Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


—хема электроснабжени€




 

∆елезнодорожный транспорт —Ќ√ потребл€ет более 7 % электроэнергии, вырабатываемой электростанци€ми бывшего —оветского —оюза. ¬ основном еЄ расходуют на т€гу поездов и частично на питание нет€говых потребителей (депо, станций, мастерских, а также районных потребителей).

—огласно ѕравилам технической эксплуатации устройства электроснабжени€ железных дорог должны обеспечивать: бесперебойное дви≠жение поездов с установленными нормами массы, скорост€ми и интер≠валами между поездами при требуе≠мых размерах движени€; надежное электропитание

 

устройств —÷Ѕ и св€зи, вычислительной техники как электроприемников категории I; на≠дежное электроснабжение всех по≠требителей железнодорожного тран≠спорта.

¬ систему электроснабжени€ электрифицированных дорог (рисунок 2.82) вход€т устройства, составл€ющие еЄ внешнюю часть (электростанции, районные трансформаторные подстанции, сети и линии электропередачи) и т€говую часть (т€говые подстанции и электрот€гова€ сеть).

–исунок 2.82 Ц —истема электроснабжени€ железной дороги: 1 Ц электростанци€; 2 Ц повышающий трансформатор; 3 Ц высоко≠вольтный выключатель; 4 Ц лини€ электропередачи; 5 Ц т€гова€ подстанци€; 6 Ц разр€дник; 7 Ц быстродействующий выключа≠тель; 8 Ц высоковольтный выключатель; 9 Ц т€говый трансформа≠тор; 10 Ц выпр€митель; 11 Ц отсасывающа€ лини€; 12 Ц питающа€ лини€
Ёлектрическую энергию от места ее выработки к электроподвижному составу и нет€говым потреби≠тел€м передают при определенном напр€жении.  ак известно, чем ниже напр€жение, тем (при одной и той же мощности) боль≠ше сила тока. ј это вызывает увеличение потерь энергии при передаче. —ледовательно, растут эксплуатационные расходы, так как приходитс€ оплачивать количество энергии больше поступа≠ющего к потребител€м. ¬ то же врем€ значительное увеличение напр€жени€ приводит к росту капиталь-

ных затрат на сооружение передающих устройств, так как существенно усложн€етс€ их изо≠л€ци€, возрастает ее стоимость.

„тобы выбрать напр€жение, при котором будет передаватьс€ электрическа€ энерги€, производ€т технико-экономический расчет. —равнивают различные варианты: в одних из них малы капиталь≠ные затраты и существенны эксплуатационные расходы, а в других значительны капиталовложени€ и невелики расходы в эксплуата≠ции. ƒл€ каждого варианта определ€ют так называемые приве≠денные затраты, складывающиес€ из части капитальных затрат, приход€щихс€ на один год расчетного срока их окупаемости, и годовых эксплуатационных расходов (с учетом амортизацион≠ных отчислений). ¬ыбирают обычно вариант с меньшими приве≠денными затратами.  ак правило, прин€тое дл€ передачи на≠пр€жение не равно тому, которое должно быть на зажимах т€говых двигателей электроподвижного состава (Ёѕ—).

Ѕольшое значение имеет также частота передаваемой энергии. ¬ некото-

рых странах примен€ют Ёѕ— переменного тока с т€го≠выми двигател€ми, рассчитанными на частоту 162/3 или 25 √ц. ¬ этих случа€х железные дороги обычно имеют собст≠венные электрические станции, производ€щие электроэнергию нужной частоты, реже примен€ют установки дл€ преобразовани€ частоты, прин€той в энергосистеме данной страны. “акие электро≠станции возможно расположить в непосредственной близости от железной дороги, что существенно упрощает передачу энергии к электроподвижному составу.

¬ бывшем ———– строить электростанции только дл€ нужд железных дорог было признано экономически нецеле≠сообразным, и поэтому частота энергии, поступающей в контактную сеть, така€ же, как дл€ остальных потребителей, т. е. 50 √ц Ц это так называема€ промышленна€ частота.

”стройства, необходимые дл€ выработки электроэнергии и ее передачи к электрической железной дороге, образуют систему внешнего электроснабжени€. ¬ нее вход€т электрические станции, на которых энерги€ вырабатываетс€, подстанции, где производит≠с€ ее преобразование и распределение, а также все линии электро≠передачи (ЋЁѕ), св€зывающие эти электроустановки между собой и с электрической железной дорогой.

