ZASILANIE (ELEKTROENERGETYKA TRAKCYJNA) Struktura układu zasilania
description
Transcript of ZASILANIE (ELEKTROENERGETYKA TRAKCYJNA) Struktura układu zasilania
ZASILANIE (ELEKTROENERGETYKA TRAKCYJNA) Struktura układu zasilania
ENERGET. SYSTEM
KRAJOWY A
B
LINIA 110 kV
GPZ 110kV/SN
LINIA 15 30 kV
PODSTACJA TRAKCYJNA
3 KV DC
PODSTACJA TRAKCYJNA
3 KV DC LINIA 110 kV
ENERGET. SYSTEM
KRAJOWY
Transformacja napięcia w systemie trakcji 3kV DC
ogólnopaństwowa sieć energetyczna
podstacja trakcyjna
zasilacz trakcyjny
sieć jezdna
sieć szynowa
kabel powrotny
Ogólny schemat zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego
Sieć trakcyjna kolejowa
a) b) c)
Odbieraki a) krążkowy, b) łyżkowy, c) pantografowy
Konstrukcja sieci jezdnej musi być dostosowana do prędkości jazdy pojazdów oraz do wartości prądów przez nie czerpanych.
Występują następujące konstrukcje sieci trakcyjnej:a) sieć płaskab) sieć łańcuchowa pojedynczac) sieć łańcuchowa podwójna
Ze względu na ograniczenie wpływu warunków atmosferycznych rozróżnia się sieć łańcuchową:
a) nieskompensowaną, b) półskompensowaną c) skompensowaną
30 40 m
Sieć płaska
Sieć łańcuchowa podwójna
Sieć łańcuchowa pojedyncza
Szkic zawieszenia sieci półskompensowanej i skompensowanej
Kształt drutów jezdnych musi umożliwiać wygodne ich mocowanie w zaciskach podwieszeniowych sieci oraz prawidłową współpracę z odbierakiem prądu. Powszechnie stosuje się przewód profilowany – okrągły z podłużnymi rowkami w górnej części - oznaczenie Djp (drut jezdny profilowany) z liczbą określającą przekrój przewodu w mm2.
Przewody mogą mieć różne powierzchnie przekroju: 50 – 120 mm2, dla kolei Djp 100.
W Polsce na torach szlakowych stosuje się sieci całkowicie skompensowane, zapewniające bezzwisowe położenie przewodów (wyjątek – tunele).
Sieć ma linkę nośną o przekroju 95 lub 120 mm2 i dwa przewody jezdne o przekroju 100 mm2 każdy. Przewody prowadzone są w odległości 8 cm od siebie.
Stosowane są różne typy sieci, w zależności od charakteru linii, a przede wszystkim jej obciążenia i prędkości jazdy pociągów, przykładowo:
YC120-2C – dla 120 km/h, lina nośna 120 mm2 Cu, dwa przewody jezdne 100 mm2 Cu oraz przewód dodatkowy 25 mm2 Cu,
YC95-2C – dla 120 km/h, lina nośna 95 mm2 Cu, reszta jak wyżej.
Wysokość zawieszenia przewodów jezdnych mierzy się od główki szyny. Na PKP wynosi 5,6 m (min 4,9, max 6,1 m).
Rozróżnia się indywidualne i grupowe zawieszenia sieci trakcyjnej. Przy zawieszeniu indywidualnym sieć każdego toru ma własne konstrukcje wsporcze – słupy trakcyjne. Przy zawieszeniu grupowym sieci wielu torów (na stacjach) stosuje się wspólne konstrukcje – bramki.
Sieć trakcyjna w komunikacji miejskiej
W sieciach tramwajowych stosuje się zasilanie jednostronne sekcji - rysunek. Zasilacze są wyprowadzone w pobliżu izolatorów sekcyjnych. W bezawaryjnym stanie pracy zasilacz rezerwowy jest odłączony od sieci.
Koło pneumatyczne w pojeździe metra
(np. metro w Paryżu)
Zasilanie i sekcjonowanie sieci kolejowej
Sieć jezdna jest zasilana z podstacji trakcyjnych za pomocą zasilaczy, wykonanych najczęściej jako linie kablowe. Zasilacze wprowadzone są na sieć w tzw. punktach zasilania.
