Схемы питания потребителей электроэнергии от тяговых подстанций систем тягового электроснабжения

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

























Контрольная работа №2 по ЭЖД:

Схемы питания потребителей электроэнергии от тяговых подстанций систем тягового электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ, переменного тока 1х25 и 2х25 кВ и схема внешнего электроснабжения электрических железных дорог









Выполнил: студент группы ЭНС-06-3

	Брагин В.А.

	Проверил: Молин Н. И.

	

	

	

	г. Иркутск 2010


Содержание



1. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги постоянного тока 3 кВ, преимущества и недостатки; 

2. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения переменного тока 1х25 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги переменного тока 25 кВ, преимущества и недостатки; 

3. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги переменного тока 25 кВ, преимущества и недостатки; 

4. Схемы электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей по системам электроснабжения ДПР-25 кВ и ПР-25 кВ: схема, преимущества и недостатки;

5. Схемы электроснабжения устройств автоблокировки: варианты схем, требования к схеме электроснабжения

6. Схема внешнего электроснабжения электрических железных дорог




1. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,3 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги постоянного тока 3 кВ, преимущества и недостатки



На тяговой подстанции постоянного тока 3 кВ трёхфазный ток поступает от трёхфазной электрической системы напряжением 110(220) кВ преобразуется трансформаторами, выпрямляется с помощью выпрямителей и напряжение постоянного тока 3 кВ подаётся в контактную сеть.





Рис. Принципиальная схема питания электрифицированного участка железной дороги постоянного тока напряжением 3 кВ



При первичном напряжении 110(220) кВ устанавливается промежуточный понижающий трансформатор 110(220)/10 кВ мощностью 10,16,25 МВА. К трёхфазным шинам 10 кВ подключен преобразовательный агрегат, который состоит из тягового трансформатора и выпрямителя. Выпрямитель обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный напряжением на шинах 3,3 кВ. Контактная сеть подключается к «плюс шине», а рельсы – к «минус шине».

При наличии на тяговой подстанции первичного напряжения 6, 10, 35 кВ происходит преобразование в постоянный ток непосредственно с помощью преобразовательного агрегата (тяговый трансформатор и выпрямитель). 

На тяговой подстанции используются трёхфазные 6 – пульсные схемы выпрямления две обратных звезды (нулевая) и мостовые; 12 – пульсные мостовые схемы выпрямления.

Принципиальный признак системы тягового электроснабжения постоянного тока 3 кВ – электрическая связь тягового двигателя электровоза с контактной сетью (контактная система токосъема). Тяговые двигатели для электровозов постоянного тока предусмотрены на номинальное напряжение 1,5 кВ. Попарное последовательное соединение таких двигателей позволяет иметь в тяговой сети напряжение 3 кВ.

Преимущества системы тягового электроснабжения постоянного тока 3 кВ:

1. Характеристики сериесного тягового двигателя постоянного тока обеспечивает качественное управления электровозом по скорости движения; 

2. При напряжении 3 кВ в контактной сети энергия к тяговым двигателям передаётся без изменения уровня напряжения на электровозе. Поэтому электровоз получается простым. Это основное преимущество системы постоянного тока 3 кВ;

3. Тяговая нагрузка постоянного тока для трёхфазной сети внешнего электроснабжения является симметричной нагрузкой и поэтому не влияет на несимметрию тока и напряжения в трёхфазной сети внешнего электроснабжения. 

4. Трёхфазные 6, 12 – ти пульсные (фазные) выпрямители переменного тока тяговой подстанции обеспечивают значительно лучшее качество электроэнергии по несинусоидальности напряжения в трёхфазной сети внешнего электроснабжения. 

Недостатки системы тягового электроснабжения постоянного тока 3 кВ:

1. Низкое напряжения 3 кВ в тяговой сети приводит к значительной величине токопотребления электровозом, создаются большие потери напряжения и низкое напряжение на электровозе;

2. Низкое напряжение ограничивает расстояние между тяговыми подстанциями до 15 км, а на участках с горным профилем до 8-10км. Усложняется проблема тяжеловесного движения поездов.

