Elektromos vasút villamosenergia-ellátása
A vontató alállomások (TP) a vonóerő-ellátó rendszer (STE) egyik legfontosabb eszköze. Teljesítményük a külső áramellátó rendszerből (SVE) származik, és az átalakított villamos energia fogyasztója a vasút gördülőállománya (EPS). A vontató alállomásokat a városi elektromos közlekedés (GET) és a földalatti elektromos vonatok áramellátására is használják. A vontató alállomás olyan villamos alállomás, amelyet elsősorban a villamos vontatású járműveknek egy kapcsolati hálózaton keresztül történő meghajtására terveztek (a PEEP szerint). A TA-tól kapják a hatalom és más vasúti nem vontató fogyasztók, valamint néhány regionális nem vasúti fogyasztó. A vontató alállomásokat általában több jellemző szerint osztályozzák (1. ábra). Az 1. ábrán látható. Az 1. ábrán a vontató alállomások besorolását kiegészítheti az alállomások osztásával és számos egyéb jellemzővel: az ellenőrzési módszer (távvezérlés és nem szabályozható); a szervizelés útján (folyamatos állandó személyzet, otthoni munkavégzés nélkül, szolgálati személyzet nélkül); amennyire lehetséges mozgó (álló és mozgatható). A referencia TP három vagy több 110 kV-os vagy 220 kV-os átviteli vonalról érkezik az SRE-ből. A közbenső áthaladó (tranzit) TA egy átviteli vonalból táplál be, amelynek kikapcsolása bekapcsolt állapotban van, két támogató vagy körzeti alállomásból. A közbenső csomópont (otpaechnaya) TA áramot kap két független vezetékkel (áramköröket vagy tápvonal) a feszültség a 110 kV-os vagy 220, amelyhez kapcsolódik csapok (csapok). A vége (zsákutca) a TP-t két sugárirányú vonal használja egy másik vontató vagy körzeti alállomásból. Ha az alállomásokat két alállomási alállomásról egy értékes átviteli vonalon keresztül táplálja, akkor három tranziens TP-t helyezhet el közöttük (2. ábra)
A vontató alállomások a villamosenergia-ellátás energiaátvitelére és átalakítására szolgálnak, az elektromos vasút működéséhez szükséges paraméterekkel. Összetettsége miatt a elvének megvalósítása a villamosítás, arra is ígéretet tett a villamosítás, a vontatási alállomások amellett, hogy a fő megoldani feladatokat - szállító villamos szomszédos vidéki és ipari fogyasztók számára. Mivel a villamosenergia-fogyasztók és mindenekelőtt az elektromos vasút felelős a fogyasztóknak, nagy igények merülnek fel a vontató alállomások működésének megbízhatóságára. Ez a legfontosabb eszközök fenntartásával érhető el. Vontatási alállomás vontatási rendszerek DC 3 kV végre, tipikusan egy kétlépcsős transzformációs csökkenő külső átviteli hálózati feszültséget a 110 (35 vagy 220) kV és 10 kV az első lépésben, és 10 a 3,02 (1,05) kW (attól függően, hogy a egyenirányító áramkör ) a második szakaszban. Ebben az esetben a közbenső 10 kV használják teljesítményű, mint a saját igényei az alállomás, és a hatalom a szomszédos területeken közvetlenül a vontatási alállomások. Az egyenáramú alállomások 10-15 km távolságra vannak egymástól. A kisebb érték megfelel az elektromos vasút nagyobb teherforgalmának. Az AC vontató alállomásokat egyetlen transzformációval végzik. Általában a vontató alállomásokat különböző rendszerek szerint hajtják végre. A legáltalánosabbak azok az alállomások, amelyek szerkezete a 3. ábrán látható. 1, 42.
a)
A vontatási alállomások a vontatóhálózat táplálására szolgálnak, az úgynevezett alállomási és alállomási zónákat alkotják. Az ilyen alakzatok sémáit az 1. ábrán mutatjuk be. 3, 45.
Az 1. ábrán. Az 5. ábra a 25 kV-os AC tápegység fő elemeit mutatja. Gazdaságilag célszerű a váltakozó áram (alállomási zóna) vontató alállomásainak távolsága, amely kb. 40 ... 50 km.
