Правила подключения трансформатора.

1. Исходя из однотипности РУ 27,5 кВ точку С трансформатора подключают к рельсам. В этом случае недогруженной будет обмотка by.

2. Обмотка bу подключается поочерёдно к разным фазам ЛЭП.

3. Фидерная зона должна получать одноимённое напряжение от двух тяговых подстанций.

Промышленностью выпускаются однотипные трансформаторы Ү/Δ-11. Заземление одного и того же вывода С на всех ТП позволяет добиться конструктивной однотипности РУ 27,5 кВ. На первичной стороне окраска фаз производится в соответствии с окраской подходящих фаз ЛЭП. На вторичной стороне вывод, подлежащий заземлению, окрашивается в черный цвет, оставшиеся выводы окрашиваются в цвет той фазы, напряжение которой фактически действует на плече питания.

Для энергосистемы важно, чтобы фазы ЛЭП загружались равномерно. При этом подключение первичных обмоток трансформаторов к фазам ЛЭП системы внешнего электроснабжения (СВЭ) будет загружать линию равномерно.

Важно, чтобы напряжение между контактной сетью и рельсом находилось в одной фазе между смежными участками. При анализе схемы видно, что на любой межподстанционной зоне соседние ТП будут давать одно и то же напряжение ЛЭП. На четных зонах оно будет положительным (A,B,C),
а на нечетных – отрицательным (–A,–B,–C), т. е. совпадающим по фазе с напряжением одной из фаз ЛЭП и ему противоположным (рис. 2.23, 2.24).

Рис. 2.23. Равномерное подключение 3-фазных трансформаторов к ЛЭП (питаемая с одной стороны)

Рис. 2.24. векторная диаграмма напряжений

Двустороннее питание ЛЭП

При одностороннем питании 3 подстанции, если они равномерно загружены, дают равномерную загрузку в начале 3-фазной ЛЭП. Следующие 3 ТП дают также равномерную загрузку и т. д. При двухстороннем питании такая схема с циклом (3 ТП) или несколькими циклами (6 ТП) не обеспечивает равномерную загрузку фаз ЛЭП.

Подстанции с одинаковыми, менее загруженными фазами, располагаются несимметрично по отношению к питающим центрам (ПЦ), поэтому ПЦ загружены неравномерно (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Равномерная загрузка фаз

При 6 ТП и при условии одинаковой загрузки ТП можно добиться равномерной загрузки фаз ЛЭП по схеме на рис. 2.26.

Рис. 2.26. Равномерная загрузка фаз

Такая схема будет обеспечивать равномерную загрузку фаз ЛЭП, т. е. схема симметричная относительно середины участка.

На железных дорогах России на участках эжд с системой напряжением 27,5 кВ такая схема и применяется. В основном в системе внешнего электроснабжения питание по ЛЭП осуществляется с двух сторон (двухстороннее питание) (рис. 2.27).

Рис. 2.27. Равномерное подключение 3-фазных трансформаторов к ЛЭП (питаемая с двух сторон)

2.5. Схемы присоединения тяговых подстанций
к линиям электропередачи

Электрические железные дороги (ЭЖД) относятся к потребителям первой категории. Потребители первой категории – это такие потребители, перерывы в электроснабжении которых могут привести к крупным авариям и человеческим жертвам.

Короткое замыкание (КЗ) одновременно на двух ЛЭП или отключение районных подстанций не должно вызывать отключение более чем одной тяговой подстанции на участке длиной 250 км.

Тяговые подстанции бывают (рис. 2.28):

– опорные (имеют не менее 3 вводов);

– промежуточные (транзитные и отпаечные), отключаются РУ 220 (110) кВ.

Такое количество типов тяговых подстанций (рис. 2.28) определяется их стоимостью. Самая дешёвая подстанция – отпаечная, но она не имеет выключателей, т. е. своей защиты. При КЗ отключается выключатель на опорной или транзитной подстанции. Поэтому на новых участках отпаечные подстанции не устанавливают по причине их низкой надёжности.

Рис. 2.28. Типы тяговых подстанций: а – опорная; б – транзитная; в – отпаечная

Схема внешнего электроснабжения ЭЖД должна обеспечивать питание ТП от энергосистемы на условиях питания энергопотребителей первой категории.

1. Выход из работы одной из подстанций (секции шин) энергосистемы или питающей линии не должен приводить к отключению ТП.

2. ТП должны иметь двустороннее питание от двух подстанций энергосистем или по двум радиальным линиям от разных систем шин одной подстанции энергосистемы, имеющей не менее двух источников питания.

3. При двухцепной тупиковой воздушной ЛЭП допускается питание не более одной тяговой подстанции.

4. При двустороннем питании ТП по одноцепной ЛЭП число промежуточных ТП (в том числе подстанций, непитающих тягу), включаемых
в рассечку ЛЭП между опорными ТП, не должно быть более трёх
(рис. 2.29). Присоединение ТП к одноцепной ЛЭП на ответвлениях не допускается.

Рис. 2.29. Схема питания тяговых подстанций по одноцеп-ным ЛЭП: ОП – опорная подстанция; ТР – транзитная подстанция (крестиком обозначены отключнные ЛЭП или ТП)

5. От двухцепной ЛЭП на общих опорах с двусторонним питанием между двумя опорными подстанциями устанавливают следующее число промежуточных подстанций, в том числе не питающих тягу, по схемам (рис. 2.30):

– для ЛЭП 220 кВ – не более пяти при электротяге на постоянном и переменном токе;

– для ЛЭП 110 кВ – не более пяти при электротяге на постоянном токе и не более трёх – на переменном токе.

Рис. 2.30. Схема питания тяговых подстанций по двухцепным ЛЭП (все подстанции включены в рассечку)

6. От двух одноцепных ЛЭП с двусторонним питанием на участке между опорными подстанциями рекомендуется обеспечивать питание следующего числа промежуточных подстанций, в том числе не питающих тягу по схеме (рис. 2.31):

– для ЛЭП 220 кВ – не более пяти при электрической тяге на постоянном и переменном токе;

– для ЛЭП 110 кВ – не более пяти при электрической тяге на постоянном токе и не более трёх на переменном токе.

Допускается чередование транзитных и отпаечных подстанций.

Рис. 2.31. Схема питания тяговых подстанций по двум одноцепным ЛЭП

7. На слабо загруженных участках железных дорог допускается обеспечение надёжности питания ТП как энергпотребителей второй категории:

– одностороннее питание ТП;

– питание ТП от одной секционированной ЛЭП при условии подключения смежных подстанций к разным секциям ЛЭП;

– подключение ТП к питающей ЛЭП отпайкой с помощью одного ввода с выключателем.

Тип и число промежуточных ТП между опорными, подключение дополнительных ТП согласовываются с энергоснабжающей организацией. Воздушные ЛЭП в особо гололедных и лавиноопасных районах независимо от схем питания ТП должны выполняться на одноцепных опорах.