3. В тяговой сети постоянного тока значительное токопотребление определяет значительное сечение контактной сети, которое достигает 400 – 600 мм2 в медном эквиваленте на один путь. Это в 2-3 раза больше чем в системе переменного тока. На горных участках максимальное сечение подвески М120 + 2МФ100 + 3А185 (647 мм2). Это вызывает значительный перерасход дефицитных цветных металлов, возрастание механических нагрузок на опоры контактной сети; 

4. Значительные потери активной электроэнергии создаются большими величинами потребляемых токов. Потери электроэнергии Р = I2R составляют 12 – 15%.

5. При питании ТП от 110(220) кВ требуется промежуточная трансформация 110(220)/10 кВ.

6. При электрической тяге постоянного тока имеет место интенсивная электрокоррозия подземных металлических сооружений, в том числе опор контактной сети;

7. Cложная схема регулирования скорости двигателей путём перегруппировки двигателей, включением реостатов, переключениями в цепях возбуждения. Включение пусковых реостатов увеличивает расход электроэнергии. Это особенно заметно на электропоездах пригородного сообщения.

8. Шестипульсовые выпрямители тяговых подстанций имеют низкий коэффициент активной мощности cosφ 0,88 ÷ 0,92 и значительную несинусоидальность кривой сетевого тока. Это ухудшает качество электрической энергии в сети переменного тока 10 кВ. В настоящее время на тяговых подстанциях используется двенадцатипульсовые схемы выпрямления с лучшими энергетическими характеристиками по реактивному электропотреблению и несинусоидальности тока и напряжения.

9. На особо грузонапряжённых участках с горным профилем при организации дви-жения тяжеловесных поездов система тяги постоянного тока 3 кВ ограничивает пропускную и провозную способность участков железной дороги по нагреву проводов контактной сети и напряжению на электровозе. В связи с этим участок постоянного тока Зима – Черемхово – Слюдянка в 1995г заменён на прогрессивный вид тяги переменного тока 25 кВ. В настоящее время в России электрификация железных дорог преимущественно выполняется на переменном токе 25 кВ. Электрификация на постоянном токе ограничивается

Протяженность электрических железных дорог, электрифицированных по системе постоянного тока с напряжением в тяговой сети 3 кВ, на 1 января 2005 г. составила 18,6 тыс. км.

На дорогах постоянного тока различают централизованную и распределенную схемы питания. Основное различие этих схем заключается в числе выпрямительных агрегатов на подстанциях и методах резервирования мощности. При схеме централизованного питания выпрямительных агрегатов на подстанции должно быть не менее двух. При распределенном питании все подстанции одноагрегатные, а расстояние между тяговыми подстанциями сокращается. Требование обеспечения нормальных размеров движения при выходе из работы одного преобразовательного агрегата обеспечивается:

- в первой схеме для резервирования используются дополнительные (резервные) агрегаты;

- во второй схеме переход к резервированию подстанций обеспечивается за счёт одноагрегатных подстанций с малой величиной расстояния между ними.








2. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения переменного тока 1х25 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги переменного тока 25 кВ, преимущества и недостатки



Для схемы электроснабжения переменного тока 1х25 кВ тяговые подстанции превращаются в простые трансформаторные понижающие подстанции. Преобразовательный агрегат перемещается с тяговой подстанции на электровоз. Это усложняет электровоз, но при этом исключаются пусковые резисторы и коммутационная аппаратура для переключения двигателей при пуске. Двигатели включаются параллельно. Регулирование напряжения на тяговом двигателе постоянного тока осуществляется на тяговом трансформаторе электровоза.

Контактная сеть имеет меньшее сечение. На тяговых подстанциях устанавливают трёхфазные трёхобмоточные трансформаторы мощностью 40 МВА: первичная обмотка 110(220) кВ, обмотка 27,5 кВ для питания тяговых и нетяговых железнодорожных потребителей, третья обмотка напряжением 35(10) кВ для питания районных нетранспортных потребителей.





