«Электроснабжение железных дорог» дневное и заочное обучение (стр. 9 )

постоянного,

переменного

тока

Опорная Опорная

На отпайках Транзитная На отпайках Транзитная На отпайках

Рис. 2.4 Схемы питания тяговых подстанций по двум одноцепным ВЛ.

2.6.3. Схема питания тяговой сети от сети внешнего электроснабжения.

Система электроснабжения (СЭ) ЭЖД состоит из двух частей:

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

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

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

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

Принципиальная схема питания ЭЖД от электростанции приведена на рис. 2.5.

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

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)

2.7. Система тягового электроснабжения 1х25 кВ и режимы её работы

2.7.1 Схема питания тяговой сети трансформатором «звезда – треугольник».

Схема питания тяговой сети от трансформатора «звезда – треугольник» группа - 11 для ЭЖД является типовой и обеспечивает более равномерную нагрузку в питающей ЛЭП по сравнению с однофазными трансформаторами. Применение трёхфазных трёхобмоточных трансформаторов позволяет питать тяговые, районные нетранспортные потребители и нетяговые ЖД потребители.

Схема питания приведена на рис.1. Первичная обмотка соединена в «звезду», а вторичная – в «треугольник» с 11 – ой группой соединения обмоток.

Фаза «а» трансформатора соединена с левой секцией КС, фаз «в» – с правой секцией КС, фаза «с» – с тяговым рельсом. Между секциями КС устанавливается секционирующее устройство в виде НВ для раздела фаз. Секции КС слева и справа от ТП питаются различными фазами ЛЭП и их напряжения сдвинуты друг относительно друга на 1200 величиной 25 кВ. Напряжение между КС и ТР – 25 кВ.

Векторная диаграмма напряжений первичной и вторичной обмоток ТТ приведены на рис 2. Совмещённая векторная диаграмма напряжений и токов – на рис 3, где

İo = İII - İI . На рис. 4 приведена векторная диаграмма линейных напряжений для определения группы соединения обмоток трансформатора.

Вторичное напряжение Uac совпадает с фазным первичным напряжением UA (секция слева), вторичное напряжение Ucb совпадает по фазе с фазным первичным напряжением UC (секция справа).

Напряжения Uac (UA ) и Ucb ( UC ) – рабочие напряжения, напряжение Uba

( UB ) – не рабочее напряжение. По ходу вращения векторов рабочих напряжений Ucb ( UC ) опережающее напряжение UI и фаза «в» трансформатора (правая секция) – опережающая фаза, напряжение Uac ( UA ) отстающее напряжение UII и фаза «а» трансформатора (левая секция) – отстающая фаза. Нерабочее напряжение Uba (UB) – UIII.

Ток левой секции (плеча) подстанции – III, ток правой секции (плеча) – II, ток отсоса – IO.

За положительное направление токов IA, IB, IC в ЛЭП принято от питающего центра к потребителю. За положительное направление токов в плечах питания принято направление, совпадающее с положительным направлением напряжения фазы.

Если принять коэффициент трансформации КТТ = 1, пренебречь током ХХ и потерями напряжения в обмотках, то можно построить векторную диаграмму с совпадающими фазными векторами напряжения первичной и вторичной обмотки: UA, Uac (UII) ; UC, Ucb (UI ); UB, Uab (UIII). Ток III отстаёт от своего напряжения UII на угол φII. Ток II отстаёт от своего напряжения UI на угол φI, так как ЭПС активно – индуктивная нагрузка.

Распределение тока между фазами трансформатора в треугольнике определяется соотношением сопротивлений обмоток. Распределение токов по фазам трансформатора приведены на рис.5 и могут быть определены через токи плеч питания. Токи фаз (обмоток) трансформатора:

İA = 2/3 İII – 1/3İ1 = IобII

İB = - 1/3İI – 1/3 İII = IобIII

İC = 2/3İI – 1/3İII = IобI

Значение токов фаз можно получить из уравнения Кирхгофа:

İА + İВ + İС = 0

İII + İA - İ B = 0

İI + İB – İC = 0

İC + İo – İA = 0

İo = -İI + İII = 0

Решив это уравнение, получим аналогичное расчётное выражение тока фаз трансформатора.

İС = -İo + İА = -İI + İII + İA

İB = İA – İII

İА = İА + İА – İII + İI – İII + İA = 0

3İA - 2İII + İI = 0 İA = 2/3İII – 1/ 3 İI

İB = 2 / 3 İII - 1 / 3 İI – İII İB = - 1/3 İI - 1/3 İII

İC = İI – İII + 2/3 İII – 1/3 İI İC = 2/3 İI – 1/3 İII

На основании формул фазных токов трёхфазного трансформатора строится векторная диаграмма токов обмоток (фаз) рис.6.

Выводы:

1. При разных по величине токах плеч питания İI ≠ İII и разных угловых сдвигах

φI ≠ φII в первичной сети внешнего электроснабжения создаётся несимметричная система фазных токов İА ≠ İС ≠ İВ и несимметричные угловые сдвиги фазных токов относительно соответствующих напряжениях. Следовательно активные, реактивные и полные значения токов и мощностей по фазам трансформатора и ЛЭП несимметричны: Р = UIcosφ, Q = UIsin, S = UI = √ P2 + Q2. При условии равных токов плеч питания (линейные токи) İI = İII c равными фазовыми сдвигами φI = φII создают в первичной сети несимметричную систему фазных токов İА = İС ≠ İВ и несимметричные фазовые сдвиги φА ≠ φВ ≠ φС .

2.Наиболее загруженные фазы І (С), II (A) прилегают к заземлённоё фазе С трансформатора.

2.Токи рабочих фаз первичной сети IC, IA состоят из токов своей и чужой фаз. При этом составляющая IC от чужой фазы (1/3 III) опережает UI и имеет емкостной характер, а составляющая тока IA от чужой фазы (1/3 II ) отстаёт от UII и имеет индуктивный характер. Это оказывает существенное влияние на потери напряжения плеч питания тяги. При равных токах плеч питания потери напряжения отстающей фазы больше, чем опережающей фазы.

3.Единообразное присоединение одинаковых фаз ЛЭП к одним и тем же выводам тяговых трансформаторов электрифицированного участка ЖД создаст значительную несимметрию токов по фазам питающей ЛЭП.

А(ж) *

В(з) 1

С(к) *

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21