Схемы профилактического подогрева контактной сети.

ДОКЛАД

«О способах плавки гололеда защитой ТЗКС, применяемых на Свердловской железной дороге».

Как известно, гололедообразование на проводах контактной сети – неизбежное следствие сезонных изменений погодных условий. Гололед и изморозь, попадая в зону контакта между полозом токоприемника и проводом, вызывает значительное искрение при токосъеме, что приводит к повышенному износу контактных проводов и пластин полозов, а в ряде случаев дуговой токосъем может вызвать пережог контактного провода.

Если своевременно не принять мер борьбы с гололедом, то большие гололедные отложения могут привести к значительному нарушению работы устройств электроснабжения.

В данном докладе приводятся методы борьбы с этим явлением, применяемые на Свердловской ж.д.

На Свердловской железной дороге применяются следующие методы борьбы с гололедообразованием:

Электрические методы:

По Свердловской железной дороге получено и включено в работу 105 комплектов ТЗКС.

I) Плавка гололеда. Схем плавки гололеда – 25 (ЭЧ-1 – 4 зоны, ЭЧ-3 – 3 зоны, ЭЧ-5 – 8 зон, ЭЧ-6 – 3 зоны, ЭЧ-7 – 5 зон, ЭЧ-10 – 1 зона, ЭЧ-12 – 1 зона).

Была разработана инструкция № Э/97-02 «По расчету минимальных токов короткого замыкания при вынужденных схемах питания и секционирования контактной сети и в режимах технологической и профилактической плавки гололеда методами короткого замыкания», которая устанавливает 3 способа плавки гололеда, применяемые на Свердловской железной дороге:

1 Консольная – применяется на однопутных и двухпутных участках. Питание зоны можно осуществлять как через БВ фидера №1, так и через выключатель запаса (ШСА) питающей тяговой подстанции. Место короткого замыкания контактной сети определяется из условия обеспечения необходимой величины тока плавки гололеда. Длина успешно оплавляемой зоны контактной подвески сечением 500 мм² по меди при применение схемы 1 составляет 20-30 км на однопутных участках, и 23-24 – на двухпутных. На Свердловской железной дороге на 17 участках используют эту схему для плавки гололеда (ЭЧ-1 – 4 зоны, ЭЧ-5 – 5 зон, ЭЧ-6 – 3 зоны, ЭЧ-7 – 5 зон)..

2 Петлевая - применяется на двухпутных участках. Питание зоны можно осуществлять как через БВ фидера №1, так и через выключатель запаса (ШСА) питающей тяговой подстанции. Место короткого замыкания контактной сети определяется из условия обеспечения необходимой величины тока плавки гололеда и осуществляется:

а) При соединении контактных подвесок обоих путей на соседней ТП – через запасную шину этой подстанции с помощью обходных разъединителей С5, С6;

б) При соединении контактных подвесок вне ТП – выключателями ПСК, ППС, поперечными разъединителями контактной сети или дополнительно установленными разъединителями.

Длина успешно оплавляемой зоны контактной подвески сечением 500 мм² по меди составляет 14-21 км (длина петли – 28-42 км). На Свердловской железной дороге на 8 участках используют эту схему для плавки гололеда (ЭЧ-3 – 3 зоны, ЭЧ-5 – 3 зоны, ЭЧ-10 – 1 зона, ЭЧ-12 – 1 зона).

3 Петлевая – предусматривает питание оплавляемой зоны одновременно с 2х соседних ТП, выпрямительные агрегаты которых включены в цепь плавки гололеда последовательно. Способы питания оплавляемой зоны аналогичны схеме 2. Длина успешно оплавляемой зоны контактной подвески сечением 500 мм² по меди составляет 28-42 км (длина петли – 56-84 км), что позволяет включить в зону плавки две смежные межподстанционные зоны (ТП расположенная в середине оплавляемой зоны, в этом случае отключается и шунтируется).

Плотность тока в проводе при плавке гололеда должна быть не менее 5 А/мм².

