Модернизация стыковой тяговой подстанции систем 25 и 3 кВ на участке со скоростным движением, страница 3

Одним из главных приоритетов «Энергетической стратегии железнодорожного транспорта на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года» является снижение удельных материальных затрат на электропотребление тягой поездов на 5-6 % к 2010 году и на 10 -12 % - к 2020 году [1].

Основными направлениями снижения затрат являются переход с энергорасточительского на энергосберегающий путь и повышение качества потребления электроэнергии. В период реформирования, как железнодорожного транспорта, так и энергетики России, повышению качества потребляемой электроэнергии стало уделяться большое внимание, особенно в системах электрической тяги переменного тока.

Одной из важнейших проблем, возникающих при питании электрической тяги переменного тока, является несимметрия токов в трехфазной системе внешнего электроснабжения. Применение стандартных трансформаторов на тяговых подстанциях для питания однофазных тяговых нагрузок вызывает появление значительных несимметричных токов в сетях питающей энергосистемы. Протекание несимметричных токов приводит к возникновению несимметрии напряжений и является причиной нарушения одного из важнейших показателей качества электроэнергии – коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности. Особо остро эта проблема затрагивает электроснабжение тяговых подстанций с резко неравномерной загрузкой плеч питания, которыми являются подстанции стыкования [4].

К устройствам тягового электроснабжения предъявляются требования по выполнению показателей качества электроэнергии и обеспечению электромагнитной совместимости с электроподвижным составом, системой внешнего электроснабжения, устройствами СЦБ и связи, воздушными и кабельными линиями электропередачи до 1 кВ, а также 6,10, и 35 кВ, подземными сооружениями.

Коэффициенты несимметрии напряжений и несинусоидальности напряжения в точке присоединения тяговой подстанции к сети внешнего электроснабжения в соответствии с ГОСТ 13109-97 не должны превышать значения  4  при этом в течении не менее 95 % времени каждых суток не должны быть выше 2 [24].

Использование на тяговых подстанциях устройств, обладающих повышенным симметрирующим эффектом, определено как одно из приоритетных направлений при решении проблемы симметрирования трехфазных токов. 

Компенсация реактивной мощности является самым дешевым и одновременно самым мощным средством повышения технико-экономических показателей систем электроснабжения, уменьшая все виды потерь и капиталовложения. Поэтому на электрифицированных участках железных дорог необходимо предусматривать компенсацию реактивной мощности.

1.  ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ МОДЕРНИЗАЦИИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

         1.1.Системы электроснабжения  железнодорожного транспорта

Электрические железные дороги получают электрическую энергию от энергосистем,  объединяющих  в себе несколько электростанций. Электрическая энергия от генераторов  электростанций передается через электрические подстанции, линии электропередачи различного напряжения и тяговые подстанции. На последних электрическая энергия преобразуется  к виду (по роду тока и напряжения), используемому в локомотивах, и по тяговой сети передается к ним [4].

Вся совокупность устройств, начиная от генератора электростанции и кончая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения электрифицированных железных дорог. От этой системы питаются электрической энергией, помимо собственно электрической тяги (электровозы и электропоезда), также все нетяговые железнодорожные потребители и потребители прилегающих районов. Поэтому электрификация железных дорог решает не только транспортную проблему, но и способствует решению важнейшей народнохозяйственной проблемы – электрификации всей страны.

Главные преимущества электрической тяги перед автономной (имеющей генераторы энергии на самом локомотиве) определяются централизованным электроснабжением и сводятся к следующему:

·  Производство электрической энергии на крупных электростанциях приводит, как всякое массовое производство, к уменьшению ее стоимости, увеличению их к.п.д. и снижению расхода топлива;