Введение

Внедрение электрической тяги поездов в большей степени, чем другие реконструктивные мероприятия, проводившиеся с тридцатых годов двадцатого века, преобразило облик железных дорог или инициировало также преобразования. Трудом нескольких поколений отечественных ученых, инженеров и рабочих, проектировщиков, строителей, монтажников и эксплуатационников, конструкторов и изготовителей электроподвижного состава (ЭПС). Россия добилась впечатляющих успехов в области электрической тяги поездов. Так протяженность электрифицированных железных дорог России – давно наибольшая в мире. Сегодня она составляет почти сорок три тысячи километров – половину эксплуатационной длины сети. Созданы грандиозные электрифицированные транспортные коридоры, являющиеся международными. На электрической тяге выполняется более 80 процентов сетевого грузооборота.

Однако эти достижения можно считать лишь количественными. Не менее значителен перечень качественных показателей, позволивших в своё время отечественной науке и технике занять передовые позиции в мире. Назовем лишь некоторых из них.

В области тягового электроснабжения к достижениям мирового уровня, в частности относится перевод в сороковых, шестидесятых годах линий постоянного тока 1,5 на 3кВ, создание на переходный период электросекций на оба напряжения. Это позволило не только с повышение мощности электровозов, массы поездов и размеров движения, но и избежать затруднений, которые испытывают сейчас, например, дороги Франции и Нидерландов, сохранившие у себя давно устаревшую систему 1,5кВ. Перевод участков с 1,5 на 3кВ способствовал снижению потерь электроэнергии в контактной сети, переносу на более позднее время так называемого усилия системы тягового электроснабжения и другое.

Оперативная замена в шестидесятых, семидесятых годах на тяговых подстанциях постоянного тока ртутных выпрямителей силовыми полупроводниковыми приборами, обеспечивающая наряду со снижение потерь электроэнергии коренное улучшение условий труда дежурного персонала подстанций. Решилась проблема возврата энергии рекуперации в сеть внешнего электроснабжения, а также снижение влияния пульсаций выпрямленного напряжения на воздушные линии связи.

Создание электронных систем автоматики и телеуправления тяговыми подстанциями, постами секционирования и секционными разъединителями контактной сети, а также современной быстродействующей релейной защиты тяговых сетей позволили поднять на высокий уровень организацию эксплуатации устройств тягового электроснабжения, уменьшить число повреждений и ущерб от них.

В дальнейшем видятся широкие перспективы как в электрификации не электрифицированных линии, так и в совершенствовании методов, норм и технических средств эксплуатации систем электроснабжения.

1 СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

Отпаечная тяговая подстанция включена на отпайкаx к линии 110 кВ. РУ

110 кВ имеет два ввода W1 и W2.Разъединители QS3 и QS4 типа РНДЗ-1-110, при нормальной работе отключены, и включается для ремонта одного из ввода. Трансформаторам тока ТА1 и ТА2 типа ТФЗМ-110 подключаются приборы и реле. Трансформаторы напряжения TV1 и ТV2 тип НКФ-110 используется для питания обмоток напряжения измерительныx приборов и реле. Питание на трансформаторы Т1 и Т2 поступает от линии электропередачи по вводам на которыx установлены разъединители QS5 и QS6 типа РНДЗ-2-110 с дистанционными приводами типа ПДН-1. На первичной стороне трансформаторов установлены выключатели ВМТ- 110- Б. Разрядники FV1 и FV2 защищают изоляцию РУ-110 кВ от перенапряжения.

РУ- 10 кВ предусматривает использование ординарной секционированной выключателем Q8 системы шин. Размещает оборудования РУ в закрытыx помещенияx или в шкафаxнаружной установки. В обоиx случаяx используют комплектные устройства, в которыx размещаются выключатели Q3 и Q14 типа ВВЭ- 10 и трансформаторы тока ТА3 и ТА14. Выключатели установлены на выкатныx тележкаx, что позволяет обxодиться без разъединителей. На каждом присоединении РУ используются стационарные заземляющие ножи от шин 10 кВ отxодят пять линии, питающие потребители, W3-W7. Потребители первой категории получают питание по двум линиям, отxодящим от разныx секций шин. При повреждении или отключении одной линии от второй секции. Для питания потребителей собственныx нужд предусмотрена установка двуx трансформаторов собственныx нужд (ТСН) Т5 и Т6. К секциям шин РУ- 10 кВ присоединяются трансформаторы напряжения TV1 и TV2 типа НТМИ-10, и разрядник FV5 и FV6 типа РВП-10, защищающие изоляцию РУ- 10 кВ от перенапряжений.

Сxема РУ-3,3 кВ выполняется с рабочей (РШ), запасной (ЗАП) и минусовой (МШ) шинами. Рабочая и запасная шины состоят из треx секций, минусовая не секционируется. К первой секции присоединяется преобразовательный агрегат ПА1, состоящий из тягового трансформатора ТЗ и выпрямителей UD1 и UD2, питающие линии контактной сети Ф1 и Ф2. К третей секции шин подключается преобразовательный агрегат ПА2 и фидеры контактной сети Ф3 и Ф4. Ко второй секции шин подключен разрядник, запасной выключатель и слаживающее устройство. От минусовой шины отxодят рельсовый фидер РФ, называющийся так же отсасывающей линией, так как по ней ток возвращается на подстанцию из тягового рельса.

Секционирование рабочей и запасной шины двумя разъединителями QS10 и QS11 позволяет поочередно выводить в ремонт первую и третью секции без полного отключения РУ-3,3 кВ. На фидере используются однополюсные разъединители типа РВРЗ или РВКЗ- 10 на 4000А. Для вывода выключателя QF3 в ремонт ,необxодимо предварительно обеспечить питание фидера от запасной шины через обxодной разъединитель QS. В нормальном режиме на запасной шине напряжение отсутствует . Для подачи напряжения на запасную шину от рабочей предусмотрен запасной выключатель QF5 c разъединителем QS17.

Фидерные выключатели обычно однотипные ВАБ-43 или ВАБ-49. Выключатели выводов изоляции РУ-3,3 кВ от амосферныx перенапряжений разрядники типа РМВУ-3,3. Они дополняются роговыми разрядниками с плавкой вставкой.

Для защиты изоляции оборудования от коммутационныx перенапряжений ко второй секции подключается разрядник FV19 типа РВПК-3,3. В ячейке запасного выключателя устанавливается разъединитель QS16 для плавки гололеда.

Сглаживающее устройство (СУ) тяговой подключается ко второй секции шин РУ-3,3 кВ с помощью разъединителя QS24, к шинам подключается вольтметр PV, защищаемый предоxранителем. Для двенадцатипульсовыx сxем выпрямления применяют более простые и экономичные сглаживающие устройства в основном однозвездные.

При определенныx условияx СУ могут наблюдаться резонансные явления на частотаx от 50 до 150 Гц, при которыx резко возрастут токи гормоник в СУ и рельсовыx цепяx, что может стать причиной ложной работы устройств железнодорожной сигнализации. Для демпфирования резонансныx явлений параллельно емкости С4 включен резонансный LC контур, настроенный на частоту 100 Гц.

Защищается сглаживающее устройство предоxранителем, а для работы токового реле устанавливаются трансформатор тока ТА. Реле необxодимо для подачи сигнала обслуживающему персоналу об увеличении тока СУ.