Перед проведением плавки гололеда необходимо проверить термическую устойчивость путевых и дополнительных (специально установленных для подключения отсасывающих фидеров) дроссель-трансформаторов, дроссельных и междроссельных перемычек, участвующих в пропуске тока плавки гололеда.

При плавке гололеда должен осуществляться контроль за током плавки и нагревом проводов контактной сети. Ток плавки контролируется аппаратурой тепловой защиты контактной сети ТЗКС. Независимо от наличия аппаратуры ТЗКС ток плавки должен непрерывно контролироваться визуально по килоамперметру фидера с тем, чтобы при любом (даже незанчительном) увеличении тока плавки, однозначно свидетельствующем о появлении на оплавляемой зоне дополнительной точки короткого замыкания, немедленно отключить вручную БВ фидера (БВ запаса) или МВ выпрямителя плавки гололеда. Температура нагрева проводов измеряется аппаратурой ТЗКС.

Контроль за нагревом проводов к.с. должен осуществляться также путем наблюдения за опусканием анкерных грузов вследствие температурного удлинения контактных проводов.

Температура нагрева проводов контактной сети при плавке гололеда не должна превышать следующих значений (ºС):

- медные контактные - 95

- низколегированные контактные - 110

- медные многопроволочные - 100

- сталемедные многопроволочные - 120

- алюминиевые и сталеалюминиевые

многопроволочные - 90

При внедрении схем плавки гололеда на проводах контактной сети должны выполняться следующие условия:

1. Схемы плавки гололеда всегда должны быть готовы к работе в случае появления гололеда.

2. Плавку гололеда с целью ее ускорения следует производить, не дожидаясь значительного нарастания льда.

3. В осенний период необходимо произвести тщательную ревизию всех зажимов, по которым проходит ток плавки.

4. Разъединители плавки гололеда, установленные вне ТП, должны иметь дистанционное или телеуправление.

5. Заранее должны быть определены анкерные опоры, на которых должен осуществляться контроль за перемещением грузов. Наблюдатели, выставленные у этих опор, немедленно должны сообщать энергодиспетчеру или дежурному ТП о перемещении грузов, соответствующих критической температуре нагрева проводов.

6. С целью обеспечения защиты к.с. должны применяться схемы изменения уставок БВ фидеров, питающих зону плавки гололеда.

7. В период плавки гололеда на ТП должно быть выделено лицо оперативного персонала, осуществляющее постоянный контроль за током плавки. В энергодиспетчерской в этот период должен быть начальник отдела электроснабжения или один из руководителей дистанции электроснабжения, а в районе к.с. – начальник или старший электромеханик и готовая к выезду бригада.

Для участков к.с., оборудованных схемами плавки гололеда, в дистанции электроснабжения должны быть разработаны инструкции по плавке гололеда, в которых указываются схемы плавки, предельные значения токов плавки, последовательность оперативных переключений, порядок контроля за токами плавки и состоянием проводов контактной подвески, действия персонала при потере связи с энергодиспетчером.

II) Профилактический подогрев. Применяемых схем проф. подогрева – 5 (ЭЧ-1 – 1 зона, ЭЧ-3 – 1 зона, ЭЧ-4 – 1 зона, ЭЧ-12 – 1 зона, ЭЧ-14 – 1 зона). Было разработано Указание № ЭЭ-52/280 «По организации профилактического подогрева проводов контактной сети на Свердловской ж.д.», в соответствии с которым предложено 5 схем подогрева, которые наиболее эффективно и с максимальным использованием существующего оборудования тяговых подстанций могут быть применены на Свердловской ж.д.

В качестве источников тока подогрева применяются существующие тяговые выпрямители, включаемые по схемам, обеспечивающим протекание в контактной сети тока плотностью 2,4-3,6 А/кв.мм (1200-1800 А для контактной подвески сечением 500 кв.мм).

Схемы источников тока подогрева (выпрямителей подогрева):

1. Использование для подогрева контактной сети одного из мостов двенадцатипульсового преобразователя ТПЕД (ВТПЕД).

