Глава 5. Харчування і секціонування контактної мережі
Схеми живлення і секціонування контактної мережі
На електрифікованих лініях ЕРС отримує електроенергію через контактну мережу від тягових підстанцій, розташованих на такій відстані між ними, щоб було забезпечено стабільне номінальну напругу на ЕРС і працювала захист від струмів к.з. При системі електропостачання постійного струму (рис. 5.1, а) в кон-тактний мережу електрична енергія надходить від шин позитивними-ної полярності напругою 3,3 кВ тягових підстанцій і повер-тається після проходження через тягові двигуни ЕРС по рейковим ланцюгах, приєднаним до шин негативної полярності. Рассто-яние між тяговими підстанціями постійного струму в залежності від грузонапряженности коливається в широких межах від 7 до 30 км.
В системі електропостачання однофазного змінного струму (рис. 5.1, б) електроенергія в контактну мережу надходить від двох фаз А і В напругою 27,5 кВ (на шинах тягових підстанцій) і повертається по рейкового кола до третьої фази С. При цьому пита-ня здійснюють однією фазою зустрічно на фідерні зону (па-паралельно робота суміжних тягових підстанцій) з чергуванням харчування для наступних фідерних зон з метою вирівнювання навантажень окремих фаз енергопостачальної системи. При цій системі електропостачання внаслідок високої напруги тяго-ші підстанції розташовують через 40-60 км.
В системі електропостачання 2 х 25 кВ з автотрансформатора-ми (рис. 5.1, в), на тяговій підстанції встановлюють спеціальні однофазні трансформатори, вторинні обмотки яких складаються з
У межподстанціонной (фідерної) зоні на відстані від 8 до 15 км один від іншого встановлені автотрансформатори з коефіцієнтом трансформації 2/1, обмотки яких приєднані до проводів кон-тактний мережі і живить проводу, а середня точка - до рейок.
При цій системі електроенергія від тягової підстанції переда-ється по живлячої проводу до проводів контактної мережі при номі-ному напруженні 50 кВ, в результаті чого струм в тягової мережі вдвічі менше споживаного ЕРС, що зменшує втрати напруги і енергії і дозволяє збільшити відстань між тяговими підстанцій -ціямі до 80-100 км. При русі поїзда по ділянці автотранс-форматори приймають навантаження, знижують напругу до 25 кВ і подають його в контактну мережу, від якої живляться ЕРС.
На ряді електрифікованих ділянок на однофазному змін-ном струмі застосована система многопроводной тягової мережі з екранів-рующим (Е) і підсилює (У) проводами (система ЕУП), схема якої приведена на рис. 5.1, д. Така система тягового електро-постачання дозволяє збільшити відстань між тяговими підстанцій-ціями і підвищити на 20% допустимий струм. Екранує провід розташовується по всій ділянці між тяговими підстанціями, со-единящей з колійними троссель-трансформаторами на кожному тре-тьем блок-ділянці і підвішується на опорах контактної мережі.
На електрифікованих залізницях застосовують схему двостороннього харчування: кожен, хто знаходиться на лінії локомотив отримує електроенергію від двох тягових підстанцій. Виняток становлять ділянки контактної мережі, розташовані в кінці елек-тріфіцірованной лінії, де може бути застосована схема консоль-ного (одностороннього) харчування від крайньої тягової підстанції.
Контактну мережу вздовж шляхів ділять на окремі електрично незв'язані дільниці (секції), для чого у тягових підстанцій і постів секціонування монтують ізолюючі сполучення - це так зване поздовжнє секціонування. Кожна секція отримує електроенергію від лінії живлення тягової підстанції і від сусідніх секцій контактної мережі, які підключають через пости секціонування.
При поздовжньому секціонуванні виділяють в окремі сек-ції контактну мережу кожного перегону і станції, а в деяких випадках - і великих тунелів або мостів. На вузлових станціях, що мають кілька електрифікованих парків, контактну мережу окремих парків виділяють в самостійні секції з харчуванням при можливості безпосередньо від тягової підстанції. Секції між собою з'єднують секційними роз'єднувачами, що по-зволяет при необхідності відключати будь-яку з них від електрич-ного харчування.
На двоколійних і багатоколійних ділянках електрично поділяють контактну мережу кожної головної колії перегону і станції від інших шляхів - це так зване поперечне секціонування. У цьому слу-чаї на станціях контактну мережу групи шляхів виділяють в окремі секції і живлять їх електроенергією від головних шляхів через секційні-ні роз'єднувачі, які при необхідності можуть бути відключені-ни. Секції контактної мережі на відповідних з'їздах між глав-ними і групами другорядних шляхів ізолюють секційними ізоляторами, чим досягається їх електричне розділення. Це обліг-чає схему і пристрій захисту і дає можливість при пошкодженні або відключенні однієї з секцій здійснювати рух поїздів по Іншим секціях і головних колій. В окремих випадках допускається на проміжних станціях контактну мережу одного або двох шляхів під-ключать безпосередньо до контактної мережі головних колій.
