2 Пояснительная записка (1221453), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Граница станции тяговой сети с 7493 километра 5 пикета по 7498 километр 7 пикет. В контактной подвеске станции используется контактный провод марки МФ-100, профиль представлен на рисунке 1.3, он состоит из двух желобов расположенных по всей длине провода и имеет округлое или овальное сечение. Используется несущий трос марки ПБСМ-95 для подвешивания контактного провода, профиль представлен на рисунке 1.2. Используется рельс марки Р65.
Рисунок 1.3 – Профиля: а – контактный провод МФ-100; б – несущий трос ПБСМ-95
Длинна перегона, от станции Магдагачи до станции Красная падь, составляет 11,6 километра. Контактный провод, рельс и несущий трос используются идентичные, как для четного направления, так и для нечетного направления: МФ-100, ПБСМ-95, Р65. В дополнение используется усиливающие провода марки А-185, способствующие снижению общего электрического сопротивления в контактной сети. По станции Красная Падь электроснабжение так же относится к ЭЧ-9. В пределах станции на 7510,3 находится пост секционирования [3].
От станции Красная Падь до станции Сулус расстояние по железнодорожному полотну составляет 27,6 километров. По станции Сулус расположена тяговая подстанция на 7538,2 километре. На подстанции установлено несколько трансформаторов марки ТДТНЖ-40000/220/27,5/10.
Расстояние перегона Сулус – Тыгда по железнодорожному полотну составляет 15 километров. Перегон оборудован нейтральной вставкой находящейся на 7542,7 километре. Она представляет собой промежуток контактной сети ограниченный с обеих сторон изолирующими сопряжениями, или как принято называть воздушными промежутками. На этом участке отсутствует напряжение, выполняется это для предотвращения короткого замыкания двух плеч тяговых подстанций. Как правило, при проезде нейтральной вставки машинист электровоза полностью отключает подачу тока с контактной сети, и электровоз продолжает движение по инерции. Объяснить это можно следующим: Токоприемник в момент нахождения в пределах изолирующего сопряжения замыкает оби секции контактной сети. При этом если заезд осуществляется под нагрузкой на обесточенный участок между полозом токоприемника и контактным проводом возникает электрическая дуга, приводящая к пережогу контактного провода [6]. Этот участок принято ограждать специальными знаками, уведомляющими машиниста о приближении к нейтральной вставке и готовности к отключению подачи тока на электровоз, а так же проследование ее электровозом.
Электрификация железнодорожной станции Тыгда окончена в 1987 году. В данное время на 7558,2 расположен пост секционирования. Длина контактного провода в пределах станции составляет 3000 миллиметров. Контактный провод, рельс, несущий трос и усиливающий провод в четном и нечетном направлениях используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65, А-185.
Перегон Тыгда – Чалганы составляет 22,4 километра. Станция Чалганы входит в состав Магдагаченского района, соответственно электроснабжение относится к ЭЧ-9. На 7580,6 километре располагается тяговая подстанция с трансформаторами ТДТНЖ-40000/220/27,5/10. Контактный провод, рельс, несущий трос и усиливающий провод в четном и нечетном направлениях используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65, А-185.
На перегоне по приближению к станции Ушумун, на 7581,6 километре расположена нейтральная вставка. По перегону и по станции Ушумун, расположенной в пределах с 7601,3 по 7604,2 километры, используются контактный провод, рельс, несущий трос следующих марок: МФ-100, ПБСМ-95, Р65. Электрификация железнодорожной стации переменным током начата в 1985 году. В данное время по станции на 7601,4 километре расположен пост секционирования.
Перегон Ушумун – Сиваки составляет 21,4 километра, электрифицирован переменным током по системе 25кВ. Используются контактный провод, рельс, несущий трос следующих марок: МФ-100, ПБСМ-95, Р65. В данное время Сиваки относятся к Магдагаченскому району, электрификация переменным током начата в 1985 году, электроснабжение числится на ЭЧ-9. На 7628,4 расположена тяговая подстанция с трансформаторами ТДТНЖ-40000/220/27,5/10. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Перегон Сиваки – Ту оборудован нейтральной вставкой расположенной на 7629,1 километре. Длина перегона составляет 22 километра по железнодорожному полотну. Как и по станции Ту, контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65. В пределах станции на 7649,4 расположен пост секционирования.
