Системы повышенною напряжении

Проблема повышения напряжения в контактной сети является наиболее актуальной для решения задач повышения скоростей движения, увеличения провозной и пропускной способности транспортных линий, снижения затрат на электрическую тягу. Решение проблемы может быть найдено в комплексе СТЭ и ЭПС, при этом СТЭ более восприимчива к повышению напряжений.

Рассмотрим ряд возможных решений, выполнимых при современном уровне развития силовой электроники. На железных дорогах вполне может быт ь осущест влена система двойного напряжения с напряжением в питающем проводе 24...36 кВ и контактной сети 3,0 кВ (система 24/3,0 кВ) распределенного типа. Структурная схема этого варианта системы кратко рассмотрена в [99] и с некоторыми коррективами приведена на рис. 3.10.

В системе 24/3,0 кВ расстояние между подстанциями (ТП1-ТП2) можно принять от 60 до 80 км, преобразовательные пункты (ПП1-ПП14) - от 10 до 12 км, г. е. в межподстанционной зоне размешается 6-7 ПП. Элементами структуры ПП являются АПН (АИН1, АИН2, АИНЗ), преобразующие постоянный ток в переменный, питающий сетевые обмотки 12-иульсных BA (ВА1, ВА2), и фильтры Z-фСф. Выходное напряжение ВА ПП 3,3 кВ поступает в РУ -

3.3 кВ и далее по фидерам (Ф) в контактную сеть. В такой системе электрической тяги кардинально изменяется СТЭ, при том что ЭПС не подвергается реконструкции.

Перспективными являются С'Т'Э с напряжением в КС 24 кВ и более. Здесь расстояние между подстанциями 60...80 км, в межподстанционной зоне не размешают преобразовательных пунктов, но необходим ЭПС специально для такой системы. Лучшим решением является многосистемный ЭПС, способный выполнять свои функции при напряжениях в контактной сети от

3.3 до 24(36) кВ постоянного тока и 25 кВ - однофазный переменного тока. Функциональная схема такой системы электрической тяги [99] показана на рис. 3.11. Эффективные решения могут быть реализованы на основе типовых преобразовательных модулей, выполненных на запираемых (GTO) тиристорах.

Схема системы тягового электроснабжения распределенного типа двойного напряжения с преобразовательными пунктами

Рис. 3.10. Схема системы тягового электроснабжения распределенного типа двойного напряжения с преобразовательными пунктами

Схема системы электрической тяг и 24 кВ постоянного тока

Рис. 3.11. Схема системы электрической тяг и 24 кВ постоянного тока:

ТП1, ТП2 - подстанции с преобразователями на 24 кВ; контактная подвеска с биметаллическим тросом ПБСМ-95 и бронзовым контактным проводом БрФ-150; АИН1-АИН6 - входные инверторы напряжения; Т1-ТЗ - тяговые трансформаторы; 4QS1-4QS3 - четырехквадратные преобразователи; АИН - инвертор напряжения выходной

Переход с электрической тяги 3,0 на 6,0 кВ решался еше в 1960 г. Московским энергетическим институтом (МЭИ). Под руководством профессора В.Е. Розенфельда [89] была создана преобразовательная тиристорная установка 6,0/3,0 кВ мощностью 1,94 мВт. В 1965 г. Тбилисским электровозостроительным заводом (ТЭВЗ) совместно с МЭИ по заказу МПС был разработан проект опытного двухсекционного электровоза BJ18B с тиристорным преобразователем 6,0/3,0 кВ. Электровоз был построен и в 1966 г., прошел испытания на участке Гори - Цхинвали (28 км). Принималось решение перевести Кахетинский участок (70 км) Закавказской железной дороги на 6 кВ. В 1974 - 1975 гг. ТЭВЗ произвел модернизацию пяти электровозов ВЛ-22 М на 6 кВ, а Московский электровозоремонтный завод переоборудовал четыре секции электропоезда ЭР-2, испытанные в 1976 г. на участке Гори - Цхинвали [125].

Система электроснабжения на участках 3,3 кВ не подвергалась существенным изменениям. Выпрямительные агрегаты со схемой «две обратных звезды» с уравнительным реактором переводились на каскадную шестипульс- ную схему выпрямления профессора В.П. Волог дина. Была усилена на подстанциях изоляция в РУ постоянного тока, изоляция контактной сети оказалась достаточной и для напряжений 6 кВ.

Система 6 кВ по ряду причин не получила широкого распространения из-за ряда серьезных недостатков у ЭПС, что и было выявлено в ходе опыт ных испытаний.

Опыт применения электрической тяги 6 кВ постоянного тока имел место на итальянских железных дорогах. Необходимость перевода железных дорог с 3 на 6 кВ обосновывалась необходимостью усиления СТЭ при возросших размерах движения. Расчетами было показано, что максимальная снимаемая мощность с контактной сети 3 кВ составляет 4,2 МВт, а при 6 кВ - 6,6 МВт. Для системы 6 кВ контактная сеть (КС) оставалась без изменений, усовершенствовались электрические схемы и выпрямительные агрегаты с возможностью их переключения с 3 на 6 кВ и обратно, требовалась замена быстродействующих выключателей (БВ) фидеров контактной сети. Были использованы БВ на номинальный ток 1700 А и отключающую способность 16 кА. Опыт итальянских железных дорог также не получил широкого распространения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >