Система тягового электроснабжения 94 кВ с симметрирующими трансформаторами

Эта система появилась в 2004 году в России. В настоящее время идет электрификация участка в Забайкальской железной дороге по этой системе (более 1000км).

Как известно, наиболее существенным недостатком системы 27,5 кВ переменного тока является неравномерная загрузка фаз. Кроме того, наиболее капиталоемкими частями ТП являются РУ высшего напряжения (ОРУ-110 кВ или ОРУ-220 кВ). Эти два положения легли в основу создания новой системы тягового электроснабжения. В этой системе используются специальные симметрирующие трансформаторы (СТ), имеющие помимо вторичной обмотки еще симметрирующие приставки (СП). Расстояние между выходами общего назначения составляет 300-350км вместо существующих 45-70км. Питание тяговой сети организовано от однофазных трансформаторов, получающих питание от двухпроводных линий специального назначения, подключенных к обмоткам СТ.

Расстояние между подстанциями с однофазными трансформаторами составляет 30-45км, т.е. между опорными подстанциями (ОТП) с СТ расположено 7-9 промежуточных подстанций (ПТП) с однофазными трансформаторами. Мощность СТ ОТП равна 63-80 МВА. Мощность однофазных трансформаторов ПТП равна 16-25 МВА.

Как видно из векторной диаграммы вторичная обмотка СТ представляет собой две сочлененные и подобные друг другу симметрирующие структуры соединений обмоток. В первой структуре напряжение между выводами 1-5 и 3-5 равно 27,5 кВ и сдвинуты по фазе на 90°. Вторая структура (2-4-5) подобна первой и имеет и имеет с ней общий вывод 5, соединяемый с рельсами и землей. Напряжение между выводами 2-5 и 4-5 равно 66,4 кВ . Напряжение между проводами двухпроводных линий специального назначения (между выводами 1-2 и 3-4) равно 93,9 кВ (94 кВ). Напряжения между выводами 1-2 и 3-4 сдвинуты по фазе на 90°, что обеспечивает симметрирующий эффект трансформатора.

Таким образом, в системе 94 кВ переменного тока в тяговую сеть подается 27,5 кВ, т.е. используется тот же парк подвижного состава.

Преимущества системы:

1. Количество выходов в сеть общего назначения сокращается в 5 раз.

2. Несимметрия токов и напряжений в ЛЭП меньше в 3 раза (за счет применения СТ).

3. Питание тяговой сети происходит от необслуживаемых ПТП (без нейтральных вставок).

4. Сокращение потерь энергии.

Рис. 1.23 Расположение проводов на опорах.

Рис. 1.24 Система тягового электроснабжения 94кВ.

Рис. 1.25 Векторная диаграмма сети.