На контактної мережі змінного струму у тягових підстанцій мон-тируют два поруч розташованих ізолюючих сполучення з Нейт-ральной вставкою між ними. Це викликано тим, що суміжні секції живляться від різних фаз і з'єднання їх між собою через полоз то-копріемніка, що проходить по изолирующему сполученню неприпустиме-Тімо, інакше станеться міжфазне коротке замикання мережі.
На тягових підстанціях, що живлять контактну мережу постійно-го струму, захист від струмів к.з. здійснюється за допомогою бистродей-ствующих автоматичних вимикачів, а на лініях змінного струму - за допомогою масляних вимикачів.
Крім того, для захисту контактної мережі від струмів перевантаження і к.з. між тяговими підстанціями встановлюють пости секціонування-вання. На двоколійних і багатоколійних ділянках ПС електрично со-единящей контактну мережу паралельно розташованих головних пу-тей. Таким чином створюється схема вузлового харчування, при якій ЕРС отримує електроенергію по контактної мережі всіх головних шляхів від двох тягових підстанцій. При схемі вузлового харчування в разі по-врежденія на будь-якому з ділянок між тягової підстанцією і постом секціонування захист відключить мережу тільки тієї ділянки, де сталося пошкодження, а на інших ділянках може продов-тулитися рух поїздів. На вантажонапружених двоколійних і мно-гопутних лініях для підвищення напруги на струмоприймачі та сни-вання опору контактної мережі передбачено паралельне з'єднання контактних мереж між тяговими підстанціями і по-стами секціонування, яке здійснюється установкою пунктів паралельного з'єднання (рис. 5.2).
Всі роз'єднувачі контактної мережі в залежності від призначен-ня і частоти перемикань обладнають моторними (для Дистан-ційного управління) або ручними приводами. При цьому мотор-ні приводи повинні бути у роз'єднувачів живлячих ліній тягових підстанцій, постів секціонування, автотрансформа-торів, а також роз'єднувачів, що беруть участь в схемах профілактичної-тичного підігріву і плавлення ожеледі на контактній мережі. Дис-танціонно керують роз'єднувачами з пунктів, де постійно перебуває черговий персонал: району контактної мережі (ЕЧК), тягової підстанції, приміщень чергового по станції, парку і депо. На ділянках з телекеруванням моторні приводи роз'їдені нітелей вводять в систему телеуправління і перемикають їх з енер-годіспетчерского пункту.
Для кожної ділянки електрифікованої лінії при її про-ектировании розробляють схему живлення і секціонування кон-тактний мережі, а також схеми живлення поздовжніх ліній елект-роснабженія СЦБ та інших нетягових споживачів, які затверджуються начальником железнорй дороги.
Затверджені схеми живлення і секціонування повинні бути на енергодиспетчерському пункті, а викопіювання з схем - в райо-нах контактної мережі (в межах свого і сусідніх райо-нів), на тягових підстанціях (в межах зони харчування), а так-же в технічно- розпорядчому акті залізничної станції (в межах її шляхів) і в електродепо (в межах тракційних шляхів).
Ізолюючі сполучення і їх роз'єднувачі повинні бути обо-значилися великими літерами російського алфавіту по напрямку рахунку кілометрів, які наносять на приводі роз'єднувача. Сек-ційних ізолятори і повітряні стрілки повинні мати присвоєно-ний номер. Таблички з номерами секційних ізоляторів устанав-ливают на несучому тросі.
Перемикачі станцій стикування постійного та змінно-го струму повинні мати номери секцій контактної мережі, які на-носять над дверима комірки і на зворотному боці осередку, в якій знаходиться перемикач.
Умовні графічні позначення в схемах харчування і секціонування і планах контактної мережі і ПЛ залізниць наведені в додатку 6. При розробці схем живлення і секціонування контактної мережі електрифікованої лінії використовують типові прин-ціпіальние схеми секціонування, розроблені на основі досвіду експлуатації, з урахуванням витрат на спорудження контактної мережі.
Роз'єднувачі, що встановлюються на живильних лініях, на схемі живлення і секціонування позначають буквою Ф; поперечні - бук-вої П. До кожної із зазначених букв в разі потреби додають цифровий індекс, що відповідає номерам шляхів і напрямків.
На схемах, крім того, вказують номери шляхів, повітряних стрілок, які повинні відповідати номерам стрілочних переводів.
Ізолюючі сполучення, що розділяють контактну мережу залізно-дорожніх станцій і перегонів, повинні бути розташовані між вхід-ними світлофорами або знаком «Межа станції» і перший вхідний-ми стрілочними переводами станції.
Довжину нейтральної вставки вибирають з урахуванням знаходяться в об-рощення серій електровозів і електропоїздів.
На ділянках швидкісного руху поїздів (161-200 км / ч) нейтраль-ні вставки в місцях поділу фаз живлення або стикування електротяги постійного і змінного струму обладнують пристроями, забезпечувала-ющими автоматичне відключення-включення тягового струму на ЕРС.
На станціях стикування між ізолюючим сполученням, від-ділячи перегін, і ізолює сполученням перемикається сек-ції повинна бути непереключаемая секція довжиною, яка виключає од-ночасно перекриття полозами струмоприймачів ізолюючих сполучень (рис. 5.3).
