Контрольная работа: Система тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ и режимы её работы

Для одновременного питания районных и тяговых трансформаторов используют трех обмоточные однофазные трансформаторы (рис.3). В этой схеме трансформаторы Т1, Т2, Т3 подключают к первичным шинам 110(220) кВ по схеме полного треугольника. Для тяги используют вторичные обмотки только двух трансформаторов Т1 и Т2. Третьи обмотки всех трёх трансформаторов соединяют в треугольник для питания районных нетранспортных потребителей. Трансформатор Т3, питающий только районный потребитель, является резервным для тяги и должен иметь три варианта подключения к шинам 110(220) кВ и два варианта - к РУ 55 кВ. При выходе из строя одного из тяговых трансформаторов третий заменяет его, а районный потребитель питается от открытого треугольника с ухудшенными качествами напряжения.

На ТП с двухобмоточными однофазными тяговыми трансформаторами для питания районных потребителей устанавливают два трёхфазных двух или трех обмоточных трансформаторов, один из которых резервный. Такой вариант схемы ТП требует пять трансформаторов. При этом районный и тяговый потребители разделены, что приводит к значительному снижению влияния тяги на районный потребитель.

Для улучшения электроснабжения районных потребителей схему с тремя трёхобмоточными тяговыми трансформаторами дополняют одним трёхфазным двух или трёхобмоточным трансформатором для районных нетранспортных потребителей (рис.3).

Параллельная работа по контактной сети ТТ с однофазными трансформаторами (СТЭ 2х25 кВ) и ТП с трёхфазными трансформаторами (СТЭ 1х25 кВ) не возможна, так как однофазные трансформаторы подают в тяговую сеть линейное напряжение ЛЭП, а трёхфазные трансформаторы – фазное напряжение. Угол между этими напряжениями - 30 эл. градусов.

U_B

U _ВА

U_CB

U_A U_C

U_AC

Стыкование двух систем тяги выполняют на ТП, на которой устанавливают два трёхфазных трансформатора Т1 и Т2 для питания одного плеча напряжением 25 кВ и два однофазных Т3 и Т4 – для другого плеча напряжением 55 кВ (рис.4). Второй трансформатор устанавливают для резерва. На стыковой подстанции трёхфазный трансформатор загружен одним плечом тяги. По КС между СТЭ 1х25 кВ и 2х25 кВ устанавливают нейтральную вставку.

Подстанции с однофазными трансформаторами потребляют из ЛЭП 110(220) кВ несимметричный ток.

4. Принципиальная схема автотрансформаторного пункта

Важным элементом СТЭ 2х25 кВ являются автотрансформаторные пункты (АТП). На двухпутном участке на АТП устанавливают АТ независимо на каждый путь. АТ располагают на расстоянии 7 – 25 кВ.

АТ подключают к КС и ПП через разъединители. Средний вывод АТ присоединяют к средней точке дроссель – трансформатора. АТП оборудованы короткозамыкателями (КЗ), на который воздействует защита АТ. Отключается АТ при отсутствии напряжения в КС. Отключение одного АТ не нарушает движение поездов, а только несколько снижается напряжение КС и увеличивается нагрузка смежных АТ (рис. 5).

Посты секционирования (ПСК) в СТЭ 2х25 кВ имеют такое же значение, что и в СТЭ 1х25 кВ: облегчить условия работы защиты КС, улучшить режим напряжения, уменьшить потери активной мощности, ограничить участок КС, с которого снимается напряжение при повреждении.

ПС имеет две шины, фидера – двухфазные выключатели. ПСК оборудован защитой КС, телемеханикой, ТСН от ДПР (рис. 6).

ОД

КЗ

АТ

Рис. Электрическая схема автотрансформаторного пункта: П – питающий провод, К – контактная сеть, ОД – отделитель, ЗР - заземляющий разъединитель, КЗ – короткозамыкатель, АТ – автотрансформатор, ТР – тяговый рельс

Симметрирование токов и напряжений в питающей сети. В СТЭ 2х25 кВ, так же как в СТЭ 1х25 кВ, необходимо выполнять симметрирование токов в трёхфазной ЛЭП. Симметрирование выполняется путём циклического изменения присоединения однофазных трансформаторов ТП к проводам ЛЭП.

В схеме фазировки однофазных трансформаторов к шинам КС подключают начала первых обмоток 27,5 кВ обоих трансформаторов, а к шинам ПП – концы вторых обмоток. Концы первых обмоток соединяют с началом вторых и подключают к рельсам.

Из векторных диаграмм вторичных обмоток трансформаторов видно, что угол между напряжениями шин КС равен 120 эл. град. И Uном = 27,5 √3 = 47,6 кВ. Такое же напряжение между шинами ПП. Это вызывает необходимость подключать один провод ДПР к шинам КС одного трансформатора , а другой к к шине ПП второго трансформатора. Так же подключают ТСН.

Возможен другой вариант фазировки ТП. К шинам КС подключают первую обмотку одного трансформатора и вторую обмотку второго трансформатора. К шинам ПП – наоборот вторую обмотку первого трансформатора и первую обмотку второго трансформатора. Между шинами КС напряжение равно 27,5 кВ и угол между векторами составляет 60 эл. град. Такое же напряжение между шинами питающего провода. В этой схеме ДПР может быть подключён к шинам КС.

В обоих схемах фазировка подключения трансформаторов к шинам 27,5 кВ одинаково на всех ТП. КС получает питание от трансформаторов смежных ТП, подключённых к одноимённым фазам ЛЭП. Это обеспечивает двустороннее питание КС.