110(220) кВ

35(10 кВ

А           В         С

1

2

3

3

4

5

6



7

8

Рис. Принципиальная схема электроснабжения электрической тяги  переменного тока 1х25 кВ: 

1 – трёхфазная сеть внешнего электроснабжения; 2 – тяговый трёхфазный трёхобмоточный трансформатор; 3 – питающая линия (фидер), 4 – отсасывающая линия (цепь обрат ного тока); 5 – контактная сеть, 6 – тяговый рельс, 7 – электровоз, 8 – секционирующее устройство (нейтральная вставка)


Основные преимущества системы электроснабжения тяги переменного тока 1х25 кВ по сравнению с системой электроснабжения тяги постоянного тока 3 кВ: 1). Более высокое напряжение 25 кВ в контактной сети уменьшает потребляемые токи. Это значительно уменьшает сечение контактной сети (экономия меди) при больших расстояниях между подстанциями 40 – 50 км. При той же мощности тяги S = UI с увеличением напряжения уменьшается ток и, следовательно, потери напряжения и активной мощности;

2). Значительно упростились тяговые подстанции;

3). Обеспечивается комплексное электроснабжение электрической тяги поездов, нетяговых железнодорожных потребителей и нетранспортных районных от одного трансформатора;

4). Величина потерь активной электроэнергии значительно меньше и составляет 4- 5%.

Недостатки системы электроснабжения тяги 1х25 кВ:

1). Однофазное потребление тягового тока от симметричной трёхфазной системы создаёт в трёхфазной сети внешнего электроснабжения, в сетях районных нетранспортных и нетяговых железнодорожных потребителей несимметрию токов и напряжений.

2). Нелинейность выпрямителя электровоза создаёт несинусоидальный тяговый ток и напряжение в тяговой сети. Кроме тока основной частоты 50 Гц имеются токи высших частот 150, 250, 350, 450 и т.д. (высшие гармоники 3, 5, 7. 9 и т. д.). Соответственно и напряжение на всех элементах в трёхфазной сети внешнего электроснабжения, в тяговой сети, в сетях районных нетранспортных и нетяговых железнодорожных потребителей имеет несинусоидальный характер.

3). Выпрямительные электровозы переменного тока 25 кВ потребляют значительную реактивную мощность, которая по величине в режиме тяги примерно равна активной мощности Q ≈ P, а в режиме рекуперации Q ≈ 1,5 P.

4). Электромагнитное влияние на линии связи, смежные воздушные ЛЭП, на отключённую контактную сеть соседнего пути усложняет безопасные условия работы. Требуется каблирование проводной связи или переход на оптоволоконную связь, 

Несимметрия, несинусоидальность и значительное потребление реактивной мощности снижает технико-экономическую эффективность электрической тяги на переменном токе 25 кВ. Однако более высокое напряжение тяговой сети переменного тока 25 кВ по сравнении с тяговой сетью постоянного тока 3 кВ обеспечивает большую эффективность электрической тяги переменного тока 25 кВ. 



	

	
3. Схемы электроснабжения потребителей электроэнергии от тяговой подстанции системы тягового электроснабжения переменного тока 2х25 кВ: схема питания всех потребителей, схема питания электрической тяги переменного тока 25 кВ, преимущества и недостатки.



Автотрансформаторная трёхпроводная схема электроснабжения однофазного тока промышленной частоты повышенного напряжения 2х25 кВ сохраняет существующее электрооборудование 25 кВ. Электроэнергия к электровозу передаётся напряжением 50 кВ на большей части межподстанционной зоны. Электровоз получает питание от автотрансформаторов (АТ) слева и справа напряжением 25 кВ от АТ.





110 –

220 кВ

ТТ

АТ

АТ

ТТ

110 -120 кВ

КС

ПП

ТР

Рис. Принципиальная схема системы электроснабжения 2х25 кВ:

 ТТ - тяговый трансформатор; КС – контактная сеть; ПП – питающий провод; АТ - автотрансформатор; ЭПС – электроподвижной состав

ЭПС

Схема электроснабжения переменного тока 2х25 кВ по сравнению со схемой 1х25 кВ позволяет увеличить расстояние между подстанциями до 70 - 90 км, значительно увеличивается пропускная способность железнодорожной линии, уменьшаются потери активной энергии и потери напряжения в тяговой сети, уменьшается электромагнитное влияние тяговой сети на смежные устройства. При равной потребляемой мощности ток в сети кВ на большей части межподстанционной зоны уменьшается в 2 раза, так как S = UI.Схема электроснабжения 2х25 кВ является наиболее прогрессивной системой электроснабжения электрической тяги переменного тока 25 кВ на современном этапе развития электрифицированных железных дорог.

На тяговой подстанции устанавливаются три однофазных трёхобмоточных тяговых трансформатора мощностью 25 МВА. Один питает левое плечо питания тяги поездов, другой питает левое плечо и третий используется в качестве резервного.






4. Схемы электроснабжения нетяговых железнодорожных потребителей по системам электроснабжения ДПР-25 кВ и ПР-25 кВ: схема, преимущества и недостатки



	Электроснабжение районных нетранспортных и нетяговых железнодорожных потребителей.

	Тяговые подстанции электрифицированных железных дорог обеспечивают комплексное электроснабжение от тяговых подстанций следующих потребителей электрической энергии:

	Электрическая тяга поездов;

	Нетяговые железнодорожные потребители;

	Потребители собственных нужд тяговой подстанции;

	Нетранспортные районные потребители

	Электроснабжение районных нетранспортных потребителей;

	На электрифицированных железных дорогах переменного тока при системе тягового электроснабжения 1х25 кВ районные нетранспортные потребители питаются от третьих обмоток тягового трансформатора 10(35) кВ по трёх фазной высоковольтной линии электропередачи. Резервное электроснабжение от резервного тягового трансформатора.

	На электрифицированных железных дорогах переменного тока при системе тягового электроснабжения 2х25 кВ от специального трёхфазного трансформатора 110(220) кВ, резервное электроснабжение обеспечивается от однофазных обмоток трёх однофазных тяговых трансформаторов соединённых схемно в треугольник 10(35) кВ и далее по трёх фазным высоковольтным линиям электропередачи.

	На электрифицированных железных дорогах постоянного тока 3 кВ от шин 10 кВ понизительного трансформатора 110(220) кВ и далее по трёх фазным высоковольтным линиям электропередачи.

	Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей:

	1. Основное и резервное электроснабжение:

	Выбор схемы электроснабжения производиться на основании технико-экономических расчётов с учётом требуемой надёжности электроснабжения и категорийности электропотребителей 

	1.1. Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей крупных железнодорожных станций и узлов может выполнятся от подстанций энергосистем или от тяговых подстанций напряжением 10(35) кВ.

	1.2. Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей на перегонах и станциях, расположенных на межподстанционной зоне, осуществляется от линий продольного электроснабжения по схемам:

	По специальной ЛЭП 10 (35) кВ или по ЛЭП 10(35) кВ, расположенной на опорах контактной сети, от третьей обмотки тягового трансформатора;

	По системе два провода – рельс 25 кВ (ДПР 25 кВ) для питания трёхфазных потребителей от тяговых шин 27,5 кВ тяговой подстанции;

	По системе один провод – рельс 25 кВ (ПР 25 кВ) для питания однофазных потребителей (автоблокировка) от тяговых шин тяговой подстанции;

	По системе два провода рельс 35 кВ (ДПР 35 кВ) для питания трёхфазных потребителей от третьей обмотки тягового трансформатора (нет реализации таких схем).

	 Преимущества систем электроснабжения ДПР 25: экономия одного провода, вместо которого используется тяговый рельс. Недостаток при электроснабжении от тяговых шин 27,5 кВ и шин 10(35) кВ третьей районной обмотки тягового трансформатора определяется низким качеством электроэнергии на шинах тягового трансформатора. Низкое качество электроэнергии у потребителей электроэнергии определяется по следующим свойствам:

	Отклонение и размах напряжения;

	Колебание напряжения;

	Несимметрия трёх фазного напряжения;

	Несинусоидальность напряжения.

	Качество электроэнергии у потребителей особенно низкое при электроснабжении от тяговых шин подстанции по системе ДПР 25кВ и ПР-25 кВ. При системе электроснабжения ДПР 25 кВ несимметрия трёх фазного напряжения имеет составляющие поперечной (от тяговых шин) и продольной несимметрии (одна фаза тяговый рельс). 



5. Схемы электроснабжения устройств автоблокировки: варианты схем, требования к схеме электроснабжения



	Электроснабжение устройств автоблокировки при системе тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ выполняется от тяговых шин 27,5 кВ тяговых подстанций. Варианты электроснабжения: 

		Основное питание: тяговые шины 27,5 кВ подстанции, ВЛ СЦБ по системе электроснабжения ПР-25кВ (провод-рельс) и резервное питание от тяговых шин подстанции 27,5кВ по системе электроснабжения ДПР-25кВ (два провода - рельс);

		Основанное питание по цепи: тяговые шины подстанции 27,5 кВ, трансформатор собственных нужд 27,5/0,4кВ, повышающий разделительный трансформатор 0,4 / 10(6) кВ, ВЛ 10(6) кВ продольного электроснабжения и резервное питание от тяговых шин подстанции 27,5кВ по системе электроснабжения ДПР-25кВ (два провода - рельс);

		Основанное питание по цепи: тяговые шины подстанции 27,5 кВ, трансформатор собственных нужд 27,5 / 0,4кВ, повышающий разделительный трансформатор 0,4 / 6(10) кВ и резервное питание от шин подстанции 10 кВ районной обмотки тягового трансформатора по системе электроснабжения ВЛ10 продольного электроснабжения;

	Основное электроснабжение устройств автоблокировки во всех случаях происходят от тяговых шин подстанции 27,5 кВ. При системах электроснабжения ПР-25 кВ и ДПР-25кВ устройства автоблокировки питаются непосредственно от тяговых шин 27,5 кВ. Напряжение тяговых шин подстанции характеризуется низким качеством электроэнергии по следующим свойствам: 

	отклонение и размах изменения напряжения; 

	колебания напряжения;

	несимметрия напряжения;

	несинусоидальность напряжения. 

	Низкое качество электроэнергии на устройствах СЦБ является одним из основных причин перекрытия сигналов и отказов устройств автоблокировки

	Особенно низкое качество электроэнергии на тяговых шинах подстанции при слабых энергосистемах, на горных участках железной дороги. Организация пакетного тяжеловесного движения поездов весом 6300т приводит к значительному ухудшению качества электроэнергии на тяговых шинах подстанции, на электровозе в тяговой сети и на устройствах автоблокировки. 

	Электромагнитная несовместимость тягового потребителя и автоблокировки на ряде тяговых подстанций лимитирующих по напряжению межподстанционных зон привело к необходимости для питания автоблокировки 0,5 МВА применять отдельный тяговый трансформатор 40 МВА. 

	Питание тягового потребителя электровоза от одного тягового трансформатор 40 МВА создаёт следующие проблемы:

	не обеспечивается параллельная работа тяговых трансформаторов;

	тяговый трансформатор, питающий тягу поездов, работает в режиме перегрузок по кратности тока и критических температур изоляции обмоток;

	снижается уровень напряжения на электровозе ниже предельно допустимого значения 21 кВ при организации пакетного тяжеловесного движения поездов, появляются межподстанционные зоны лимитирующие пропускную способность участков железной дороги по устройствам электроснабжения. 

	 Третий источник электроснабжения автоблокировки:

	Автоблокировка является особым потребителем I категории и поэтому имеет третий источник электроснабжения - дизель-электрический агрегат тяговой подстанции.

