[04-2017] Улучшить тяговое электроснабжение
 

Улучшить тяговое электроснабжение

В хозяйстве электрификации и электроснабжения на­шей Компании уделяют большое внимание повышению пропускной способности дорог, а также снижению потерь электроэнергии, в частности, автоматизации процессов управления, применению установок емкостной компенса­ции (см. «Локомотив» №б, 2009 г.; № 1,2011 г.; №8,2012 г.; №5, 7,2013 г.; №6, 10, 2014 г.; №5,2015 г., №10,12,2016 г. и др.).
Недавно пришло известие из управления электроснабже­ния Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры: соглас­но инвестиционному проекту «Внедрение ресурсосберега­ющих технологий на железнодорожном транспорте в 2015 — 2016 годах» здесь успешно отработана технология работы устройства поперечной компенсации реактивной мощности системы тягового электроснабжения. Ее можно применять на тяговых подстанциях и постах секционирования дорог, ’ электрифицированных по системе переменного тока. Сегод­ня устройство уже внедряется на постах секционирования Заринская и Аламбай Алтайской дистанции электроснабже­ния Западно-Сибирской дирекции инфраструктуры.

Предложенное устройство поперечной компенсации (см. рисунок) можно без преувеличения именовать инновационным. Оно позво­ляет повысить энергетическую эффективность работы конкретного подразделения, улучшить показатели качества электрической энергии, например, повысить коэффициент мощности системы тягового электро­снабжения. Внедренное новшество содержит тиристорно-реакторное оборудование, по сути своей — плавно регулируемый потребитель ре­активной мощности.
Тиристорный силовой полупроводниковый модуль имеет естествен­ное охлаждение, оптическую систему управления и контроля. В компен­сирующем реакторе с сухой изоляцией и естественным охлаждением отсутствует магнитный сердечник. Фильтро-компенсирующая цепь яв­ляется источником реактивной мощности и фильтром высших гармони­ческих составляющих тока, включает в себя реактор и конденсаторную батарею.

Конденсаторная батарея состоит из силовых конденсаторов, соединенных последовательно­параллельно. В качестве силовых конденсато­ров применено оборудование, рассчитанное на работы под напряжением 10 кВ, мощностью 450 квар, содержащее встроенные предохранители и разрядные резисторы. Батарея собрана так, чтобы была возможна небалансная защита.
Данное устройство подключается к шине 27,5 кВ поста секционирования. Сигнал от встро­енного трансформатора напряжения поступает в систему управления, которая в свою очередь регулирует величину мощности тиристорно-реакторной группы так, чтобы напряжение кон­тактной сети в точке подключения поддерживалось на заданном уровне.
При отсутствии нагрузки тиристорный блок будет полностью открыт, и мощность тиристорно-реакторной группы скомпенсирует мощность фильтро-компенсирующей цепи. Таким образом предотвращается воз­никновение перенапряжений, вызванных установкой конденсаторов.
Следует подчеркнуть, что в нынешних условиях режима экономии устройству присуще немаловажное качество: оно работает в необслужива­емом режиме с дистанционным управлением. Также предусмотрен режим местного управления, используемый при техническом обслуживании.
Экономический эффект достигается благодаря разгрузке тяговой сети от потоков реактивной мощности, потребляемой электроподвижным составом. Кроме того, повышается уровень напряжения в тяговой сети, снижаются коэффициенты загрузки трансформаторов тяговых под­станций, сокращаются технологические потери электрической энергии и в целом улучшаются показатели качества электрической энергии.

Все это позволяет увеличить пропускную способность участка, ранее ограниченную параметрами тягового электроснабжения. Кстати, полез­ная мощность устройства выбирается исходя из конкретных условий эксплуатации по результатам расчетов.
Планируемый годовой экономический эффект на единицу продукции в среднем может достичь нескольких миллионов рублей. Таким образом, срок окупаемости данного инновационного устройства составит не бо- - лее восьми лет. Это и многое другое позволяют утвержать, что у новой технологии широкие перспективы!
В
Кунгурской дистанции электроснабжения Свердловской дирек­ции инфраструктуры ведётся строительство новой тяговой под­станции Шумково с высоким уровнем автоматизации процессов управления. Ее потребность вызвана необходимостью преодолеть все, что сдерживает качественное тяговое электроснабжение на гор- _ ном профиле пути при пропуске «пакета» поездов массой 6300,9000, 6300 т с интервалами между поездами 8 мин на участке главного хода Шаля — Пермь II.
Ведущие специалисты хозяйства, ученые отрасли всесторонне про- _ анализировали способы усиления системы тягового электроснабжения.
В результате был выбран проект одноагрегатной подстанции с напряже­нием 35 кВ в первичной цепи от тяговой подстанции Тюриково. К ее пре­имуществам можно отнести отсутствие необходимости присоединения — к сети 110 кВ, что в разы снижает общие затраты на строительство стан­ции, а также использование оборудования модульного типа, что в пять раз уменьшает площади, занимаемые объектом.
В задании на проектирование тяговой подстанции (на эту важную ~ особенность указывают все специалисты) одним из основных критери­ев выбора оборудования и материалов было минимальное техногенное воздействие на окружающую среду. Данное экологическое требование выполнили путем применения современного и технологичного обору­дования без использования трансформаторного масла, элегаза (шести­фтористая сера, SF6, используемая как среда гашения электрической дуги) и других загрязняющих и токсичных веществ.
Кроме того, новое оборудование позволяет автоматизировать управ­ление процессом переработки электрической энергии, обеспечивает возможность диагностики и мониторинга техни­ческого состояния, что способствует минималь— ному пребыванию обслуживающего персонала на территории подстанции и, как следствие, оп­тимизировать затраты на обслуживание.
На подстанции предусмотрена автоматизи--рованная система диагностики силового обору­дования тяговых подстанций постоянного тока.
Она непрерывно отслеживает состояние обору­дования. Система мониторинга позволяет ком­плексно контролировать оборудование тяговой подстанции, передавать данные с контролируе­мых объектов, обрабатывать их и сохранять в единой базе. Полученные- результаты отображаются в масштабе реального времени на действую­щем автоматизированном рабочем месте специалиста.
Программа мониторинга изучает состояние силового оборудования на трех уровнях — нормальном, тревожном и аварийном. Это позволя­ет своевременно решать, когда проводить техническое обслуживание ь ремонт. Внешнее управление тяговой подстанцией будет осуществлять ся по системе телеуправления.
Можно без преувеличения утверждать, что сооружение одноагрегат-ной малообслуживаемой модульной тяговой подстанции Шумково н< участке Кишерть — Тюриково стало новым словом в области электри­фикации дорог. Ввод в строй данного объекта позволит не только снять существующие ограничения в системе тягового электроснабжения, но i эксплуатировать саму подстанцию, не нанося вреда окружающей среде.

По материалам дорожных центров научно-технической информации и библиотек ОАО «РЖД