A villamosított vasút hazánkban villamos energiát kap az áramellátó rendszerektől. Az energiaellátó rendszer egy sor nagy villamosenergia-erőmű, amely egyesíti az erőátviteli vonalakkal, és közösen ellátja a fogyasztókat az elektromos és a hőenergiával. Az energiarendszerek különböző típusú erőműveket ötvöznek: termikus, ahol fosszilis tüzelőanyagokat használnak, hidraulikus és nukleáris. Meg kell jegyezni, hogy az elektromos vontatás terhelése nagy egységességet mutat, és ez hozzájárul az energia rendszerek stabil működéséhez. Hazánk Uniós Energia Rendszeréből táplálják az ország európai része, az Urálok és Szibéria elektromos hálózatát. Az erős teljesítményű rendszerek teljesítménye biztosítja a fogyasztók, beleértve a villamos járművek áramellátását is, folyamatos áramellátását. Az 1. ábrán. A 2. ábrán egyszerűsítettük az egyszerűség kedvéért a villamosított vasút villamosenergia-ellátásának általános rendszerét egy hőerőműből.
Háromfázisú váltakozó áram 6-10 kV a generátor által kábelen halad a feszültségnövelő transzformátor, itt különböző körülményektől függően, a feszültség növelhető a 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV-os. Ezeket a névleges feszültségeket a jelenlegi szabványok határozzák meg. Ezután a távvezeték áramlata áthalad a fogyasztókra, ebben az esetben a bekötő alállomáson. Ha az áramvezetéken rövidzárlat van, vagy elfogadhatatlan túlterhelések vannak, a nagyfeszültségű kapcsoló leválasztja az erőműből. Ugyanazt a kapcsolót használják a feszültség enyhítésére a vonalról, például amikor megvizsgálják. Ezután, a áram halad át egy másik nagyfeszültségű kapcsolót a primer tekercs a transzformátor vontatási alállomás, amely csökkenti feszültség háromfázisú váltakozó áram értékét szükséges a normális rabotyelektropodvizhnogo készítmény (pl. N. S). A közvetlen és váltakozó árammal villamossá tett utak vontatási alállomásainak kialakítása és működése élesen eltér. A konstans áram vontató alállomásán, amely a 3. ábrán látható. A 2. ábrán a váltakozó áram konstansra változik. Kezdetben rotációs konvertereket alkalmaztak erre a célra, amelyek erőteljes AC motorokból álltak, amelyek ugyanazon a tengelyen voltak elhelyezve, egyenáramú generátorokkal. A nehéz és fáradságos konverterek helyett higany egyenirányítót használtak. Ezt követően minden higany egyenirányítót félvezető egyenirányítók váltottak fel. Egyenesített feszültség egy speciális védőeszközön keresztül - egy nagysebességű kapcsoló - az elektromos vezeték (tápegység) a hálózati csatlakozóhoz van csatlakoztatva. Amikor tartalmazza hajtómotorok elektromos áramnak a transzformátor szekunder tekercs áthalad egy egyenirányító, a nagy sebességű kapcsoló feeder felsővezeték, előtétek és vontatómotorok a vasúti. Zárt elektromos áramkör beszerzéséhez a síneket egy szívóvezeték csatlakoztatja a transzformátor szekunder tekercsének nulla pontjához. A nagysebességű kapcsoló automatikusan leválasztja az adagolót, és ezáltal az érintkezőhálót túlterhelés és rövidzárlat esetén. Továbbá, néha ki kell húzni a felsővezeték (kiveszik a feszültség) a termelés minden munka, ami szintén letiltja a nagy sebességű kapcsolót. Következésképpen az egyenáramú vontató alállomások csökkentik az átviteli vonalból táplált feszültséget, átalakítják az AC-t DC-be, és egyenáramú villamos energiát továbbítanak a kapcsolati hálózaton keresztül. Ha a vasút villamosított váltóárammal kereskedelmi frekvencia, a vontatási alállomás célja, hogy csökkentse tápfeszültséget távvezeték és elosztó villamos energia érintkezési hálózathoz. A vonalak, villamosított AC áram, egy zárt áramhurok van kialakítva összekötő egyik végét a primer tekercs a transzformátor található, a mozdony, hogy a felsővezeték és a másik - a vasúti és tovább keresztül a szívócsövet, hogy az alállomás. A váltóáramú vonatok vontató alállomásainak kialakítása sokkal könnyebb, mivel a vontatómotorok feszültségének helyreigazítását a gördülőállományon végzik. A hatékonyság a villamos vontatás fejezi ki a termék a d n, hogy a kínálat egyes linkek villamosított vasúti rendszerek: ... Az erőmű, távvezetékek, alállomások, vontatási és a felsővezeték a villamos mozdony. Ha az energia olyan hőerőműből származik, amelynek hatékonysága kb. 35%, akkor az elektromos vontatás teljes hatásfoka körülbelül 28%. Ugyanolyan hozzávetőleges hatékonysággal működnek a villamosított vasutak, amelyek az atomerőművek energiafelhasználását kezdték el. A 85% -os hatékonyságú vízerőművek táplálják a villamosított vasút egyötödét; Az elektromos vontatás hatékonysága 60-62%.