Напряжение подогрева: Uп = 1650 В.

Длина петли подогрева для контактной подвески сечением 500 кв.мм: Lп = 29-44 км.

2. Последовательное включение одной из звезд вторичной обмотки тягового трансформатора ТМРУ (ТМПУ)-16000 и превичной обмотки 10 кВ трансформатора ТРДП-16000 с использованием одного моста преобразователя ТПЕД (ВТПЕД). Uп = 820 В. Lп = 14-22 км.

3.Подача 10 кВ на первичную обмотку 35 кВ тягового трансформатора ТДПУ (ТДРУ)-20000/35. Uп = 900 В. Lп = 15-24 км.

4. Подача 10 кВ на обмотку 35 кВ понизительного трансформатра ТДТН-110/35/10 кВ. Uп = 900 В. Lп = 15-24 км.

5. Последовательное включение тяговых трансформаторов ТДП-16000/10 с мостовой схемой выпрямления. Uп = 820 В. Lп = 14-22 км.

Схемы профилактического подогрева контактной сети.

1 Петля в одну сторону от подстанции до подстанции.

Недостатки схемы:

1. при отсутствии тяговых нагрузок и одинаковых сечении и длине подвесок четного и нечетного путей напряжение в контактной сети в начале петли подогрева составит Uнп=Uа+0,5Uп и может превысить 4000 В, в конце петли подогрева напряжение составит Uкп=Uа-0,5Uп и может оказаться ниже 2700 В.

2. При отсутствии тяговых нагрузок на участке ТПА-ТПВ повышенным напряжением начала петли подогрева запираются тяговые выпрямители Вт на подстанциях ТПБ и ТПВ. Отпирание этих выпрямителей происходит только при появлении на рассматриваемом участке тяговых нагрузок, превышающих ток подогрева.

3. Контактная сеть обратной ветви подогрева (2 путь) имеет одностороннее питание тяговых нагрузок (со стороны ТПА).

4. Открытый воздушный промежуток Б в конце петли подогрева электроподвижной состав должен проезжать с опущенными токоприемниками, т.к. замыкание полозом токоприемника обоих ветвей воздушного промежутка создает короткое замыкание для выпрямителя подогрева.

5. Отключение и шунтирование постов секционирования на подогреваемой зоне осложняет защиту контактной сети от токов КЗ.

6. При запертом тяговом выпрямителе Вт на подстанции ТПБ возможна перегрузка выпрямителя подогрева Вп, через который, кроме тока подогрева, проходит и тяговый ток от подстанции А через обратную ветвь подогрева (2путь) к электроподвижному составу, находящемуся в начале петли подогрева и на участке ТПБ-ТПВ.

7. Ток прогрева на отдельных участках значительно меняется в зависимости от тяговой нагрузки.

Схему следует применять при небольших расстояниях между ТП и в случаях, когда применение других схем подогрева невозможно.

2 Петля в обе стороны от подстанции до подстанции.

В этой схеме, как и в предыдущей, запирается при отсутствии значительных нагрузок выпрямитель Вт на ТП Б, имеется опасность перегруза выпрямителя подогрева при одновременном протекании по нему тягового и греющего тока, осложняется защита к.с. из-за отключения и шунтирования ПСК.

В то же время при этой схеме создается более благоприятный уровень напряжения в к.с. при тяговых нагрузках и благодаря равнопотенциальности ветвей воздушного промежутка Б проезд электроподвижного состава по этому воздушному промежутку осуществляется без опускания токоприемника.

3 Петля в обе стороны от подстанции до постов секционирования (ППС).

В этой схеме, как и в предыдущих, напряжение в конце петли имеет низкий уровень, но тяговые выпрямители на ТП не запираются, кроме выпрямителей на крайних ТП прогреваемого участка с работающими в обе стороны схемами подогрева. Эта схема наиболее предпочтительна при работе в режиме подогрева нескольких смежных подстанций.

4 Двусторонняя схема подогрева.

