УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В систему электрифицированных железных дорог России (рис.1) входят сооружения и устройства, составляющие ее внешнюю часть (тепловые, гидравлические и атомные электростанции, линии электропередачи) и тяговую часть (тяговые подстанции, контактная сеть, рельсовая цепь, питающая и отсасывающая линии).

Рис.1 «Общий вид электрифицированной ж.д.постоянного тока и питающих её устройств: 1- электростанция; 2 – повышающий трансформатор; 3 – высоковольтный выключатель; 4 – линия электропередачи; 5 – тяговая подстанция; 6 – блок быстродействующих выключателей и разъединителей; 7 – отсасывающая линия; 8 – питающая линия; 9 – выпрямитель; 10 – тяговый трансформатор; 11 – высоковольтный выключатель; 12 – разрядник.

Электростанции вырабатывают трехфазный ток напряжением 220-380 В, который затем повышают на подстанциях для передачи на большие расстояния.

Вблизи мест потребления электроэнергии напряжение понижают на трансформаторных подстанциях до 220 кВ и подают в районные сети высокого напряжения, к которым подключены потребители электроэнергии, в том числе и тяговые подстанции электрифицированных железных дорог, питающие контактную сеть.

Электрифицированные железные дороги России работают на постоянном или однофазном переменном токе.

Относительно низкое напряжениеявляется основным недостатком системы постоянного тока. Для поддержания нужного уровня напряжения на токоприемниках локомотивов тяговые подстанции размещают на расстоянии 10-25 км. На линиях с большой грузонапряженностью и интенсивным пассажирским движением приходится не только уменьшать расстояние между подстанциями, но и увеличивать сечение контактной сети (подвешивают дополнительный контактный провод).

Тяговые подстанции переменного тока служат только для понижения напряжения переменного тока, получаемого от электросетей, до 27,5 кВ.

Контактная сеть предназначена для передачи электрической энергии, получаемой от тяговых подстанций к электроподвижному составу и должна обеспечивать надежный токосъем при наибольших скоростях движения в любых атмосферных условиях.

Существуют различные конструкции контактной сети для наземного электрического транспорта и метрополитенов. На наших железных дорогах принята конструкция (рис.2), основными элементами которой являются опоры; контактная подвеска, состоящая из несущего троса, контактных и усиливающих проводов; консоли, фиксаторы и т.д.

Рис.2 Устройство контактной сети на двухпутном перегоне: 1 – несущий трос; 2 – контактный провод; 3 – усиливающий провод; 4 – струна; 5 – фиксатор; 6 – консоль; 7 – опора.

Рис.3 Цепная одинарная подвеска: 1 – консоль; 2 – несущий трос; 3 – струны; 4 – изолятор; 5 – контактный провод; 6 – фиксатор.

Опоры железобетонные или металлические располагаются вдоль железнодорожного пути на расстоянии 65-80 м друг от друга.

Консоли укреплены в верхней части опор. К ним на изоляторах подвешен медный или биметаллический несущий трос.

Контактный провод изготовлен из меди и с помощью струн подвешен к биметаллическому или медному несущему тросу. Расстояние между струнами обычно составляет 6-12 м.

На прямых участках пути контактные провода расположены в плане зигзагообразно относительно оси пути на 300 мм в каждую сторону (рис.4). Это необходимо для обеспечения равномерного износа накладок токоприемников электроподвижного состава.

Рис.4 Расположение контактного провода на прямых участках

Такое расположение контактного провода осуществляется с помощью фиксаторов, размещенных на каждой опоре. Фиксаторы также препятствуют раскачиванию контактной сети от бокового ветра.

Для уменьшения стрел провеса контактного провода при сезонном изменении температуры его оттягивают к опорам, которые называются анкерными, и через систему блоков и изоляторов к ним подвешивают грузовые компенсаторы (рис.5.).

Рис.5 Сопряжение анкерных участков: 1,4 – анкерные опоры; 2,3 – переходные опоры; I, II – контактные подвески сопрягаемых анкерных участков

Высота подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть не менее 5750 мм и не превышать 6800 мм.

Для надежной работы контактной сети и удобства обслуживания ее делят на отдельные участки (секции) с помощью воздушных промежутков и нейтральных вставок (изолирующих сопряжений), а также секционных и врезных изоляторов.

При проходе токоприемника электроподвижного состава по воздушному промежутку он кратковременно электрически соединяет обе секции контактной сети. Если по условиям питания секций это недопустимо, то их разделяют нейтральной вставкой, которая состоит из нескольких последовательно включенных промежутков (рис.6).

Рис.6 Нейтральная вставка: 1 – дополнительная контактная подвеска; 2,3 – секционные разъединители; 4,5 – предупредительные сигналы; I,II – контактные подвески сопрягаемых анкерных участков.

Применение таких вставок необходимо на участках переменного тока, когда смежные секции питаются от разных фаз трехфазного тока. Длина нейтральной вставки устанавливается с таким расчетом, чтобы при любых положениях поднятых токоприемников электроподвижного состава полностью исключалось одновременное замыкание контактных проводов нейтральной вставки с проводами прилегающих к ней секций контактной сети.

3.2 ХОЗЯЙСТВО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ПРЕДПРИЯТИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Руководство отраслью электроснабжения всех железных дорог и промышленных предприятий железнодорожного транспорта осуществляет Департамент электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД». Главными задачами Департамента являются обеспечение бесперебойной работы устройств электроснабжения, развитие базы электроснабжения, разработка планов электрификации железных дорог.

Департамент осуществляет оперативное и техническое руководство службами электроснабжения железных дорог, важнейшей задачей которых является бесперебойное снабжение электрической энергией электрифицированных участков дороги и потребителей электрической энергии во всех отраслях хозяйства дороги, а также всех других потребителей, подключенных к электросетям дороги.

Свою деятельность службы осуществляют через линейные предприятия — дистанции электроснабжения.

В функции дистанций электроснабжения входят:

· прием электрической энергии от единой электрической сети страны и подача ее в контактную сеть;

· содержание и обслуживание подстанций, контактной сети, электрических сетей нетяговых потребителей и других технических устройств, относящихся к электроснабжению, кроме рельсовых цепей, которые обслуживаются дистанциями пути.