|
|
 Zasilanie sieci |
Zasilanie sieci trakcyjnej
Urządzeniami zasilania trakcji elektrycznej nazwano zespół urządzeń służących do przesyłania i przetwarzania energii elektrycznej na drodze od elektrowni do elektrycznego taboru trakcyjnego. Urządzenia te są określone wspólnym mianem urządzeń sieci i zasilania, a układ energetyczny, które tworzą - układem zasilania trakcji elektrycznej. Energia elektryczna prądu przemiennego o częstotliwości 50Hz przesyłana jest ze stacji energetycznej linią trójfazową WN (15 lub 30 kV) do podstacji trakcyjnej umieszczonej przy zelektryfikowanej linii kolejowej. W podstacji następuje przetworzenie prądu zmiennego na stały 3000 [V], potrzebny do zasilania silników trakcyjnych. Pojazdy trakcyjne odbierają energię elektryczną z przewodów (sieci jezdnej) nad torem, za pomocą specjalnych odbieraków prądu zwanych pantografami.
Zasada zasilania sieci trakcyjnej [2].
Szlak zeelektryfikowany: 1 - sieć jezdna, 2 - sieć powrotna, 3 - zasadnicza linia 3 fazowa 15kV prądu przemiennego zasilająca podstację trakcyjną, 4 - dodatkowa linia 3 fazowa 15kV pracująca w przypadku awarii linii zasadniczej.
Podstacje trakcyjne
Przemiana napięcia WN 50Hz na napięcie stałe umożliwiają transformatory (umieszczone na zewnątrz) oraz zespoły prostownikowe umieszczone w budynku podstacji. System zasilania prądem stałym powoduje, iż występują duże spadki napięcia w sieci, dlatego odległość między podstacjami wynosi od 15 do 28 km.
Podstacja trakcyjna.
Obecnie stosowane jest zasilanie tzw. dwustronne tzn. z jednej podstacji zasilane są dwie sekcje sieci jezdnej. Zasilanie jednostronne stosowane jest w przypadku linii, których odcinek sieci jezdnej jest odcinkiem krańcowym.
Typy zasilania: a) dwustronne [3], b) jednostronne.
Kabiny sekcyjne
Na liniach o dwu lub więcej torach stosuje się kabiny sekcyjne. Kabinę sekcyjną umieszcza się w środku odległości między dwoma podstacjami. Przy kabinie sekcyjnej dzieli się sieci jezdne każdego z torów na dwie części. Kabina sekcyjna jest wyposażona w wyłączniki takie same jak podstacyjne wyłączniki zasilaczy. Dzięki poprzecznemu połączeniu sieci obu torów za pomocą szyny kabiny sekcyjnej, uzyskuje się zmniejszenie spadków napięcia w skutek zmniejszenia rezystancji obwodu, którym prąd płynie do punktów odbioru energii przez pojazdy.
Kabina sekcyjna [3].
Kable zasilaczy wychodzące z kabiny sekcyjnej [3].
Układ zasilania dwustronnego linii dwutorowej z kabiną sekcyjną [3].
Zasilacze
Doprowadzenie energii elektrycznej z podstacji trakcyjnej do sieci jezdnej odbywa się z pomocą krótkich linii, zwanych zasilaczami. W zależności od wykonania, zasilacze te mogą być kablowe (na zdjęciu) lub napowietrzne. Obecnie w szerokiej skali stosuje się zasilacze kablowe. Zasilacze znajdują się w niewielkiej odległości od podstacji trakcyjnej najczęściej w lub pobliżu przęsła naprężania.
Zasilacz jednokablowy [3].
Zasilacz z podwójnym kablem zasilającym stosowany jest na liniach o dużym obciążeniu. Duże obciążenie charakteryzuje się dużym poborem prądu przez elektryczne pojazdy trakcyjne, dlatego zamiast jednego zasilacza o bardzo dużym przekroju, zastosowano dwa kable o mniejszym przekroju. Drugi przewód stanowi także rezerwę w przypadku awarii pierwszego.
Zasilacz z podwójnym kablem [3].
Zasilacz z podwójnym kablem starszego typu [5].
Kabel zasilacza jest zakończony głowicą kablową umieszczoną na słupie. Ekran tego kabla jest uziemiony, a na głowicy kablowej przy sieci trakcyjnej jest izolowany. Zasilacz kablowy jest połączony poprzez odłącznik (OKZ) z siecią jezdną i jednocześnie drugostronnie z biegunem plus podstacji trakcyjnej. Odłącznik sekcyjny służy w tym przypadku do odłączenia punktu zasilającego od sieci, co jest niezbędne przy robotach utrzymania oraz wypadkach awaryjnych.
Zasilacz: 1 - kabel zasilający, 2 - głowica kablowa, 3 - odłącznik OKZ, 4 - przewody łączące kabel zasilający z siecią jezdną [3].
 
Rodzaje konstrukcyjne głowic kablowych
Miejsca, w których zasilana jest sieć jezdna są osygnalizowane odpowiednimi wskaźnikami, które nakazują przejazd elektrycznego pojazdu trakcyjnego bez poboru napięcia. Spowodowane jest to tym, że w przypadku zasilania dwustronnego istnieje możliwość wystąpienia dużej różnicy potencjałów między obiema sekcjami zasilania. W punktach zasilania sieci, napięcie powinno wynosić ok 3300V ze względu na występowanie dużych spadków napięcia w sieci prądu stałego.
