CC BY
45УДК 620.9
Усмонхужаев С.Н.
студент,
Ташкентский государственный транспортный университет,
Ташкент, Республика Узбекистан Халиков А. А.
научный руководитель, доктор технических наук, профессор, Ташкентский государственный транспортный университет,
Ташкент, Республика Узбекистан Usmonkhuzhaev S.N.
Student,
Tashkent State Transport University, Tashkent, Republic of Uzbekistan Khalikov A.A.
Scientific supervisor, Doctor of Technical Sciences, Professor,
Tashkent State Transport University, Tashkent, Republic of Uzbekistan E-mail: xalikov_abdulxak@mail.ru
Анализ производств и распределения электроэнергии для железнодорожного
транспорта
Analysis of productions and distribution of electric power for railway transport
Аннотация: В статье приведен анализ производств, распределения и баланс потребления электроэнергии на железнодорожном транспорте.
Abstract: The article provides an analysis of production, distribution and balance of electricity consumption in railway transport.
Ключевые слова: анализ; распределение электроэнергии; энергосистема; линия электропередачи; подстанция.
Keywords: analysis; electricity distribution; power system; power line; substation.
Электроэнергия в Республике Узбекистан производится тепловыми (ТЭС) и гидроэлектростанциями (ГЭС). В будущем планируется строительство
атомных электростанций (АЭС). Крупные ТЭС и ГЭС располагаются в районах добычи топлива или в удобных руслах рек, как правило, вдали от центров энергопотребления. Напряжение генераторов в электростанциях (ЭС) обычно не повышается на 20кВ, поэтому для передачи большой мощности от таких электростанций в районы потребления желательно увеличить это напряжение. Для этого в ЭС устанавливаются повышающие трансформаторы с выходным напряжением 110 — 1150кВ [1].
Энергосистема в Российской Федерации имеет очень разветвленную сеть: более 95% вырабатываемой электроэнергии распределяется на электростанциях единой энергосистемы почти в 100 региональных энергосистемах (РЭС), около 80% которых распределяется в развитых территории страны. Основная часть РЭС — более 85% установленных электростанций — работает в 11 объединенных энергосистемах (ОЭС), 9 из которых входят в единую энергетическую систему страны (ЕЭС). Распределение нагрузок единой энергосистемы осуществляется с помощью межсистемных связей линий электропередачи [2].
Электрическая часть энергосистемы, состоящая из генераторных и распределительных устройств электростанций, повышающих и понижающих подстанций, воздушных и кабельных линий электропередачи различного напряжения, а также различных электроприемников, составляют электрическую систему.
Устройства, передающие и распределяющие электрическую энергию, состоят из линий электропередач и подстанций, которые называются электрическими сетями. Таким образом, к сетям относятся не только линии электропередач различной конструкции и напряжения, но и электрооборудование всех подстанций — сильноточные трансформаторы, выключатели, разъединители, средства защиты и автоматики, контрольно-измерительные приборы.
Электроэнергия доставляется потребителям по передающим и распределительным сетям различного напряжения. В России построена и
успешно эксплуатируется мощная трехфазная линия электропередачи (ЛЭП) напряжением до 1150кВ. Параллельно ведутся работы по строительству ЛЭП постоянного тока напряжением до 1150кВ [3].
Каждая региональная энергосистема имеет свою структуру, что объясняется историей ее создания и последующей модернизации. На рис. 1. показан абстрактный пример энергетической системы.
Электростанция ЭС1 расположена вдали от основных потребителей. Таким образом, вырабатываемая генераторами энергия напряжением 20кВ, преобразуется в 500кВ через повышающий трансформатор (ПТ) и это напряжение передается на трансформаторную подстанцию (ТП) энергосистемы. Эта подстанция предназначена для передачи энергии ЭС1 в эту энергосистему и связи с другими энергосистемами.
Энергия преобразуется в 220кВ с помощью понижающих автотрансформаторов (АТП) на подстанции ТН ЭТ. Напряжение передается на районную трансформаторную подстанцию (РТП) через одну из ЛЭП 220кВ. Здесь напряжение снижается до 110кВ с помощью автотрансформаторных АТП и передается в соседнюю сеть общего пользования с помощью ЛЭП 110кВ. Электрическая энергия подается в одну сеть от районной электростанции ЭС2 и ТЭЦ ЭСЗ.
