Системa электроснабжения 2х25 кВ

В России применяется также система электроснабжения 2х25 кВ с автотрансформаторами. На тяговой подстанции установлены специальные однофазные трансформаторы, вторичные обмотки которых состоят из двух секций, каждая рассчитана на 27,5 кВ. Эти секции соединены последовательно, а общая точка подключена к рельсам. Вывод одной секции вторичной обмотки подключен к проводам контактной сети, а другой – к дополнительному питающему проводу, который подвешивают на опорах контактной сети. Таким образом, контактная сеть и питающий провод с учетом потери напряжения находятся под напряжением 25 кВ по отношению к земле, а между ними напряжение равно 50 кВ. Схем данной системы электроснабжения приведена на рисунке 119.

Рисунок 119 – Схема системы электроснабжения 2х25 кВ

В межподстанционной зоне на расстоянии 8–15 км друг от друга установлены автотрансформаторы с коэффициентом трансформации, равным 2. Автотрансформаторы подключены к проводам КС и питающему проводу, а средняя точка – к рельсам.

При системе электроснабжения 2x25 кВ электрическая энергия от ТП передается по проводам КС к питающему проводу при номинальном напряжении 50 кВ, в результате ток в тяговой сети вдвое меньше, чем потребляемый ЭПС, что уменьшает потери напряжения и энергии и позволяет увеличить расстояние между ТП до 100 км. При движении поезда по участку автотрансформаторы принимают нагрузку, понижают напряжение до 25 кВ и подают его в КС, от которой питаются ЭПС.

На подстанциях, питающих контактную сеть, осуществляется защита от токов короткого замыкания с помощью быстродействующих автоматических выключателей на линиях постоянного тока и масляных выключателей на линиях переменного тока.

Кроме того, для защиты КС от токов перегрузки и коротких замыканий между ТП устанавливают ПС. На двухпутных и многопутных участках выключателями поста секционирования электрически соединяют КС параллельно расположенных главных путей. Таким образом, создается схема узлового питания, при которой ЭПС получает электроэнергию по КС всех главных путей от двух ТП. На рисунке 120приведена схема электроснабжения участка тяговой сети с ПС и ППС.

Рисунок 120 – Схема электроснабжения участка тяговой сети с ПС и ППС

При схеме узлового питания в случае повреждения на каком-либо из участков между ТП и ПС защитная аппаратура отключит сеть только того участка, где произошло повреждение, а по остальным может продолжаться движение поездов.

На грузонапряженных двухпутных и многопутных линиях для повышения напряжения на токоприемнике дополнительно предусматривается параллельное соединение контактных сетей в нескольких местах между тяговыми подстанциями, которое осуществляется установкой специальных пунктов параллельного соединения (ППС).

Для обеспечения надежной работы при повреждении сети и удобства обслуживания контактную сеть секционируют, т.е. разделяют на участки (секции), которые могут быть электрически изолированы друг от друга. Секционирование выполняется посредством изолирующих сопряжений а.у. и секционных изоляторов. Соседние секции связываются при помощи секционных разъединителей, которые могут включаться или отключаться. Такое деление КС позволяет при необходимости отключить любую секцию, не нарушая движения поездов на остальных участках.

7.2. Проектирование схем питания и секционирования контактной сети

Для каждого участка электрифицированной линии разрабатывают схему питания и секционирования КС, на которой показывают:

– ТП;

– ПС;

– питающие и отсасывающие линии;

– изолирующие сопряжения и нейтральные вставки;

– секционные разъединители с указанием нормального положения (нормально включенный или отключенный);

– секционные изоляторы;

– ППС;

– автотрансформаторы и отсасывающие трансформаторы;

– линии продольного электроснабжения и автоблокировки;

– пересечения КС воздушными линиями;

– ИССО, пересекающие КС, и некоторые другие данные.

На схемах питания и секционирования применяют следующие основные условные обозначения:

	электрифицированный путь;
	неэлектрифицированный путь;
	питающая линия;
	отсасывающая линия;
	изолирующее сопряжение;
	два изолирующих сопряжения с нейтральной вставкой;
	секционный изолятор;
	разъединитель с моторным приводом нормально включенный и нормально отключенный;
	разъединитель с моторным приводом, телеуправляемый, нормально включенный и нормально отключенный;
	разъединитель с ручным приводом нормально включенный и нормально отключенный;
	разъединитель с ручным приводом и заземляющим ножом нормально включенный и нормально отключенный;

Схема питания и секционирования контактной сети должна быть спроектирована так, чтобы были обеспечены минимальные потери напряжения и энергии в сети при нормальном режиме работы и минимальные нарушения графика движения поездов при выходе из работы какой-либо секции КС. При этом на станциях необходимо обеспечить максимальную самостоятельность маршрутов.

В процессе проектирования предусматривают продольное и поперечное секционирование контактной сети, а также секционирование с обязательным заземлением отключаемой секции; выполняют подключение питающих линий от тяговых подстанций, подключение отсасывающих линий; подключение постов секционирования, выполняют питание и секционирование линий продольного электроснабжения и автоблокировки и др.

Продольное секционирование – это электрическое разделение КС вдоль электрифицированной линии у каждой тяговой подстанции и каждого поста секционирования посредством изолированных сопряжений. Кроме того, в отдельные продольные секции выделяются контактные сети перегонов и станций (см. рисунок 121).

Рисунок 121 – Продольное секционирование КС

Если на линии имеются крупные тоннели или мосты с ездой понизу, их контактные сети также иногда выделяют в самостоятельные продольные секции.

Каждая секция получает электроэнергию от питающей линии тяговой подстанции, и (или) от соседних секций контактной сети. Секции между собой соединяются секционными разъединителями:

– нормально отключенными если питание секций осуществляется от питающих линий тяговой подстанции или через пост секционирования (на рисунке 121 разъединители А и Б);

– нормально включенными если питание осуществляется непосредственно от соседней секции (на рисунке 121 разъединители В и Г).

Питающие линии от тяговой подстанции и линии для соединения с постом секционирования подключаются к контактной сети через нормально включенные разъединители (на рисунке – Ф1, Ф3 и С1, С3).

Все оперативные разъединители сейчас, как правило, выполняются с моторными приводами и включаются в схему телеуправления.

При продольном секционировании участков переменного тока в местах раздела фаз у тяговых подстанций предусматривают два рядом расположенных изолирующих сопряжения с нейтральной вставкой между ними.

Рисунок 122 – Нейтральная вставка

Длина рабочей части нейтральной вставки должна быть такой, чтобы все поднятые в самой невыгодной комбинации токоприемники электровозов или электропоездов помещались на нейтральной вставке. Места расположения нейтральных вставок выбирают с проверкой по тяговым расчетам возможности безостановочного проследования вставки поездом на электротяге со скоростью входа на нее 20 км/ч.

Нейтральные вставки оборудуют двумя нормально отключенными секционными разъединителями (на схеме 122 Н₁ и Н₃). Один из этих разъединителей может быть включен том в случае, если ЭПС остановится на нейтральной вставке по каким-то нештатным причинам и ему нужно будет дать возможность тронуться. Кроме того, эти разъединители включаются на время плавки гололеда электрическим током (если на участке предусмотрена схема плавки гололеда).

Поперечное секционирование выполняется на двухпутных и многопутных участках, на станциях. При поперечном секционировании, прежде всего, электрически отделяются друг от друга подвески главных путей (на рисунке 123 – секции 1 и 2). Станционные пути или группы путей могут выделяться в отдельные секции (на рисунке – секция 3), а могут и входить в секцию главного пути, к которому они примыкают (секция 1):

Рисунок 123 – Поперечное секционирование

Выделение в отдельные поперечные секции групп второстепенных путей определяется их числом и назначением. В одной секции могут находится до 3-5 путей (а иногда и более), при этом должно учитываться назначение путей, объем и скорость движения. Например, если по главным путям осуществляется скоростное движение, все второстепенные пути на станциях всегда секционируются от скоростных главных путей.

На крупных станциях в отдельные поперечные секции, как правило, выделяют парки путей.

Поперечные секции, как правило, соединяют разъединителями (за некоторыми исключениями, которые мы рассмотрим ниже):

– нормально включенными для питания отдельных поперечных секций станционных путей от главных путей (на рисунке 123 – ПII-4);

– нормально отключенными между секциями главных путей (на рисунке разъединитель 123 ПI-II), а также между другими секциями, если их питание осуществляется отдельными питающими линиями от тяговой подстанции.

Секционирование с обязательным заземлением отключенной секции осуществляют для следующих путей вне зависимости от общего числа электрифицируемых путей станции:

– каждого из погрузочно-разгрузочных;

– снабжения пассажирских составов водой и налива емкостей;

– осмотра крышевого оборудования;

– электродепо и пунктов экипировки;

– отстоя ЭПС.

Если при отстое ЭПС не предполагается возможности приближения обслуживающего персонала к КС (для осмотра крышевого оборудования и т.п.) такие пути могут секционироваться без заземления.

На участках постоянного тока обязательное заземление отключенной секции может осуществляться секционным разъединителем с моторным или ручным приводом и заземляющим ножом.

На участках переменного тока обязательное заземление отключенной секции, как правило, осуществляется с помощью разъединителей–заземлителей с моторным приводом (см. рисунок 124)

Рисунок 124 – Обязательное заземление отключенной секции с помощью разъединителей–заземлителей на переменном токе

Приводы разъединителей–заземлителей сблокированы с приводами разъединителей для подачи напряжения так, что одновременно включить их невозможно. Число разъединителей-заземлителей на участках переменного тока, где на отключенных секциях наводится напряжение от соседних секций, выбирается с учетом требований техники безопасности: участки контактной подвески, на которые возможен доступ людей, должны быть надежно заземлены с двух сторон, при этом расстояние между заземлениями должно быть не более 200 м.

Как правило, при секционировании с обязательным заземлением отключенной секции, разъединители для подачи напряжения в выделенные секции проектируют нормально включенными, за исключением путей для налива емкостей горючими жидкостями, где эти разъединители должны быть нормально отключенными, а секции нормально заземлены по соображениям пожарной безопасности.