлении наибольшего элект­ропотребления с интервалом, определяемым по табл. 2.3., и одного — в обратном направлении;

двухпутных и многопутных — для размеров движения грузовых поездов в интенсивный час, определяемых по табл. 2.3, при раздель­ном питании путей;

слабозагруженных — в режиме протека с заданным интервалом двух поездов максимальной массы в направлении наибольшего электропотребления. При выпадении подстанций площадь сечения прово­дов проверяется на возможность пропуска одного поезда максималь­ной массы,

                                            

  Т а б л и ц а 2.5

Т а б л и ц а 2.6

2.12. Кратность перегрузок относительно значений тока, указан­ных в табл. 2.5 и 2.6, допускается: при длительности протекания тока 3 мин — не более 1,3, при 1 мин — не более 2,5; при плавке гололеда— не более 1,25; при профилактическом подогреве суммар­но с тяговым током — не более 1,25 и не менее 0,7.

2.13. Расчетное напряжение на токоприемниках электроподвижно­го состава (среднее значение за 3 мин) должно быть не менее 21 кВ при переменном токе и 2,7 кВ при постоянном токе.

На участках с максимальной скоростью движения пассажирских

поездов свыше 160 км/ч напряжение на токоприемнике локомотива пассажирского поезда (среднее значение за 1 мин) определяется без учета одновременного пропуска соединенных поездов и должно быть не ниже 24 кВ при переменном токе и 2,9 кВ при постоянном токе.

Напряжение на токоприемниках локомотивов слабозагруженных участков допускается не менее 19 кВ при переменном токе и 2,4 кВ при постоянном токе.

Определение уровня напряжения на токоприемнике производится в соответствии с расчетным режимом пропуска поездов, принятым по п. 2,9 настоящих Правил при нормальной схеме питания контактной сети.

2.14.  На участках железных дорог с преимущественно пригород­ным движением параметры устройств электроснабжения следует оп­ределять по числу пар пригородных поездов в часы максимального движения с минимальным межпоездным интервалом.

В случае движения пригородных и других поездов по одним и тем же путям необходимо проверять параметры устройств электроснаб­жения также по условиям пп. 2.9, 2.11, 2.13 настоящих Правил и вы­бирать наиболее тяжелый из этих режимов.

На многопутных участках железных дорог при расчетах следует учитывать принятую специализацию путей для пригородного, грузо­вого и пассажирского движения.

2.15. В расчетах нагрева проводов, уровня напряжения, а также то­ков короткого замыкания при тяге на постоянном токе необходимо учитывать износ контактного провода, равный 15 % площади полно­го сечения. На участках переменного тока износ контактного прово­да не учитывается.

2.16. Оборудование устройств тягового электроснабжения и элект­роподвижного состава следует выбирать исходя из максимальных значений установившегося тока короткого замыкания с учетом подпитки от соседних подстанций. Наибольшие возможные значения то­ков короткого замыкания приведены в табл. 2.7.

2.17. Расчетное значение тяговой нагрузки для определения мощ­ности тяговых подстанций, присоединяемых к энергосистеме, следует определять исходя из суммарной среднесуточной мощности тяговой нагрузки всех подстанций, получающих питание от этой энергосисте­мы, с учетом коэффициента суточной неравномерности и фактиче­ской скорости движения поездов на участке.

2.18. В случае применение системы 2x25 кВ и использования ее за­щитного действия на смежные коммуникации от электромагнитного влияния тяговой сети не допускается эксплуатация участка по вре­менной схеме питания по системе 25 кВ.

                                                                                     Таблица 2.7

*Для нового ЭПС.