Ёлектрические станции. Ќа каждой электростанции имеютс€ различные устройства, вырабатывающие электрическую энергию при сравнительно небольшом напр€жении. ¬ машинном зале сосредоточены устройства управлени€ всеми производственными процессами.  роме того, на территории электростанции находитс€ подстанци€, на которой полученное напр€жение повышаетс€ до значени€, необходимого дл€ передачи ее другим электростанци€м или районным подстанци€м. Ќа каждой районной подстанции устанавливают трансформаторы и монтируют распределительные устройства, через которые электроэнерги€ направл€етс€ по ЋЁѕ к различным потребител€м.

¬ зависимости от источника энергии различают электростан≠ции тепловые (“Ё—), гидроэлектрические (√Ё—) и атомные (јЁ—).

“Ё— работают на твердом, жидком и газообразном топливе, имеют паровые и значительно реже газовые турбины. »х дел€т на конденсационные ( Ё—), вырабатывающие только электричес≠кую энергию, и теплофикационные, или теплоэлектроцентрали (“Ё÷), которые, кроме электрической, отпускают еще и тепловую энергию.  рупные (мощностью более 1 √¬т)  Ё— называют государственными районными электростанци€ми (√–Ё—).

“еплова€ энерги€ топлива, сжигаемого в котлах “Ё—, превра≠щает в пар воду, подаваемую в котлы. ѕар поступает в паровую турбину и приводит во вращение ее вал и вал электрического генератора. »ногда дл€ вращени€ вала генератора используют двигатели внутреннего сгорани€ (дизели), работающие на нефт€≠ном топливе. “акие установки имеют относительно небольшую мощность. »х можно выполнить передвижными и примен€ть в качестве резервных.

√Ё— бывают русловыми (сооружаемые в основном в пределах речного русла), приплотинными (их машинные залы расположены вне плотин) и деривационными (использующие естественное по≠нижение местности, например на горных реках).

ѕлотина Ц об€зательное сооружение √Ё—. ќна преграждает путь воде и создает необходимый сосредоточенный напор ее в верхнем бьефе, т. е. в части реки или водохранилища, располо≠женной по течению выше плотины. ћеханическа€ энерги€ воды, стрем€щейс€ из верхнего бьефа в нижний, приводит во вращение вал гидротурбины и вал соединенного с ней электрического генератора. Ќа √Ё—, где возможен суточный или сезонный не≠достаток воды, иногда ее перекачивают из нижнего бьефа в верх≠ний. Ёто делаетс€ за счет избыточной энергии, вырабатываемой другими электростанци€ми в те часы, когда потребность в энер≠гии падает (например, ночью). “акие станции называют гидроаккумулирующими (√јЁ—), так как на них происходит накопле≠ние потенциальной энергии воды, котора€ может быть использо≠вана дл€ выработки электрической энергии во врем€ максималь≠ных, так называемых пиковых, нагрузок.

»сточником тепловой энергии на јЁ— €вл€етс€ €дерный реактор, в котором происходит управл€ема€ цепна€ (самоподдер≠живающа€с€) реакци€ делени€ €дер урана и образующегос€ при этом вторичного горючего Ц плутони€. ƒеление атомных €дер осуществл€етс€ под воздействием нейтронов. „тобы энерги€ де≠лени€ атомных €дер (атомна€ энерги€) не выдел€лась мгновен≠но (в виде взрыва), а могла быть использована длительно, в реак≠тор ввод€т различные замедлители (например, графит). ¬ качест≠ве €дерного топлива обычно примен€ют не чистый уран, а его изотопы Ц 235 или 238.

ƒеление атомных €дер изотопа 235 происходит под воздействием тепловых (медленных) нейтронов, получить которые относительно просто. ќднако в при≠родном уране изотопа 235 почти в 140 раз меньше, чем изотопа 238. Ќо дл€ делени€ атомных €дер изотопа 238 требуетс€ воздействие быстрых нейтронов, обладающих более высокой энергией, чем медленные, и образование которых значительно сложнее. “ем не менее развитие јЁ— идет по пути все большего применени€ реакторов, работающих на быстрых нейтронах.

ѕолученное в результате €дерной реакции тепло служит дл€ преобразовани€ подведенной к установке воды в пар, который затем используетс€ дл€ выработки электрической энергии анало≠гично тому, как это происходит на “Ё—.