На следующем перегоне перед станцией Мухинская на 7676,3 расположена нейтральная вставка позволяющая разделить два участка контактной сети. По станции Мухинская на 7677,2 километре расположена тяговая подстанция с трансформаторами ТДТНЖ-40000/220/27,5/10. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Перегон от станции Мухинская до станции Берея составляет 20 километров. Электрификация участка переменным током начинается в 1984 году. В наше время по станции располагается пост секционирования на 7698,8 километре. Обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Расстояние до станции Шимановская составляет 20,3 километра. В настоящее время обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Перегон Шимановская – Селеткан оборудован нейтральной вставкой расположенной на 7731,10 километре железнодорожного пути. Станция Селеткан электрифицирована, как и станция, Шимановская в 1985 году. Обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. В приделах станции на 7741,2 километре расположен пост секционирования. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
До станции Ледяная расстояние по железнодорожному полотну составляет 21,4 километра. На 7760,4 километре перегона расположена нейтральная вставка. На 7764,6 километре находится тяговая подстанция. Обслуживание контактной сети осуществляет - Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. В 1996 году установлен трансформатор марки ТДТНЖ-40000/220-81-ХЛ1, в 2006 году дополнительно установлен трансформатор ТДТНЖ-40000/220-У1. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Протяженность по железнодорожному полотну от станции Ледяная до станции Усть-Пера составляет 33,5 километров. На 7790,1 километре расположен пост секционирования. Обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
До станции Свободный расстояние составляет 6,3 километра. Как по станции, так и по перегону контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65. На 7814 километре располагается тяговая подстанция с трансформаторами марки ТДТНЖ-40000/220-81-У1.
Перегон протяженностью в 9 километров Свободный – Арга, на 7814,4 километре оборудован нейтральной вставкой. Обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Расстояние до следующей станции составляет 20,9 километров. По станции Серышево в 1984 году проложена электрификация переменного тока. На 7844,8 километре, в пределах станции, оборудован пост секционирования. Обслуживание контактной сети осуществляет – Свободненская дистанция электроснабжения ЭЧ-4. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
Следующий перегон протяженностью 17,8 километров граничит со станцией Белогорск. На 7869,2 километре расположена тяговая подстанция с трансформаторами марки ТДТНЖ-40000/220-81-У1, установленными в 1983 году. Контактный провод, рельс, несущий трос в четном и нечетном направлениях, как по станции, так и по перегону используются: МФ-100, ПБСМ-95, Р65.
2 Анализ тяговых сетей системы электроснабжения железных дорог
Процесс развития на железной дороге с каждым днем набирает стремительные обороты. Увеличиваются транспортируемые веса грузовых поездов, и возрастает скорость пассажирских поездов. Все эти показатели, несомненно, влияют на развитие контактной сети, происходит регулярное преобразование устройства, совершенствования надежности, изменение методов обслуживания и ремонта.
Контактная сеть представляет собой участок электротяговой сети, состоящий из соответствующих частей способствующих беспрерывной передачи электрической энергии для дальнейшего токосъема электроподвижным составом (ЭПС): подвеска контактной сети с проводами, защитные, секционирующие, диагностические устройства [3].
В настоящее время существует несколько разновидностей подачи напряжения на тяговую подвижную единицу: воздушная контактная подвеска с одинарным или двойным контактным проводом, жесткий контактный рельс.
Устройство воздушной контактной подвески подразделяется на несколько систем: переменного тока промышленной частоты 50Гц по системе 25кВ, переменного тока по системе 2х25кВ, постоянного тока по системе 3кВ. Принципиальная схема электроснабжения электрифицированной железной дороги изображена на рисунке 2.1.
По воздушным линиям – 2, электрическая энергия от электростанций – 1 подается к районным трансформаторным подстанциям – 3. По высоковольтным воздушным линиям электрическая энергия поступает к тяговым подстанциям – ТП-ТП5, располагаются они непосредственно в близи от железнодорожных линий. От тяговых подстанций к электроподвижному составу (ЭПС) электроэнергия поступает через электротяговую сеть. В электротяговую сеть входят питающие – 5 и отсасывающие – 4 линии, изолирующие сопряжения – 10 и рельсовые сети – 9 [7].
Номинальное напряжение в контактной сети обычно ниже, чем номинальное напряжения на шинах тяговых подстанций: линии постоянного тока – 3кВ(на шинах напряжение достигает 3,3кВ); линии переменного тока – 25кВ(на шинах напряжение достигает 27,5кВ).
Рисунок 2.1 – Принципиальная схема электроснабжения
2.1 Тяговая сеть постоянного тока по системе 3кВ
На железнодорожном подвижном составе конструкцией предусматривается установка тяговых электродвигателей работающих на постоянном токе. Двигателя полностью отвечают требованиям надежности, достаточно экономичны, небольших габаритов и работают при необходимой мощности [6].
Конструкция электровозов работающих на участках контактной сети постоянного тока упрощается, если брать к сравнению ЭПС работающих на участках с переменным током. Объяснить это можно тем, что на электровозах постоянного тока отсутствуют достаточно габаритные блоки выпрямителей и трансформаторы, способствующие уменьшению подающегося напряжения с контактной сети к тяговым двигателям.
