ВКР (1227781), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 1.3 – Принципиальная схема системы тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ: А, В, С – фазы питающей ЛЭП; ВН – обмотка высокого напряжения; СН – обмотка низкого напряжения для питания районных потребителей; СН – обмотка среднего напряжения для питания тяговой нагрузки; ЭПС – электроподвижной состав [13]

Схема соединения обмоток тяговых трансформаторов обычно «звезда-треугольник» (рисунок 1.3). Тяговые однофазные нагрузки получают от обмотки СН трансформатора. Вывод «с» трансформатора подключен в рельсовую цепь, а выводы «а» и «в» к правому или к левому плечу контактной сети. Поэтому контактная сеть справа и слева от подстанции питаются от разных фаз. Во избежание короткого замыкания между ними монтируется нейтральная вставка (рисунок 1.3).

Между контактной сетью и рельсами напряжение 25 кВ, а на питающих шинах напряжение составляет 27,5 кВ. Расстояние между подстанциями в среднем 40–60 км. Структурная схема тяговой подстанции переменного тока 25 кВ с первичным напряжением 110(220) кВ и РУ 10(35) кВ для питания районных потребителей показана на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 – Структурная схема системы тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ [13]

На структурной схеме тяговой подстанции переменного тока показаны основные функциональные узлы подстанции:

- РУ 110(220) кВ; понижающие трехобмоточные трансформаторы;

- РУ 10 кВ; РУ 27,5 кВ.

Для электроснабжения потребителей, расположенных вдоль железных дорог, применяется система ДПР (два провода-рельс), питающаяся от шин РУ 27,5 кВ. От РУ 10 кВ получают питание районные или нетяговые потребители.

К достоинствам системы электрической тяги следует отнести:

- сокращение использования меди на сооружение контактной сети примерно в 2–3 раза по сравнению с системой тяги постоянного тока, сечение в среднем составляет 120–130 мм²;

- уменьшение потерь напряжения и энергии в устройствах тягового электроснабжения (доля потерь составляет до 5 % от номинального уровня);

- отсутствие электрокоррозии на подземные коммуникации, что освобождает от применения мер по их защите;

- подстанция (ТП) по наличию силового электрооборудованию гораздо проще, чем на переменном токе;

- расстояния между тяговыми подстанциями (ТП) в среднем составляет 40–60 км.

Недостатки системы переменного тока 25 кВ промышленной частоты заключаются в том, что:

- сильное электромагнитное влияние тяговой сети переменного тока на все низковольтные линии и металлические коммуникации, расположенные вблизи железных дорог;

- низкий коэффициент мощности, определяемый большим реактивным электропотреблением;

- искажение форм кривых тока и напряжения обусловленное применением преобразователей на электроподвижном составе приводит к дополнительным потерям и вызывает помехи в линиях связи, расположенных вблизи железных дорог;

- несимметричное потребление энергии от отдельных фаз питающей системы;

- низкая степень использования трансформаторов тяговых подстанций (всего на 68 % от их номинальных значений).

Электроподвижной состав на переменном имеет более низкие показатели надежности, чем на постоянном токе, это связано с дополнительной установкой силового оборудования (трансформатор, выпрямитель для двигателя постоянного тока) внутри локомотива [13].

Энергетический комплекс возглавляет «Трансэнерго» – филиал ОАО «РЖД» (ЭЭ), который управляет Дальневосточной дирекцией по энергообеспечению. Цель – осуществление функций по удовлетворению потребностей ОАО «Российские железные дороги» в электрической энергии, покупка, передача и распределение электрической энергии другим филиалам ОАО «РЖД», присоединенным к электрическим сетям ОАО «РЖД», осуществление деятельности по оказанию услуги по передаче электроэнергии потребителям этой услуги в целях получения прибыли.

Основные задачами данного комплекса являются:

- взаимодействие с организациями любых форм собственности для обеспечения ОАО "РЖД" электрической энергией;

- ведение централизованных расчетов с поставщиками электрической энергии за потребленную ОАО "РЖД" электрическую энергию, с потребителями за оказанные им услуги по передаче электрической энергии, а также расчеты по иным видам деятельности;

- организация разработки и реализации программы по модернизации устройств коммерческого учета электрической энергии, экономному расходованию электрической энергии на основе анализа работы устройств электроснабжения;

- осуществление обследования электрических установок потребителей, проверка соблюдения ими режимов потребления электрической энергии;

- осуществление контроля за использованием лимитов электрической энергии;

- организация внедрения и эксплуатации автоматизированных систем контроля и учета электрической энергии;

- взаимодействие с федеральными органами государственной власти и органами государственной власти субъектов Российской Федерации по вопросам ценообразования на электрическую энергию, а также на услуги по передаче электрической энергии;

- взаимодействие со структурными подразделениями ОАО «РЖД» при реализации соглашений с субъектами Российской Федерации.

Главные виды деятельности – покупка электрической энергии для удовлетворения потребностей ОАО «РЖД» в электрической энергии; оказание услуг по передаче электрической энергии потребителям этих услуг [14].

Работа железных дорог имеет определенную специфику. Предприятия, сооружения, устройства железнодорожного транспорта расположены на огромной территории. Тысяча железнодорожных станций, разъездов, депо, устройств связи и сигнализаций, дистанций пути, дистанций электроснабжения, вычислительных центров должны обеспечить бесперебойную и согласованную работу по выполнению планов перевозок грузов и пассажиров. В работе железной дороги перебои ведут к значительным экономическим, техническим и трудовым затратам. Все комплексы на железной дороги взаимосвязаны между собой. Во избежание инцидентов, нужно знать точки пересечения предприятий железнодорожных комплексов, уметь обнаруживать возможные ошибки в работе персонала и предприятий железной дороги и находить методы их решения [15].

2 Определение взаимодействующих системных блоков смежных инфраструктур

2.1 Взаимное влияния систем локомотивного хозяйства и систем энергоснабжения

Энергетический комплекс и локомотивный тесно взаимосвязаны между собой. Благодаря системам электроснабжения на железной дороге, локомотив в свою очередь приходит в движение. Рассмотрим эту связь на примере: тяговая подстанция – контактная сеть – электровоз. Электрическая энергия поступает на электрический транспорт через контактный провод. Для этого существует система тягового электроснабжения, которая включает в себя тяговые сети, тяговые подстанции и системы их управления. Система электроснабжения электрического транспорта получает электроэнергию от энергетической системы. Под энергетической системой понимают совокупность электрических станций и подстанций, электрических сетей, а также распределения электрической энергии. На тяговые подстанции электрического транспорта питание поступает от подстанций энергосистемы, которых называют центрами питания. Тяговые подстанции преобразуют электрическую энергию по роду тока и уровню напряжения. От тяговой подстанции ток поступает по питающим линиям в контактную сеть и через токоприемник, скользящего по контактному проводу, протекает к тяговым электрическим двигателям. Через рельсы ток возвращается по отсасывающему проводу обратно к тяговой подстанции [15]. За исправным состоянием системы энергоснабжения следит дистанция электроснабжения (шифр ЭЧ). Дистанцией электроснабжения называется административно-хозяйственное подразделение железной дороги, осуществляющее через свои сети и подстанции электроснабжение всех железных дорог, потребителей электроэнергии. Техническое руководство работой дистанции электроснабжения осуществляется службой электроснабжения. В составе дистанции электроснабжения имеются районы контактной сети, тяговые подстанции, районы электроснабжения, ремонтно-ревизионный участок, группа диспетчеров, мастерские и лаборатории. Основной задачей данного подразделения является бесперебойное и исправное электроснабжения всех железных дорог и потребителей электроэнергии. Работники дистанции электроснабжения проводит профилактические, ревизионные и ремонтные работы в электроустановках, капитальный ремонт оборудования сетей, модернизацию или замену устаревшего оборудования, внедряет системы автоматики и телемеханики, осуществляет мероприятия, направленные на повышение надёжности и устойчивости работы электротехнического устройства. Дистанция электроснабжения обеспечивает восстановление повреждённых устройств электроснабжения, разрабатывает и утверждает порядок сбора бригад и выезда их к месту работ [16]. Это подразделение также отвечает за безопасность на железной дороге.

2.1.1 Принципиальная схема электровоза 2ЭС5К с МСУД

Переход на ручное регулирование осуществляется переключением тумблера S3 в положение «Ручное регулирование». При этом снимается напряжение + 50 В с контакта 3 разъема X16 шкафа МСУД, переключая его в режим ручного регулирования. При ручном регулировании в режиме тяги схема обеспечивает плавное изменение величины выпрямленного напряжения на выходе ВИП в пределах всех четырех зон регулирования и защиту от буксования.

Схема собирается так же, как и при авторегулировании. Напряжение на электродвигателях регулируется путем установки рукоятки усилия контроллера машиниста в положение «Н» или «УН» с последующей установкой ее в положение «Ф». При этом на экран блока индикации БИ I выводятся величины задаваемой зоны и угла открытия ВИП. Уменьшение или сброс задания осуществляется путем установки рукоятки усилия в положение «С» с последующей установкой ее в положение «Ф» (фиксирование) или «О» (сброс задания в ноль) [17].

Рисунок 2.1 – Принципиальная схема электровоза 2ЭС5К с МСУД

На данной схеме наглядно видно, как локомотивный комплекс связан с энергетическим комплексом.

2.1.2 Принципы работы систем и аппаратов защиты

Под защитой понимают ограничение свободных процессов при их выходе в область аварийных или экстремальных режимов. Аварийные режимы возникают преимущественно в результате независимых внезапных или постепенных отказов отдельных элементов оборудования, которые вызывают зависимые отказы других элементов. Защита от аварийных режимов не предотвращает их возникновение, а лишь ограничивает последствия таких режимов тем сильнее, чем выше быстродействие осуществляющих ее аппаратов. Срабатывание их приводит к прекращению функционирования (выключению) защищаемой части оборудования или всего локомотива. Экстремальные режимы чаще всего связаны с работой оборудования в условиях более тяжелых, чем нормальные, например, при перегрузках, перенапряжениях и т. д., вызывающих с течением времени лишь постепенные отказы элементов оборудования. При этом аппараты защиты могут быть не столь быстродействующими, как для аварийных режимов, могут не прекращать функционирование оборудования, а лишь облегчать режимы работы. Например, возможен переход с позиций ослабленного возбуждения на полное, снижение интенсивности переключения пусковых или тормозных позиций и др.

Характеристики

Список файлов ВКР