Петля подогрева данной схемы может замыкаться как через шины смежных ТП, так и через ПСК или ППС.

При замыкании петли через шины соседних подстанций при отсутствии тяговых нагрузок запираются тяговые выпрямители на подстанциях А и Б, проезд электроподвижного состава по воздушному промежутку А должен осуществляться с опущенными токоприемниками, но уровень напряжения в конце петли подогрева, как правило, достаточен.

Схема применяется, когда необходимо прогревать провода контактной сети в обе стороны от ТП, но две петли собрать нельзя из-за малой длины (сопротивления) одной из петель.

5 Петля в обе стороны от подстанции до постов секционирования с чередующим направлением тока.

Схема не имеет принципиальных отличий от схемы №3, но при применении этой схемы становится возможным поддерживать необходимое напряжение на более тяжелом по грузопотоку и профилю участку пути.

При работе схем подогрева влияние тяговых нагрузок на режим напряжения в к.с. значительно и имеет сложный характер, и поэтому испытание схем подогрева должны проводиться при установленных режимах движения с фиксацией следующих параметров электроснабжения: напряжения подогрева, токов подогрева в начале и в конце петли подогрева, напряжений в к.с. в начале и в конце петли подогрева, тяговых токов и мешающего напряжения.

При испытаниях схем подогрева следует определять необходимость применения сглаживающих устройств в этих схемах (по величине мешающего напряжения и его воздействию на линии связи).

Плотность тока при профподогреве в проводе должна быть 2,4 – 3 А/мм². Во время профилактического подогрева проводов движение э.п.с. не прекращается. В пределах зон профилактического подогрева не допускается шунтирование токоприемниками секционных изоляторов на съездах.

Схемы профподогрева, проектируемые для внедрения в дистанциях электроснабжения, согласовываются службой электроснабжения.

В связи с пропуском по свердловской ж.д. тяжеловесных поездов весом 9000 т и более принято решение демонтировать схемы профподогрева, т.к. резко увеличись токи нагрузки и один выпрямительный агрегат уже справиться не может.

Механические методы:

1 С помощью МОГ – 29 шт. (ЭЧ-1 – 4 шт., ЭЧ-2 – 3 шт., ЭЧ-3 – 3 шт., ЭЧ-4 – 3 шт., ЭЧ-5 – 1 шт., ЭЧ-6 – 2 шт., ЭЧ-7 – 3 шт., ЭЧ-9 – 1 шт., ЭЧ-10 – 1 шт., ЭЧ-12 – 5 шт., ЭЧ-14 – 3 шт.).

В том числе с помощью МОГ-6 – 23 шт. (ЭЧ-1 – 4 шт., ЭЧ-2 – 3 шт., ЭЧ-3 – 2 шт., ЭЧ-4 – 3 шт., ЭЧ-5 – 1 шт., ЭЧ-6 – 1 шт., ЭЧ-7 – 1 шт., ЭЧ-12 – 5 шт., ЭЧ-14 – 3 шт.).

2 С помощью вибропантографов – 14 шт. (ЭЧ-1 – 3 шт., ЭЧ-3 – 3 шт., ЭЧ-4 – 1 шт., ЭЧ-5 – 1 шт., ЭЧ-6 – 2 шт., ЭЧ-7 – 1 шт., ЭЧ-9 – 1 шт., ЭЧ-12 – 1 шт., ЭЧ-14 – 1 шт.).

Подготовку вибрационной установки на токоприемнике ведет локомотивная бригада электровоза совместно с работником района контактной сети: проверяют состояние виброполоза, обращая внимание на его форму и сварные соединения. С каретки токоприемника снимают рабочий полоз и ставят виброполоз. Регулируют статическое нажатие на контактный провод при подъеме и опускании токоприемника. Очистку провода от гололеда ведут со скоростью 40 – 80 км / ч при двух поднятых токоприемниках. Электромонтер контактной сети находится в кабине электровоза и управляет вибрационной установкой. Не допускается работа виброполоза во время стоянки электровоза.

Дата добавления: 2015-07-20