Admin

О некоторых аспектах применения системы управляемого тягового электроснабжения

И.О.НАБОЙЧЕНКО, главный инженер Свердловской железной дороги

В2016 — 2020 гг. по главному ходу Свердловской дороги прогнозируется резкий рост объемов перевозок со значительным превышением пропускных способностей. Одним из путей решения проблемы является переход на вождение поездов весом 9 тыс. т, в первую очередь, угольных маршрутов из Кузбасса.

Опытные поездки с электровозом 2ЭС10 в трехкузовном исполнении подтвердили возможность преодоления такими поездами Уральского хребта. Но при этом сдерживающим фактором будет являться мощность системы тягового электроснабжения, не предусмотренная на весовую норму 9 тыс. т.

Наряду с традиционными путями усиления системы на дороге отработана и практически реализована система регулирования напряжения в контактной сети с применением системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения (БАРН) и системы повышения напряжения с использованием пунктов повышения напряжения (ППН). Применение этих систем дает значительное снижение инвестиционных средств, необходимых для увеличения мощности устройств электроснабжения тяги поездов.

В то же время, планомерная работа по снижению удельного расхода электроэнергии на тягу поездов, повышению возможности использования энергии рекуперации ставит задачи, которые могут быть решены с использованием потенциала управляемой системы электроснабжения.

Основными задачами управляемой системы тягового электроснабжения являются повышение и регулирование напряжения в контактной сети при тяговом режиме работы электровозов, а также обеспечение надежного рекуперативного торможения при переходе электровоза в режим рекуперации и возможности приема избыточной энергии рекуперации инверторными агрегатами тяговых подстанций с одновременным ограничением недопустимых напряжений на токоприемниках локомотивов.

Технической основой для создания управляемого тягового электроснабжения служит тяговое трансформаторное оборудование с бесконтактным автоматическим 20%-ным диапазоном регулирования выпрямленного напряжения тяговых подстанций: трансформаторы, реакторы, шкафы автоматического регулирования напряжения типа ШАУН.


Система изначально предназначалась для повышения напряжения в контактной сети при пропуске тяжеловесных поездов или увеличении количества поездов, идущих в режиме тяги на фидерной зоне, а также для снижения напряжения при их отсутствии.

Чтобы решить задачу одновременного приема избыточной энергии рекуперации и поддержания оптимального уровня напряжения, необходимо дополнить БАРН автоматической интеллектуальной системой управления напряжением в контактной сети в зависимости от поездной ситуации, включая рекуперативное торможение. Возможны несколько вариантов работы системы управляемого тягового электроснабжения, но все они позволяют автоматически снижать уровень стабилизированного напряжения при повышении рекуперирующим электровозом напряжения на шинах тяговой подстанции более 3600 В.

Это способствует передаче энергии рекуперации через шины подстанции на соседнюю межподстанционную зону вместо приема избыточной энергии рекуперации тяговой подстанцией с инверторными агрегатами. После сброса или снижения тока рекуперации система возвращается в исходное состояние с уровнем стабилизации 3600 В. Такое действие алгоритма направлено на повышение эффективности рекуперации.

При этом регулируемые тяговые подстанции должны плавно повышать напряжение при движении электровоза в режиме тяги или понижать его при избытке энергии рекуперативного торможения и отсутствии электровозов, идущих в режиме тяги.

На Свердловской дороге внедрение системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения началось при электрификации участка Богданович — Называевская (1979 — 1984 гг.). В настоящее время система БАРН установлена и работает на 38 тяговых подстанциях по главному ходу. Системой оборудованы 32 межподстанционные зоны длиной около 650 км.

Для устранения лимитирующих зон по условиям электроснабжения при организации тяжеловесного движения на участке Колчедан — Седельниково — Пермь — Балезино с массой поезда 9 тыс. т планируется дополнительно оборудовать системой БАРН четыре действующие и две проектируемые тяговые подстанции. Внедрение системы БАРН вместе с другими мероприятиями на лимитирующих по условиям электроснабжения межподстанционных зонах позволит организовать пропуск пакета поездов 6300 — 9000 — 6300 т с интервалами 12 мин (в перспективе 10 мин).

Применение автоматической интеллектуальной системы управления напряжением в контактной сети в зависимости от поездной ситуации позволит стабилизировать внешнюю характеристику на тяговой подстанции, поддерживать уровень напряжения в контактной сети согласно требованиям ПТЭ, увеличить скорость движения поездов, снизить потребление токов локомотивами. При наличии поезда, осуществляющего рекуперативное торможение, система дает возможность понизить напряжение на шинах тяговой подстанции для передачи избыточной энергии рекуперации на зону, где находятся поезда, идущие в режиме тяги.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin