Анализ схемы электроснабжения тяговой подстанции «Мудьюга»

Тяговая сеть состоит из контактной и рельсовой сетей, питающих и отсасывающих линий. По ней электрическая энергия передаётся от тяговых подстанций к электроподвижному составу. В зависимости от рода тока и значения напряжения, принятых на электрической железной дороге, различаются и способы (схемы) питания э.п.с. Общим во всех случаях является использование в цепи питания рельсов. При постоянном токе они служат одним из полюсов («+» или «-»), а при переменном токе – одной из фаз питающей системы.

Всегда стремятся обеспечить определённый уровень напряжения на токоприёмниках э.п.с. и возможно меньшие потери энергии в тяговой сети. С увеличением силы тока в тяговой сети растут не только потери энергии, но и потери напряжения. От размера потерь напряжения зависит его значение на токоприёмниках, а следовательно, и скорость движения: чем больше потери, тем меньше это напряжение и тем ниже скорость э.п.с. С ростом потерь энергии в тяговой сети снижается эффективность электрификации железной дороги, так как возрастает потребность в электрической энергии. Поэтому, как правило, питание к электроподвижному составу подводят таким образом, чтобы потери напряжения и энергии в тяговой сети были по возможности меньше.

Напряжение на токоприёмниках строго нормировано. В обычных условиях оно должно быть не ниже 21 кВ при переменном токе напряжением 25 кВ и не ниже 2,7 кВ при постоянном  напряжением 3 кВ. На тех дорогах, где скорость движения превышает 120 км/ч, значения напряжений на токоприёмниках не могут быть ниже 24 кВ при переменном токе и 2,9 кВ при постоянном токе. С разрешения МПС на отдельных малодеятельных участках переменного тока допускается на токоприёмниках минимальное напряжение 19 кВ и на участках постоянного тока – 2,4 кВ.

1.1.3 Питание электроподвижного состава на участках переменного тока

Питание тяговой сети участков, электрифицированных на переменном токе, в нашей стране осуществляется по однофазной схеме, так как на них эксплуатируется электроподвижной состав однофазно-постоянного тока. Однако на тяговых подстанциях, как правило, устанавливают трёхфазные трехобмоточные понижающие трансформаторы. Если тяговую сеть на всём участке присоединить к одним и тем же зажимам трансформаторов, в трёхфазной системе внешнего электроснабжения фазы будут загружены неравномерно. При недостаточной мощности внешней системы это может привести к ухудшению условий работы генераторов, трансформаторов, ЛЭП и других устройств.

Возникают нежелательные явления и в системе тягового электроснабжения. На шинах тяговых подстанций напряжение существенно искажается. В результате нарушается нормальная работа трёхфазных потребителей, получающих питание как от тяговых подстанций, так и от присоединённых к ним линий электроснабжения нетяговых потребителей. Поэтому к рельсовой сети присоединяют одну и ту же фазу трансформаторов, а в контактной сети между каждой парой смежных подстанций для питания тяговой сети используют разные фазы. При этом достигается более равномерная нагрузка фаз системы внешнего электроснабжения и уменьшается искажения напряжений на шинах тяговых подстанций и в линиях их электроснабжения.

1.1.4 Подключение  тяговых  подстанций

Тяговые подстанции переменного тока  в нашей стране питаются от сетей 110-220 кВ, а тяговые подстанции постоянного тока – от сетей 6-220 кВ. Схемы главных  электрических соединений подстанций определяются схемой электрической сети, от которой они получают питание, и  могут быть