	Требования к высоковольтной линии СЦБ:

	Несимметрия токов по фазам ВЛ СЦБ не должна превышать 10%. Несимметрия токов характеризуется коэффициентом несимметрии тока по обратной последовательности КI2 = I2 / I1, где I2 – ток обратной последовательности, I1 – ток прямой последовательности;

	Для снижения токов короткого замыкания и исключения электрической связи с другими линиями ВЛ СЦБ питание на тяговой подстанции осуществляется от шин 220/380В собственных нужд подстанции через повышающий трансформатор 380В/10(6) кВ;

	 Схемы питания ВЛ СЦБ от ТП должны предусматривать:

	1.На электрической железной дороге постоянного тока 3 кВ – одностороннее питание от одной из смежных тяговых подстанций;

	2.На электрической железной дороге переменного тока 25 кВ:

	Одностороннее питание на всю межподстанционную зону;

	Встречно-консольное питание от двух смежных тяговых подстанций с пунктом секционирования (ПС) по середине с нормально отключенным выключателем и устройством АВР; 3.На электрической железной дороге переменного тока по системе 2х25 кВ на МПЗ более 50 км предусматриваются дополнительные пункты питания (ПП) от районных электрических сетей, разделяющие межподстанционную зону на два плеча питания ВЛ СЦБ, каждое из которых должно иметь встречно-консольное питание с пунктом секционирования посередине. 4.Фидера ВЛ СЦБ на тяговых подстанциях, постах секционирования (ПС) и дополнительных пунктов питания (ПП) оборудуются устройствами однократного АПВ и АВР.

	5. Отклонения напряжения у потребителей СЦБ допускается в пределах +5% до – 10% номинального значения, то есть в сторону уменьшения не более 10% (198В) и в сторону увеличения – не более 5% (231 В). 

	6. Время перехода с основной системы электроснабжения на резервную не должно превышать 1,3 с.



6. Схема внешнего электроснабжения электрических железных дорог



Понятие об электроэнергетической системе

ЭЖД получают электроэнергию от электроэнергетических систем (энергосистем).

Электроэнергетическая система – это совокупность взаимосвязанных элементов, предназначенных для производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электроэнергии. 

К элементам электроэнергетической системы относятся: генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую; трансформаторы, преобразующие величины напряжений и токов; линии электропередачи (ЛЭП), предназначенные для транспортировки электроэнергии на расстояние; вспомогательное оборудование, изменяющее свойства системы; устройства управления и регулирования. 

Электроэнергия от генераторов электростанций через подстанции, ЛЭП различного напряжения и тяговые подстанции преобразуется по роду тока и напряжения и через тяговую сеть передаётся ЭПС. Вся совокупность устройств от генераторов электростанций до первичных шин составляет первичную (внешнюю) часть системы электроснабжения ЭЖД. От этой системы питаются электроэнергией тяговые потребители – электровозы, электропоезда; нетяговые железнодорожные потребители; районные нетранспортные потребители (промышленные и сельскохозяйственные потребители). Электрификация ЖД решает не только транспортную проблему, но и решает проблему электрификации страны.

На рис. 2.1. приведена схема системы внешнего электроснабжения ЭЖД.







Схемы внешнего электроснабжения для питания тяговых подстанций и требования к ним для питания тяги поездов

Схема внешнего электроснабжения электрических железных дорог должна обеспечивать электроснабжение тяговых подстанций от энергосистемы на условиях электропотребителя первой категории:

		выход из работы у подстанции секции шин или питающей линии энергосистемы не должны приводить к отключению тяговой подстанции;

		тяговые подстанции должны иметь двустороннее питание от двух подстанций энергосистем или по двум радиальным линиям от разных систем шин одной подстанции энергосистемы, имеющей не менее двух источников питания;

		при двух цепной тупиковой воздушной ЛЭП допускается питание не более одной тяговой подстанции.

При двустороннем питании тяговой подстанции по одноцепной ЛЭП число промежуточных тяговых подстанций ( в том числе подстанций не питающих тягу), включаемых в рассечку ЛЭП между опорными тяговыми подстанциями не должно быть более трёх ( рис. 2.2). Присоединение тяговых подстанций к одноцепной ЛЭП на ответвлениях не допускается. 





Опорная Опорная



 



Транзитная Транзитная Транзитная 



Рис.2.2 Схема питания тяговых подстанций по одноцепнным  ЛЭП  





	От двух цепной ЛЭП на общих опорах с двусторонним питанием между 

	двумя опорными подстанциями устанавливают следующее число промежуточных подстанций, в том числе не питающие тягу, по схемам рис. 2.3:

	для ЛЭП 220 кВ - не более пяти при электротяге на постоянном и переменном токе;

	для ЛЭП 110 кВ - не более пяти при электротяги на постоянном токе и не более трёх - на переменном токе.