Ќаибольшее количество электрической энергии в странах —Ќ√ выра≠батываетс€ на “Ё—. Ќо запасы необходимого дл€ их работы органического топлива (угл€, нефти, газа) не безграничны, и, кроме того, такое топливо очень нужно и в других отрасл€х народ≠ного хоз€йства. ƒл€ работы √Ё— не требуетс€ органическое топливо, но реки есть далеко не везде и не всегда могут быть использованы дл€ сооружени€ √Ё— значительной мощности. ¬ качестве топлива дл€ јЁ— необходим редко встречающийс€ в природе уран; кроме того, велики расходы на обеспечение как безопасных условий работы, так и безопасности дл€ окружающей среды. ѕоэтому ведутс€ работы по созданию установок дл€ получени€ электроэнергии, основанных на новых принципах ее производства или работающих на практически неисчерпаемых первичных источниках энергии.

ќсваиваетс€ магнитогидроэлектрический способ производства электроэнергии, при котором она вырабатываетс€ ћ√ƒ-генераторами. ¬ каждом таком генераторе имеетс€ мощна€ магнитна€ система и канал, по которому с большой скоростью движетс€ провод€ща€ среда Ц плазма, состо€ща€ из газов, разогретых до очень высокой температуры. ¬ результате взаимодействи€ плазмы с магнитным полем создаетс€ разность потенциалов между электродами, расположенными вдоль канала генератора. ѕосто€нный ток в подключенной к электродам внешней цепи затем преобразуетс€ в переменный с помощью инверторной установки. —овместно с ћ√ƒ-генераторами электрическа€ энерги€ вырабаты≠ваетс€ и обычными паровыми турбогенераторами, в которых вторично используетс€ тепло, выдел€емое плазмой.

¬едутс€ работы по созданию тепловых электрических станций, на которых не требуетс€ сжигать органическое топливо.   таким “Ё— относ€т гелиоэлектрические, преобразующие в тепловую (а затем электрическую) лучистую энергию солнца, и геотермальные, использующие тепловую энергию гор€чих источников. –азра≠батываютс€ также приливные электростанции, на которых напор воды создаетс€ за счет ее разных уровней во врем€ морских при≠ливов и отливов. ƒл€ этого стро€т специальное водохранилище, отгораживаемое от мор€ плотиной, расположенной в устье впа≠дающей в море реки или перекрывающей в узком месте залив. —уществуют также ветроэлектрические станции, использующие дл€ вращени€ вала электрического генератора кинетическую энергию ветровых потоков.

ѕитание электрической железной дороги от системы внешнего электроснабжени€. „тобы увеличить надежность и экономичность электроснабжени€ всех потребителей, в том числе и электри≠ческой железной дороги, электростанции соедин€ют друг с другом электрическими и тепловыми сет€ми. “аким образом, создаютс€ отдельные энергетические системы, которые в свою очередь св€зы≠вают межсистемными ЋЁѕ. ¬ результате образуютс€ объединен≠ные энергетические системы (ќЁ—).

¬се это позвол€ет регули≠ровать распределение электрической энергии с учетом интенсив≠ности ее выработки и потреблени€ в отдельных энергетических системах, передава€ нагрузки с более загруженных систем на менее нагруженные, повысить степень использовани€ установлен≠ного на электростанци€х оборудовани€.

¬ странах —Ќ√ производство, передача и распределение электри≠ческой энергии осуществл€ютс€ в основном на трехфазном пере≠менном токе частотой 50 √ц. –азличают электроустановки и сети напр€жением до 1000 ¬ и более 1000 ¬. ЋЁѕ, подвод€щие электрическую энергию к т€говым подстанци€м электрических железных дорог, имеют номинальные напр€жени€ 110 или 220 к¬, реже 35 к¬, иногда 10 или 6 к¬.

Ќоминальным называют напр€жение, при котором электро≠оборудование может работать нормально в течение всего задан≠ного срока службы. «десь и далее указываютс€ номинальные значени€ напр€жений.

ƒл€ обеспечени€ большей надежности внешнего электроснаб≠жени€ примен€ют две цепи ЋЁѕ, каждую из которых креп€т на самосто€тельных опорах. ћежсистемные ЋЁѕ обычно выпол≠н€ют двухцепными и подвешивают на отдельных опорах. ЋЁѕ, по которым питаютс€ т€говые подстанции электрических желез≠ных дорог, бывают и двухцепные (их располагают на общих опорах), и одноцепные.