Секції контактної мережі, де рух ЕРС здійснюється на од-ном роді струму, не включають в групу перемикаються секцій і живлять їх через роз'єднувачі безпосередньо від відповідного фідера.
При необхідності шини пунктів угруповання секціонуючою.
На станціях стикування взаємне розташування секційних ізоляторів, світлофорів та ізолюючих стиків рейкової ланцюга повинно виключати заїзд полозом струмоприймача електровоза на секцію з іншою напругою при пересуванні з будь-яким (пере-дним або заднім) піднятим струмоприймачем. Секційні ізоля-тори, що розділяють різні за родом струму секції, повинні распола-гаться над ізолюючими стиками рейкового кола так, щоб при зупинці ЕРС у світлофора виключалася можливість пере-ку полозами струмоприймачів суміжних секцій.
ВЛ ПЕ, ВЛ СЦБ і інші лінії електропостачання нетягових споживачів (ВЛ 10 (6), 35 кВ і ДПР 25 кВ) повинні мати елект-річеская поділ у тягових підстанцій, ПС, кабельних вста-вок, великих штучних споруд і в горловинах станцій, де секціонуючою контактну мережу.
На проміжних станціях передбачають секціонірова-ня контактної мережі з обох сторін станцій (рис. 5,4). Продоль-ні роз'єднувачі обох горловин обладнають моторними при-водами. На двоколійних ділянках в межах станції між головними шляхами встановлюють поперечний секційний нормаль-но відключений роз'єднувач П, щоб при необхідності мож-но було подати напругу від сусіднього головного шляху або зашунтувати шляху для виконання робіт на секційних ізоляторах контактної мережі під напругою.
Мал. 5.4. Схема секціонування контактної мережі станції з кількістю електрифікованих другорядних шляхів до (а) і більш (б) трехнечетних і парних шляхів
Мал. 5.5. Схема секціонування контактної мережі на станціях з постом секціонування.
При наявності в одній з горловин станції поста секціонування-вання поздовжнє поділ контактної мережі виконують так, як показано на рис. 5.5.
Принципова схема живлення і секціонування на станції двухпутной лінії постійного струму при наявності тягової підстанцій-ції показана на рис. 5.6. На лінії живлення безпосередньо у тяго-вої підстанції встановлюють роз'єднувач приводяться в рух двигуном. Крім того, при довжині лінії більше 150 м у місця приєднання пита-нього лінії до контактної мережі додатково монтують роз'їдені нітелей з ручним приводом, при довжині більше 750 м - з моторним. На лінії змінного струму з тяговими підстанцій-ціями на відміну від ліній постійного струму в одній з горловин монтують нейтральні вставки, а роз'єднувачі на плекаю-щих лініях встановлювали-ють безпосередньо у кон-тактний мережі (рис. 5.7).
Автотрансформатори в системі електропостачання 2x25 кВ підключають до кон-тактний мережі роз'єднувача-ми з моторними приводами.
Мал. 5.6. Схема живлення і секціонування контактної мережі двоколійного ділянки на станції з тяговою підстанцією пос-тоянного струму.
Мал. 5.7. Схема живлення і секціонування контактної мережі на
станції з тяговою підстанцією змінного струму на двоколійному
(А) і одноколійній (б) ділянках
Контактну мережу парків прибуття і відправлення на великих станціях виділяють в окремі секції і нерідко поділяють на групи, що дає можливість відключати частину контактної мережі парку для ремонту. Секціонування на станційних коліях по можливості повинно бути виконано так, щоб при відключені-ванні однієї з секцій збереглася можливість прийому і відправ-лення поїздів на інші секції станцій.
Виконання ремонтних і відновлювальних робіт в процес-се експлуатації вимагає тимчасової зміни схеми живлення і секціонування. Зміна схеми не повинно порушувати усло-вия забезпечення захистом від струмів к.з. Тому завчасно розробляють спеціальні схеми конкретно для кожного учас-ка, що передбачають такі режими роботи:
• на тяговій підстанції відключені агрегати, підстанція ра-ботает в режимі поста секціонування;
• тягова підстанція відключена повністю, у зв'язку з цим про-частинні роз'єднувачі контактної мережі включені;
• відключений пост секціонування і включені в цьому районі поздовжні роз'єднувачі контактної мережі;
• включені нормально відключені поздовжні секційні роз'єднувачі контактної мережі біля тягової підстанції;
• включені поперечні роз'єднувачі контактної мережі на станції;
• інші режими (схеми).
Для кожного режиму роботи розраховують струми к.з. в найбільш віддаленій точці контактної мережі. Якщо при цьому значення струму к.з. виходить меншим або рівним з урахуванням коефіцієнта запасу по струму уставки захисту на лінії живлення тягової підстанції або поста секціонування, зменшують уставку захисту на час ре-ремонтних робіт. На двоколійних і багатоколійних ділянках в цих слу-чаях можна змінити схему живлення і секціонування контакт-ної мережі шляхом паралельного її сполуки. При цьому одну з ліній живлення тягової підстанції відключають, чим досягається збільшення струму к.з. на решті в роботі лінії живлення.