Punkt zasilania sieci jezdnej [3].
W przypadku gdy podstacja znajduje się w dużej odległości od punktu zasilania stosuje się zasilacze napowietrzne. Z podstacji wyprowadzona jest linia 3kV prądu stałego umocowana na konstrukcjach wsporczych betonowych lub drewnianych. Zasilacz napowietrzny przymocowany jest do konstrukcji wsporczej poprzez uchwyt krańcowy, a następnie podłączony jest do odłącznika.
Zasilacz napowietrzny [3].
Zasilacz napowietrzny, ten drewniany słup obok to konstrukcja nośna linii 3kV którą doprowadza się napięcie z podstacji do zasilacza.
Zasilacz napowietrzny - przerzucenie napięcia do zasilacza przy drugim torze.
Kable zasilające zasilacza są bardzo wrażliwe na przepięcia. Do ochrony tych urządzeń służą odgromniki zaworowe. Odgromnik montowany jest na głowicach kabli zasilaczy, a także w urządzeniach podstacji i kabin sekcyjnych. Odgromnik zbudowany jest z elektrod, magnesu trwałego, stosu zmienno oporowego i materiału higroskopijnego. Całość znajduje się w hermetycznie zamkniętej obudowie porcelanowej. Napięcie zadziałania odgromnika wynosi 4kV.
Zasilacz: 1 - odgromnik, 2 - kabel zasilający, 3 - przewody łączące głowicę z odłącznikiem, 4 - odłącznik, 5 - przewody zasilające.
Odgromnik GZM-4 [5].
Odgromnik na zasilaczu.
W punktach zasilania sieci stosowane są izolowane przęsła naprężenia, w których przewody sieci jezdnej są chronione specjalną izolacją termiczną.
Izolowane przęsło naprężenia.
Zasada budowy punktu zasilania sieci - izolowane przęsło, odłączniki OKZ 10 i 30 zamknięte, odłącznik 101 otwarty.
Sieć powrotna
Sieć powrotna służy do odprowadzenia prądu od elektrycznego pojazdu trakcyjnego do podstacji trakcyjnej. Stanowią ją szyny kolejowe, łączniki szynowe, linki rozjazdowe, linki połączeń międzytokowych i międzytorowych oraz kable powrotne łączące szyny z celką minusową podstacji. Wymagana jest ciągłość sieci powrotnej, gdyż sieć powrotna stanowi także element ochrony przeciwporażeniowej, więc nie może mieć przerw. Dla zapewnienia tego warunku sieć powrotną nie sekcjonuje się lecz zwiera równolegle.
Zasada zwierania sieci powrotnej.
Na stacjach stosowane jest przewodzenie jednotokowe, tzn. tylko jeden tok stanowi sieć powrotną dla prądów trakcyjnych, drugi tok przeznaczony jest dla prądów przemiennych urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Ze względu na duże spadki napięć na szlakach stosuje się przewodzenie dwutokowe. W tym przypadku stosowane są dławiki torowe, które przewodzą prąd stały natomiast stanowią izolację dla prądów przemiennych usrk.
Sieć powrotna z wykorzystaniem dławików torowych.
Kolejnym wymogiem stawianym sieci powrotnej jest mała rezystancja. Przy dużej rezystancji sieci powrotnej, na końcach odcinków zasilania występuje duża różnica napięcia między szynami, a ziemią oraz upływ prądu do ziemi. Dla zmniejszenia rezystancji sieci powrotnej na stykach szyn stosuje się łączniki podłużne (spawane lub kołkowane).
 
Łączniki: a) kołkowy [5], b) spawany.
Sieć powrotna musie posiadać także dużą rezystancję względem ziemi. Izolację która spełnia ten warunek stanowią drewniane podkłady lub wkładki izolacyjne przy podkładach betonowych. Szyny torów zelektryfikowanych są również odizolowane od szyn torów niezelektryfikowanych.
Wkładka izolacyjna [3].
Złączka izolująca szyny toru niezelektryfikowanego.
Sieć powrotna w punktach zasilania
Przepływ prądu trakcyjnego z sieci powrotnej do szyny minusowej podstacji odbywa się za pośrednictwem kabli powrotnych. Kabel powrotny doprowadza się do specjalnej, zamkniętej skrzyni rozdzielczej, umieszczonej przy torze.
Kable powrotne [3].
Zasada połączeń kabli powrotnych [3].
Zdjęcia, obrazki, rysunki:
[2] T. Dąbrowski - Sieci i podstacje trakcyjne
[3] M. Durbajło, R. Karbowniczek - "Multimedialna prezentacja rozwiązań konstrukcyjnych sieci trakcyjnej stosowanych w Polsce" Praca dyplomowa Zespół Szkół Kolejowych w Szczecinie 2002
[5] M. Pawliczek
|
|
|
| Logowanie | ![]()
Zapomniane hasło? Wyślemy nowe, kliknij TUTAJ.
|
| Zdjęcia miesiąca | 
Zdjęcie TOP z miesiąca WRZESIEŃ 2008
![]() |
|