Часть потребителей получает питание через подстанции (ТП) непосредственно от генераторных шин трансформаторных ЭС мощностью 110кВ от двух источников ЛЭП до железнодорожной станции, то есть на ЦРП МТС1 и МТС2, на промышленные предприятия и жилые массивы (на рис.1. не показаны), а также 25кВ переменного тока действующая подстанция электрифицированного участка выведена на ТНС1 и ТНС2.
Центральные распределительные подстанции ЦРП1 и ЦРП2 железнодорожного узла изменяют напряжение 110кВ районной сети на напряжение 10кВ. Это напряжение подается на вводные шины трансформаторных подстанций (ТП). МТС подстанций обычно объединяют с некоторыми ТН. Количество ТН определяется количеством железнодорожных
потребителей, а на крупных станциях их несколько десятков. Объекты или станции железнодорожных узлов питаются от шин 0,4кВ понижающих трансформаторных подстанций. Железнодорожный транспорт потребляет около 10% всей энергии республики. В табл.1 перечислены основные железнодорожные потребители этой электроэнергии.
Шины 10кВ МТС и ТС соединяются воздушными или кабельными линиями, образуя железнодорожную распределительную сеть. Протяженность распределительной сети в узле 8...20 км. Около 40% этой длины приходится на воздушные линии.
В связи с наличием I категории потребителей распределительные сети проектируются как подключенные и с двойным источником. Потребители I категории имеют вводы ТН, автоматические выключатели с аппаратурой защиты от короткого замыкания. Вводы ТН, питающие потребителей II и III категорий, выполняются без автоматических выключателей с целью удешевления и удобства обслуживания подстанций. Для распределительных сетей железных дорог характерно наличие радиальных линий, соединяющих одну или несколько ТН. Эти ТН предназначены для электроснабжения II и преимущественно III категорий потребителей.
Таблица 1 — Железнодорожные потребители и баланс потребления электроэнергии
Потребитель Расход эдектроэнергии, %
Общий для технологи- оеских потребностей Для технологи- оеской потребности Для освещения
комнат территори й
Сервисные объекты:
локомотив 20,5 78,8 18,2 3,0
вагон 15,3 88,2 8,0 3,8
Водаснабжение и санитарно- 6,3 98,9 0,3 0,8
Гражданские объекты 3,8 73,0 24,2 2,8
перевозка 15,1 0,4 3,9 95,7
Сигнализация и связь 8,7 99,3 0,6 -
пассажир 5,1 33,6 64,2 2,2
груз 4,8 92,7 2,3 5,0
дорога 4,2 78,5 16,5 5,0
Электрофикация и энергохозяйство 1,7 84,0 15,2 0,8
Предприятие не входящие в 3,9 82,0 14,1 3,9
Объекты ЖКХ 10,6 18,0 75,0 7,0
Потребители электроэнергии I категории (например, электрические и диспетчерские пункты централизации, дома связи и др.) от шин 0,4кВ трансформаторных подстанций ТН, двух четырехпроводных (три фазы и ноль) линий — питающие фидеры F1 через F2. является источником. Эти фидеры подключаются к подстанциям с разными трансформаторами (рис. 1). На электрифицированных участках один из фидеров (Ф1) может быть подключен к шине индивидуальной безопасности тяговой подстанции (ТПС2).
Тяговые подстанции ТПС1 и ТПС2 (на рис.1 условно показаны две) оборудованы трехфазными трансформаторами 115/38,5/27,5кВ или 115/27,5/ПкВ. ПС 27,5кВ для питания тяговой сети переменного тока 25кВ, а ПС 38,5 или 11кВ - промышленных предприятий, расположенных вблизи железной дороги, ремонтных заводов и сельскохозяйственных потребителей, т.е. предназначенных для не валовых потребителей.
Рисунок 1 — Структурная схема энергосистемы
Таким образом, потребители на железнодорожных путях, расположенных вдоль железной дороги (путевое оборудование, дорожные и жилые осветительные приборы, промежуточные станции и железнодорожные платформы и др.), обычно имеют электрическое напряжение на 35 или 10кВ выше напряжения от продольной линии электроснабжения (ПЛЭ). Эта линия проводится на отдельных опорах или опорах контактной сети.
Список литературы
1. [Электронный ресурс]. — Электрон. данн. — Режим доступа. — URL: vk.com>railway_uz/ Дата обращения 24.07.2021 — Загл. с экрана.
2. Сапожников Вл.В. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: М.: Транспорт, — 2005. — 453с.
3. Багуц В.П. и др. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: М.: Транспорт, — 1991. — 282 с.