W sieciach kolejowych na szlaku, w warunkach normalnej eksploatacji, stosowane jest dwustronne zasilanie każdego odcinka sieci jezdnej oddzielnymi zasilaczami, wyprowadzonymi z sąsiednich podstacji.
Dwustronne zasilanie zwiększa pewność działania układu oraz jego sprawność przez zmniejszenie spadków napięcia i strat mocy w sieci.
Podziału sieci na odizolowane od siebie odcinki dokonuje się za pomocą tzw. elementów sekcjonowania podłużnego - izolatorów sekcyjnych.
Dalsze zmniejszenie spadków napięcia w sieci osiąga się dzięki zastosowaniu kabin sekcyjnych, umieszczonych mniej więcej pośrodku odległości między podstacjami.
a)
podstacja podstacja
b)
podstacja podstacja kabina sekcyjna
Schemat zasilania i sekcjonowania sieci jezdnej na szlaku:a) linii jednotorowej, b) linii dwutorowej
2 1
B A C D
3 4
+
tor1
tor2
S
S
PODSTACJA
KABINA SEKCYJNA
PODSTACJA
+
+
SEKCJA I SEKCJA II
2 1
B A C D
3 4
+
tor1
tor2
S
S
PODSTACJA
KABINA SEKCYJNA
PODSTACJA
+
+
SEKCJA I SEKCJA II
POJAZD
a)
b)
c)
Układ zasilania z kabiną sekcyjną
a) schemat uproszczony b) schemat z
wyłącznikami szybkimi
c) zasilanie pojazdu trakcyjnego
2 1
B A C D
3 4
+
tor1
tor2
S
S
PODSTACJA
KABINA SEKCYJNA
PODSTACJA
+
+
SEKCJA I SEKCJA II
2 1 3 4
+
tor1
tor2
PODSTACJA PODSTACJA
+
Z
Z
d)
e)
d) wyłączenie sekcji toru przy wystąpieniu zwarcia
e) wyłączenie toru na odcinku międzypodstacyjnym przy wystąpieniu zwarcia
podstacja tr.
a)
b)
c)
kabina sekcyjna
Sposoby zasilania sieci stacyjnej:
a) z sieci torów szlakowych,
b) z podstacji,
c) z kabiny sekcyjnej
1
2
1
2
17
3
16
6
1
2
30 2
20 80
podstacja trakcyjna
70
107
7
1
4 40 10 8
108
18 39
29
19
9 106
106
106
106
106
60
Przykład sekcjonowania sieci na stacji; numeracja odłączników
Podstacje trakcyjne
Podstacja trakcyjna składa się z trzech zasadniczych części:1. rozdzielni energetycznej wysokiego napięcia2. grupy urządzeń przetwarzających energię dostarczoną na energię o
takich parametrach, jakie są potrzebne do zasilania pojazdów3. rozdzielni prądu przetworzonego
(+)
mostek prostowniczy
Dł. katodowy
(-)
D1
D2
D3
D4
D5
D6
filtr rezonansowy filtr typu
a) b) c)
Urządzenia podstacji trakcyjnej
OU1
OL1
W1
OS1
LWN1
OSZ1
WZ1
T1
P1 D1
OP1
WS1
-
(+)
+
Odłącznik szyny zapasowej
TP1 TP2
OP2 OP1
S1 S2 0,4kV
OU2
OL2
W2
OS2
LWN2
OSZ2
WZ2
T2
P2 D2
OP2
Odłącznik szyny głównej
Wyłącznik szybki
Odłącznik liniowy
WS5
F
Z1 Z2 Z3 Z4 Z5
Do szyn
Kab
le
pow
rotn
e
Do sieci jezdnej
OS 15 kV
WZ
Wyłącznik zapasowy
Schemat obwodu głównego podstacji trakcyjnej kolejowej systemu prądu stałego
Podstacja trakcyjna
OZ2 OZ1 02
01
OZ5 OP
05
OZ4 OZ3
03
04
Tor 2
Tor 1
Schemat połączenia podstacji trakcyjnej kolejowej systemu prądu stałego z siecią trakcyjną
Zespół prostownikowy przy transformacji 110/3 kV
Prądy błądzące
kabel powrotny
szyny
rurociąg
strefa katodowa szyny strefa anodowa szyny
strefa katodowa rurociągu strefa anodowa rurociagu
Isz(x)
Uszyna-ziemia -
+