Ёлектрические железные дороги относ€тс€ к потребител€м категории I, нарушение электроснабжени€ которых св€зано с опасностью дл€ жизни людей, существенным ущербом народному хоз€йству, нарушением технологического процесса (графика движени€ поездов) и т. д. “акие потребители должны получать электрическую энергию от двух независимых источников и перерыв их электроснабжени€ может быть допущен только на врем€ автоматического переключени€ питани€ с одного источника на другой. ќднако вследствие большой прот€женности электрических железных дорог питание каждой т€говой подстанции от двух независимых источников было бы св€зано с весьма значительными капитальными затратами. ѕоэтому допускаетс€ электроснабже≠ние т€говых подстанций от одного источника по двум одноцепным ЋЁѕ, расположенным на отдельных опорах, или по идущим вдоль железной дороги двухцепным и одноцепным ЋЁѕ, имеющим двустороннее питание. ѕри выходе из стро€ одной районной подстанции или ЋЁѕ прот€женностью 150Ц200 км допускаетс€ перерыв электроснабжени€ не более чем дл€ одной т€говой под≠станции.

ѕодключение т€говых подстанций. ƒл€ поддержани€ необхо≠димого уровн€ напр€жени€ на т€говых подстанци€х и снижени€ потерь энергии в питающей сети сооружают опорные т€говые подстанции, к которым присоедин€ют не менее трех ЋЁѕ напр€≠жением 110 или 220 к¬. “акие подстанции располагают через каждые 150Ц200 км при питании по ЋЁѕ 110 к¬ и через 250Ц 300 км при ЋЁѕ 220 к¬. “€говые подстанции, расположенные между опорными, €вл€ютс€ промежуточными. ћежду двум€ со≠седними опорными подстанци€ми включают не более трех про≠межуточных при ЋЁѕ 110 к¬ и электрификации железной доро≠ги по системе переменного тока и не более п€ти при системе по≠сто€нного тока. ѕри ЋЁѕ 220 к¬ число промежуточных т€говых подстанций между двум€ смежными опорными может достигать п€ти независимо от системы тока, по которой электрифицирована дорога.

‘идерна€ и подстанционна€ зоны. –азличают фидерные и под-станционные зоны питани€. „асть т€говой сети, получающа€ электрическую энергию по одной питающей линии (ее называют еще фидером) при одностороннем питании (рисунок 2.83, а) или по двум от соседних т€говых подстанций при двустороннем питании (рисунок 2.83, б), называют фидерной зоной, а в последнем случае Ц иногда межподстанционной. ƒве фидерные зоны, питаемые от одной и той же т€говой подстанции, образуют подстанционную зону.

ѕрот€женность фидерных и подстанционных зон определ€етс€ рассто€нием между т€говыми подстанци€ми, а оно зависит от многих факторов Ц системы тока и напр€жени€, по которой электрифицирована дорога, размеров и организации движени€ поездов, схемы питани€ электроподвижного

 
 
–исунок 2.83 Ц —хема питани€ фидеров: а Ц односторонн€€; б Ц двухсторонн€€; l ф Ц длина фидерной зоны; l п Ц длина подстанционной зоны

 


состава и др. „ем реже расположены т€говые подстанции, тем при прочих равных услови€х больше потери энергии в т€говой сети и ниже напр€≠жение на токоприемниках Ёѕ—. „тобы это напр€жение не оказалось меньше допускаемого минимального, на дорогах посто€нного тока рассто€ние между т€говыми подстанци€ми составл€ет в среднем 15Ц20 км (в отдельных случа€х 7Ц10 км), а суммарна€ площадь сечени€ проводов контактной сети равна 440Ц560 мм2 на путь (в отдельных случа€х до 700 мм2 на путь). ѕоскольку невозможно примен€ть в контактной подвеске провода такой большой площади сечени€, параллельно им подвешивают допол≠нительные провода, называемые усиливающими. ѕри системе пе≠ременного тока напр€жением 25 к¬ рассто€ни€ между т€говыми подстанци€ми увеличиваютс€ до 40Ц50 км, площадь сечени€ проводов контактной сети составл€ет 120Ц160 мм2 на путь. —ис≠тема 2х25 к¬ позвол€ет увеличить рассто€ние между т€говыми подстанци€ми до 70Ц90 км при площади сечени€ проводов контактной сети около 260 мм2 на путь. Ќа дорогах переменного тока в необходимых случа€х также используют усиливающие провода.

Ёлектроснабжение нет€говых потребителей.   ним относ€тс€ многие стационные и линейные нет€говые потребители Ц электро≠установки (кроме т€говых), принадлежащие всем службам доро≠ги, освещение станций, переездов и других объектов, а также меха≠низмы и инструменты, дл€ работы которых на линии необходима электроэнерги€. ќчень ответственным нет€говым потребителем €вл€етс€ аппаратура автоблокировки.  роме того, электрической энергией снабжаютс€ различные районные потребители Ц про≠мышленные предпри€ти€, колхозы, совхозы и т. д., расположен≠ные по обе стороны от железной дороги.

ѕитание нет€говых потребителей производитс€ непосредствен≠но от т€говых подстанций и по специальным воздушным лини€м, обычно подвешенным на опорах контактной сети. Ќапр€жение, при котором осуществл€етс€ передача электроэнергии, опреде≠л€етс€ наличием шин того или иного напр€жени€ на подстанции. „аще всего это 10 или 25 к¬, но в отдельных случа€х может быть 6 и 35 к¬. ¬доль дороги, электрифицированной на посто€нном токе, дл€ питани€ нет€говых потребителей монтируют трехфазную воздушную линию напр€жением обычно 10 к¬. Ќа участках переменного тока нет€говые потребители подключаютс€ к линии ƒѕ– (два провода Ц рельсы) напр€жением 25 к¬. ѕри этом на опорах контактной сети подвешивают провода двух фаз, а в качестве третьей фазы используют ходовые рельсы. Ќа опорах располагают провод фазы, напр€жение которой подано в контактную сеть, и фа≠зы, не используемой на данном участке дл€ питани€ Ёѕ—. Ќа двухпутных участках провода ƒѕ– иногда располагают по одному на каждом пути, что облегчает подключение однофазных потре≠бителей, расположенных с разных сторон дороги.

ƒл€ передачи электрической энергии нет€говым потребител€м, работающим при напр€жении 380 или 220 ¬, сооружают рас≠пределительные пункты, закрытые трансформаторные подстанции и комплектные трансформаторные подстанции. –аспределительные пункты и закрытые трансформаторные подстанции (они наход€тс€ в специальных здани€х) располагают, как правило, на крупных железнодорожных станци€х и в узлах, на промышленных пред≠при€ти€х транспорта, в городах, поселках и т. д.  омплектные трансформаторные подстанции широко используют дл€ электро≠снабжени€ линейных нет€говых потребителей. »х поставл€ют в собранном виде с трехфазными ( “ѕ) или однофазными ( “ѕќ) трансформаторами и устанавливают на специальный фундамент. ѕримен€ют также комплектные подстанции подъемно-опускного типа с однофазными трансформаторами ( “ѕѕќ), которые кре≠п€т на опорах контактной сети.

Ќа дорогах переменного тока однофазные трансформаторы комплект-

ных подстанций подключают к одному из проводов ли≠нии ƒѕ– и к рельсам.

“рехфазные трансформаторы таких под≠станций присоедин€ют к обоим проводам линии ƒѕ– и рель≠сам. Ќа дорогах посто€нного тока рельсы не используют; одно≠фазные трансформаторы подключают к двум проводам трехфазной линии электроснабжени€ нет€говых потребителей, а трехфаз≠ные Ц к трем проводам этой линии.

ќсобенности питани€ аппаратуры автоблокировки. ƒл€ устройств автоблокировки, принадлежащих к потребител€м ка≠тегории I, требуетс€ обеспечить основное и резервное питание. ≈сли имеетс€ специальна€ воздушна€ лини€ дл€ устройств —÷Ѕ (¬Ћ —÷Ѕ), подвешенна€ на самосто€тельных опорах, основное питание осуществл€етс€ от нее, а резервное Ц от линий электро≠снабжени€ нет€говых потребителей (¬Ћ 6 или 10 к¬ при посто€н≠ном токе и линий ƒѕ– при переменном токе); их располагают на опорах контактной сети. ѕри отсутствии ¬Ћ —÷Ѕ основное питание на участках переменного тока подают от специального провода, наход€щегос€ под напр€жением 25 к¬ (провод —÷Ѕ); его подвешивают на опорах контактной сети. ¬ качестве второго про≠вода используют рельсы. –езервное питание и в этом случае по≠даетс€ от линии ƒѕ–. ќсновной и резервный трансформаторы могут быть установлены раздельно или совместно в специальной комплектной подстанции.

 

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2665 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќе будет большим злом, если студент впадет в заблуждение; если же ошибаютс€ великие умы, мир дорого оплачивает их ошибки. © Ќикола “есла
==> читать все изречени€...

2200 - | 1943 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.028 с.