Контрольная работа: Сооружения электроснабжения железных дорог
Все металлические сооружения (мосты, путепроводы, опоры), на которых крепятся элементы контактной сети, детали крепления контактной сети на железобетонных опорах, железобетонных и неметаллических искусственных сооружениях, а также отдельно стоящие металлические конструкции (гидроколонки, светофоры, элементы мостов, путепроводов и др.), расположенные на расстоянии менее 5 м от частей контактной сети, находящихся под напряжением, должны быть заземлены или оборудованы устройствами защитного отключения при попадании на сооружения и конструкции высокого напряжения.
Заземлению подлежат также все расположенные в зоне влияния контактной сети и воздушных линий переменного тока металлические сооружения, на которых могут возникать опасные напряжения.
Расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до поверхности земли при максимальной стреле провеса должно быть на перегонах не менее - 6,0 м (в труднодоступных местах - 5,0 м; на пересечениях с автомобильными дорогами, станциях и в населенных пунктах - 7,0 м).
При пересечениях железнодорожных путей расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до уровня верха головки рельса неэлектрифицированных путей должно быть не менее 7,5 м.
Схема питания и секционирования контактной сети, линий автоблокировки и продольного электроснабжения должна быть утверждена начальником железной дороги. Выкопировки из этой схемы включаются в техническо-распорядительный акт станции.
2. Схема электроснабжения железных дорог
Вначале для высокоскоростных линий, была разработана система тягового электроснабжения по трехпроводной схеме с использованием автотрансформаторов (АТ), позволившая значительно увеличить расстояние между тяговыми подстанциями. Эта система была затем принята в качестве стандартной для всех железных дорог, электрифицированных на переменном токе. Для участков малой протяженности была специально разработана система электроснабжения с коаксиальным кабелем.
В таблице 1 приведены принципиальные схемы различных систем тягового электроснабжения, применяемых на железных дорогах.
Таблица 1
| Система электроснабжения | Схема электроснабжения |
| Постоянного тока |  |
| Переменного тока с отсасывающими трансформаторами (ВТ) |  |
| Переменного тока с автотрансформаторами (АТ) |  |
| Переменного тока с коаксиальным кабелем |  |
Схема системы тягового электроснабжения постоянного тока представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема системы тягового электроснабжения постоянного тока HS CB — быстродействующие сетевые выключатели
Наиболее распространенными схемами электроснабжения систем централизации и блокировок СЦБ) предприятий железнодорожного транспорта являются схемы консольного и встречно-консольного питания. При схеме консольного питания (рис. 2) напряжение в линию СЦБ подается от одной из тяговых подстанций. В случае пропадания основного питания включается резервный выключатель на смежной тяговой подстанции. Если повреждение устойчивое и включение от смежной подстанции не даст успешного результата, резервирование устройств СЦБ производится по стороне 0,4 кВ от линии 6(10) кВ продольного электроснабжения. Расстояние между смежными подстанциями составляет порядка 15–25 км. Схема является основной для участков дорог с тягой на постоянном токе.
Рис. 3. Консольная схема построения ВЛ СЦБ АВР – автоматический ввод резервного питания; АПВ – автоматическое повторное включение; ПЭ – продольное электроснабжение
При встречно-консольной схеме (рис. 3) в нормальном режиме питание осуществляется от шин двух тяговых подстанций. В центре фидера устанавливается разъединитель или выключатель с дистанционным управлением. При отключении любой из питающих подстанций выключатель (разъединитель) включается и запитывает обесточенную полузону. В этом случае расстояние между двумя смежными подстанциями составляет 40–50 км. Схема является основной для участков дорог с тягой на переменном токе 27,5 кВ.
Рис. 3. Встречно-консольная схема построения ВЛ СЦБ УР – управляемый разъединитель; ДПР – два провода – рельс
3. Система тока и напряжения в контактной сети
Структура системы электроснабжения электрифицированной железной дороги представлена на рис. 4.
Рис.4. Блок-схема системы электроснабжения электрифицированных железных дорог.
По линиям 110 – 220 кВ электроэнергия поступает в энергохозяйство электрифицированной железной дороги.
Далее электроэнергия к объектам электрифицированной железной дороги поступает различными путями в зависимости от рода тока. Если тяга на постоянном токе, то на тяговой выпрямительной подстанции напряжение воздушных линий 110 – 220 кВ снижается приблизительно до 2,5 кВ, выпрямляется, сглаживается и при постоянном напряжении 3,0 (3,3) кВ передается по контактной сети, откуда питается подвижной состав. При этом вторым полюсом системы электроснабжения являются рельсы.
Если тяга на переменном токе, то имеют место три способа электропитания подвижного состава:
- при напряжении 27,5 кВ (25 кВ) переменного тока частотой 50 Гц;
- при напряжении 2х25 кВ переменного тока (с отсасывающими автотрансформаторами) частотой 50 Гц;
- при напряжении 15 кВ переменного тока частотой 162/3 Гц или 25Гц.
Далее внутри электроподвижного состава напряжение 15,25 (27,5) кВ переменного тока снижается примерно до 2,5 кВ, выпрямляется и передается к тяговым электродвигателям.
Для получения 15 – 25 кВ напряжение энергосистем на тяговых подстанциях снижается с помощью соответствующих трансформаторов, имеющих неординарные системы вторичных обмоток, обеспечивающих симметрию в сети.
Тяговые подстанции на постоянном токе обслуживают участок дороги с протяженностью до 18-20 км, переменном токе 27,5 кВ до 40-50 км, переменном токе 2х25 кВ – до 80-100 км.