	От двух одноцепных ЛЭП с двусторонним питанием на участке между опорными подстанциями рекомендуется обеспечивать питание следующего числа промежуточных подстанций, в том числе не питающие тягу по схеме рис. 2.4:

	для ЛЭП 220 кВ - не более пяти при электрической тяге на постоянном и переменном токе;

	для ЛЭП 110 кВ - не более пяти при электрической тяге на постоянном токе и не более трёх на переменном токе. На слабо загруженных участках железной дороги допускается обеспечение надёжности питания тяговой подстанции как электропотребителя второй категории:

			одностороннее питание тяговых подстанций;

			питание тяговой подстанции от одной секционированной ЛЭП при условии подключения смежных подстанций к разным секциям ЛЭП;

			подключение тяговой подстанции к питающей ЛЭП отпайкой с помощью одного ввода с выключателем.

	Тип и число промежуточных тяговых подстанций между опорными, подключение дополнительных тяговых подстанций согласовывается с энергоснабжающей организацией. Воздушные ЛЭП в особо гололедных и лавиноопасных районах независимо от схем питания тяговой подстанции должны выполняться на одноцепных опорах.

	Для симметрирования токов в системе внешнего электроснабжения присоединение всех тяговых подстанций электрической тяги переменного тока к ЛЭП присоединяют с циклическим подключением фаз тяговых трансформаторов подстанций к фазам ЛЭП. Разработано три типа подключения фаз тягового трансформатора подстанции к фазам ЛЭП. 

	





										 110 кВ для ТП 

										 переменного тока	

Опорная Опорная

 Транзитная Транзитная Транзитная



										 110 кВ для ТП 										 постоянного	

 									 тока	



Опорная Опорная

Транзитная Транзитная Транзитная Транзитная




 220 кв для ТП 

 										 переменного

										 тока



Опорная Опорная

Транзитная Транзитная Транзитная Транзитная Транзитная

Рис. 2.3 Схемы питания тяговых подстанций по двухцепным ВЛ на общих опорах.



 110 кВ

 для ТП

										 	переменного

тока						

Опорная Транзитная Транзитная Опорная

				 На отпайках

				 						 110 кВ для ТП 

											постоянного тока Опорная Опорная

На отпайках Транзитная Транзитная Транзитная 



 										220 кВ

											постоянного, 

переменного тока

Опорная  На отпайках Транзитная На отпайках Транзитная На отпайках


Схема питания тяговой сети от сети внешнего электроснабжения

Система электроснабжения электрических железных дорог состоит из двух частей:

		Первичной (внешней) части сети электроснабжения, включающей в себя все устройства от электрической станции до шин первичного напряжения тяговой подстанции I).

		Тяговой части, состоящей из тяговой подстанции и тяговой сети (II).

	 Тяговая сеть (III) состоит из контактной сети , тягового рельсового пути, питающих и отсасывающих линий.

Устройство тяговой подстанции зависит от системы электрической тяги и напряжения подводимого к шинам тяговой подстанции.

Принципиальная схема питания электрической железной дороги от электростанции приведена на рис. 2.5.

Кроме питания тяги тяговая подстанция обеспечивает электроэнергией нетяговые железнодорожные потребители и районные потребители.





 Рис. 2.5.Схема питания электрической тяги переменного тока I – Внешнее электроснабжение; II – тяговое электроснабжение; III – тяговая сеть, электроподвижной состав (ЭПС) – потребитель электроэнергии.

1 –электростанция; 2, 4, - линия электропередачи (ЛЭП) 110(220) кВ; 3 – районная электрическая подстанция; 5 – тяговая подстанция; 6 – питающая линия; 7 – цепь обратного тока (отсасывающая) линия; 8 – контактная сеть; 9 – тяговый рельс,10 – ЭПС; 11 – секционирующее устройство (нейтральная вставка) 

23