Шкала номинальных токов
Iном, А: 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400.
Номинальная мощность определяется номинальными напряжением и током, а также количеством фаз электрооборудования. Номинальная мощность электрических машин и устройств:
постоянного тока – Рном = Iном · Uном, кВт;
однофазного переменного тока – Sном = Iном · Uном, кВ · А;
трёхфазного переменного тока – Sном =
Iном
· Uном,
кВ · А;
Номинальные мощности определяются при тех же условиях, что и номинальные токи, т.е. при расчётной температуре окружающей среды и длительно допустимой температуре нагрева токоведущих частей и изоляции.
Системы электроснабжения.
Наибольшее распространение в России получили две системы электрической тяги магистральных железных дорог: постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного тока частотой 50 Гц напряжением 25 кВ.
Одним из важнейших устройств системы тягового электроснабжения (СТЭ) являются тяговые подстанции (ТП), которые подают ток для питания электроподвижного состава (ЭПС) по питающим линиям (ПЛ) и контактной сети (КС); возвращается ток на подстанцию по тяговому рельсу и отсасывающей линии
|
(ОЛ). Нейтральная вставка (НВ) обеспечивает электри-ческое разделение двух участков контактной сети. На НВ напряжение отсутствует, и ЭПС проходит её по инерции. В свою очередь, СТЭ получает питание от системы внешнего электроснабжения (СВЭ), которая на рисунке представлена двумя электростанциями – тепловой (ТЭС) и атомной (АЭС), районными подстанциями (РП) и двумя линиями электропередачи ЛЭП-110 и ЛЭП-500 кВ. |
5
Система постоянного тока напряжением 3 кВ.
Первый участок электрифицирован в 1926 году – Баку – Сабунчи – Сухраханы протяжённостью 19 км, напряжением контактной сети 1,2 кВ постоянного тока; в 1929 году – пригородная линия Москва – Мытищи протяжённостью в 17 км напряжением 1,5 кВ.
При этой системе энергия трёхфазного тока поступает от электрических сетей энергосистемы на тяговые подстанции напряжением 6, 10, 35, 110 или 220 кВ, трансформируется, полупроводниковыми преобразователями выпрямляется, и напряжение 3,3 кВ постоянного тока подаётся в тяговую сеть. На электровозах при этой системе применяются коллекторные двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, включаемые на напряжение тяговой сети без промежуточного преобразования энергии (не менее чем два двигателя последовательно).
Постоянство потребляемой мощности двигателями электровозов в условиях резкопеременного профиля пути и различных весов поездов является важнейшим преимуществом двигателей с последовательным возбуждением. Их изготавливают на напряжения до 1500 – 1650 В, что даёт возможность выполнять тяговую сеть напряжением 3 – 3,3 кВ.
Низкое напряжение при этой системе ограничивает расстояния между тяговыми подстанциями до 20 км, а на особо грузонапряжённых участках до 15 – 18 км. Площадь сечения проводов контактной сети в медном эквиваленте в связи с большой мощностью электровозов и низким напряжением в тяговой сети достигает 400 – 600 мм2 на один путь.
Схема соединений двигателей электровоза постоянного тока получается сложной, так как в процессе пуска двигатели необходимо переключать с последовательного на последовательно-параллельное соединение и вводить пусковые резисторы.
Низкое напряжение тяговой сети при возрастающей мощности электровозов приводит к значительному увеличению тока в сети, повышению потерь энергии и напряжения, увеличению площади сечения проводов контактной сети, при этом опорные конструкции, на которых подвешиваются провода, получаются тяжёлыми и дорогими. Потери, связанные с пуском поездов, составляют до 12 – 15 % общего расхода энергии на тягу поездов.
К недостаткам системы постоянного тока относится разрушающее влияние на подземные металлические сооружения (трубопроводы, кабели, фундаменты опор и т.д.) блуждающих токов, которые стекают с тягового рельса в землю между ЭПС и ТП и возвращаются на подстанцию по земле и подземным сооружениям, уложенным параллельно рельсовым цепям.
При питании тяговых подстанций от электрических сетей 110 кВ напряжение с помощью промежуточных трансформаторов понижается до 10 кВ. Затем энергия переменного тока с помощью преобразовате6льных агрегатов (преобразовательный трансформатор и полупроводниковый выпрямитель) трансформируется и преобразуется в энергию выпрямленного тока и на напряжении 3,3 кВ постоянного тока подаётся в тяговую сеть.
6
Схема питания тяги и нетяговых потребителей от ТП