На Российских железных дорогах, оборудованных по системе постоянного тока, подается напряжение составляющее 3кВ. Упрощенная схема питания тяги представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 – Структурная схема питания контактной сети по системе 3кВ [7]
Трехфазное напряжение 110кВ подается с линий электропередач к вводам распределительной установки РУ110(220)кВ и распределяется между понижающими трехобмоточными трансформаторами. Между обмотками высшего напряжения (ВН) и низшего напряжения (НН) первичное напряжение понижается до 10кВ, после чего оно подается на РУ 10кВ. Далее трехфазным напряжением от РУ 10кВ получают питание преобразовательные трансформаторы, понижающие напряжение до 2,63кВ, после чего напряжение подается на выпрямители тяговой подстанции. Выпрямители преобразуют напряжение до 3,3кВ с постоянным током и поэтому от РУ 3,3кВ проложены две шины. Контактная сеть запитана через питающий фидер и шиной от РУ 3,3кВ с положительным потенциалом (+), обратный фидер (отсасывающий) соединяет между собой рельс и шину от РУ 3,3кВ с отрицательным потенциалом (−).
После того как электрическая энергия поступает через шины положительной полярности в контактную сеть, через токоприемник происходит питание тяговых электродвигателей ЭПС подключенных сериесно (последовательно), параллельно или сериес-параллельно (последовательно-параллельно), рисунок 2.3. На выходе из ТЭД, напряжение проходит к рельсу через контакт с колесными парами. По рельсовым цепям напряжение переходит к шинам отрицательной полярности.
От РУ 10кВ также питаются линии собственных нужд, электроснабжение не тяговых потребителей, а так же линейных потребителей. Линии собственных нужд представляет собой питание устройств защиты, сигнализации, вентиляции, отопления, освещения, также питаются устройства централизации, блокировки (СЦБ) перегонов и станций.
Между обмотками высшего напряжения (ВН) и среднего напряжения (СН) первичное напряжение понижается до 35кВ, после чего оно подается на РУ 35кВ, откуда получают питание районные трансформаторные подстанции.
Рисунок 2.3 – Общая схема четырёхосного электровоза постоянного тока: а – сериесное (последовательное) соединение ТЭД; б – параллельное соединение ТЭД; в – сериесное-параллельное (последовательно-параллельное) соединение ТЭД[6]
Таким образом, напряжение между любым участком контактной сети и рельсом составляет 3кВ. Для исключения потерь напряжения от контактной сети до ЭПС, на питающих шинах увеличивают напряжение на 10%, что в результате составляет 3,3кВ. Тяговые подстанции располагают на допустимом расстоянии друг от друга в пределах от 7 до 30 км в зависимости от грузонапряженности.
Достоинством тяговых сетей постоянного тока по системе 3кВ являются следующие показатели: нагрузка фаз внешней энергосистемы, питающая тяговую подстанцию, равномерная; простота устройства тяговых подвижных составов; влияние электромагнитного поля на смежные устройства железных дорог относительно мало; реактивные потоки по тяговым сетям отсутствуют, что сказывается на исключении необходимости использовании средств компенсации реактивной мощности.
К недостаткам можно отнести следующие параметры: сложность устройства тяговых подстанций; относительно близкое расстояние между тяговыми подстанциями, чему способствует пониженный уровень напряжения в тяговой сети; установка на ЭПС пусковых реостатов, что приводит к значительным потерям при пуске ТЭД.
2.2 Тяговая сеть переменного тока по системе 25кВ
Многолетний опыт использования в эксплуатации электрификацию по системе переменного тока напряжением 25кВ показывает значительную экономии на затратах при потреблении электрической энергии по сравнению с системой постоянного тока напряжением 3кВ. Так же на затратах отражается меньшее количество тяговых подстанций и соответственно их обслуживание.
Конструкция электроподвижных составов обращающихся под контактной сетью напряжением 25кВ, предусматривает установку понижающих трансформаторов с регулируемым напряжением. С целью преобразования переменного тока в постоянный (пульсирующий) ток, это связанно с проблемами вызванными коммутацией ТЭД, предусматривают использование выпрямительных установок. Конструкция выпрямительных установок в настоящее время основывается на полупроводниковых приборах. В настоящее время на ЭПС устанавливают управляемые выпрямители – статические электрические аппараты, обладающие обратимостью действия – в режиме тяга, работающие как выпрямитель, а при рекуперации как аппарат, преобразовывающий энергию постоянного тока, вырабатываемую ТЭД в генераторном режиме, в энергию переменного тока[1].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
