Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса: Трамвай троллейбус тяговый ток

Содержание

книга «Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса»

 

«Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса»

     
    Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. 3агайнов Н. Л, Финкельштейн Б. С.  Издание третье, переработанное и дополненное.
    В книге даны основные сведения об оборудовании тяговых подстанций городского электротранспорта. Рассмотрены аппараты и токоведущие части распределительных устройств переменного и вьпрямленного токов, релейная защита и заземляющие устройства. Приведены схемы электрических соединений, конструктивные узлы и типы тяговых подстанций. Изложены вопросы эксплуатации, строительства и монтажа подстанций; описаны устройства телемеханики и телеуправления. Приведен способ расчета токов короткого замыкания в системах переменного тока. Книга утверждена в качестве учебника для учащихся техникумов по специальности «Эксплуатация, ремонт и энергоснабжение городского электротранспорта», а так же может быть полезна работникам, связанным с эксплуатацией   городского   и   железнодорожного   транспорта.

 

 

 

СКАЧАТЬ книгу в формате «DjVu» размер 7,1 Мб

 

 

СКАЧАТЬ программу, необходимую для просмотра файлов «DjVu» размер 3,29 Мб

Загайнов, Николай Алексеевич — Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса [Текст] : [Учебник для техникумов по специальности «Эксплуатация, ремонт и энергоснабжение гор. электротранспорта»]


Поиск по определенным полям

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

author:иванов

Можно искать по нескольким полям одновременно:

author:иванов title:исследование

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND.
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

author:иванов title:разработка

оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

author:иванов OR title:разработка

оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

author:иванов NOT title:разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак «доллар»:

$исследование $развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

«исследование и разработка«

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку «#» перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

#исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

author:(иванов OR петров) title:(исследование OR разработка)

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду «~» в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как «бром», «ром», «пром» и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2.4
разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения — положительное вещественное число.
Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO.
Будет произведена лексикографическая сортировка.

author:[Иванов TO Петров]

Будут возвращены результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, Иванов и Петров будут включены в результат.

author:{Иванов TO Петров}

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

Тяговая подстанция её виды и особенности выбора и монтажа

Автор Andrey Ku На чтение 27 мин Опубликовано

Особенности тяговых подстанций

Эти электроустановки имеют ряд значительных отличий от силовых трансформаторных подстанций, которые обеспечивают электрическим питанием города и поселки.

  • Относятся к потребителям электрической энергии I категории – они не могут быть отключены ни при каких обстоятельствах, поскольку это может повлечь за собой катастрофические последствия. Поэтому к ним подводится две или более магистральных электролиний.
  • Не всегда являются понижающими трансформаторами. Большая часть из них – это выпрямители, обеспечивающие подачу в контактную сеть постоянного тока.
  • Преобразованная ими электрическая энергия имеет параметры, отличные от тех, что используются в промышленности и быту. По этой причине обеспечиваемая ими контактная сеть является автономной и не имеет гальванического контакта с другими электросетями. От тяговых подстанций может быть проложена электрическая линия для подачи электропитания в ближайшие к ним населенные пункты, если иной возможности их электрифицировать нет.
  • В их конструкции предусмотрена возможность рекуперации – возврата части электрической энергии в сеть за счет ее генерации электродвигателями во время торможения.

Для каждого вида электрифицированного транспорта используются свои тяговые подстанции, отличающиеся по принципу работы и номиналу напряжения.

Железнодорожный электротранспорт

Его контактная сеть имеет большую протяженность. Причем нередко по таким местам, где иных источников электрического тока нет. Поэтому по ней может течь не только постоянный, но и переменный ток, который передается на большие расстояния с меньшими потерями.

Номинальное напряжение контактной сети

На подстанции подается напряжение 220 или 110 кВ переменного тока, а если контактная сеть устаревшая, то 35 кВ. Для систем питания постоянным током оно преобразуется в 3,3 кВ, а для переменного в 27,5 кВ.

Для обеспечения нужд железнодорожной инфраструктуры (семафоры, стрелки, служебные помещения) в состав оборудования тяговой подстанции включается трансформаторная обмотка, с которой снимается напряжение 10 киловольт. Оно преобразуется до трехфазного линейного 380 вольт (система с глухозаземленной нейтралью), позволяющего переходить на бытовые 220 вольт 50 Гц.

Организационная структура контактной сети

На железнодорожном транспорте существуют следующие типы тяговых подстанций:

  • Опорные. К ним подводится не менее четырех автономных линий электропередач. Они являются основными источниками электропитания для контактной сети. Если используется постоянный ток, то расстояние между ними не более 15 км. При переменном оно увеличивается до пятидесяти.
  • Транзитные, питаются от двух независимых ЛЭП и включаются в разрыв между опорными подстанциями. Обеспечивают передачу электроэнергии на большие расстояния, а также непрерывность питания контактной сети в случае аварии на одном из участков.
  • Отпаечные (тупиковые). Используются для обеспечения движения электропоездов по обособленным веткам. Отпаечные подстанции питаются от двух независимых ЛЭП.
  • Стыковочные. Используются там, где происходит смена типа контактной сети. Они осуществляют гальваническую развязку между переменным и постоянным током.

Конструкция контактной сети

Трехфазные асинхронные двигатели на электротранспорте любого типа не используются по причине чрезмерного увеличения стоимости контактной сети, сложности токосъемников и невозможности их работы на высоких скоростях. Воздушный контактный провод всегда один и он фазный. Роль нулевого играет рельс, поэтому в пределах нескольких десятков метров от железнодорожного полотна регистрируются так называемые блуждающие токи.

На дальних перегонах, с целью уменьшения потерь, тяговая подстанция переменного тока выдает 50 кВ, это напряжение делится пополам (схема 25х2) между питающим и контактным проводом с помощью автотрансформатора, центральная точка которого замкнута на рельс. По контактной сети переменного тока можно пропускать и постоянный. Для этого используется стыковочная тяговая подстанция, осуществляющая переключение типа напряжения на определенном участке.

На электровозах переменного тока – ВЛ80, ВЛ85 – ставятся выпрямители и двигатели, способные работать на пульсирующем токе. Они рассчитаны на номинальное напряжение 25 киловольт – 2,5 киловольта теряются из-за высокого сопротивления цепи между контактным проводом и рельсом. Модели ВЛ10 и ВЛ11 работают на постоянном токе, а ВЛ82М имеет привод обоих типов.

Преобразовательные агрегаты

Тяговые трансформаторы

Преобразовательные агрегаты тяговых подстанций метрополитена по многим узлам унифицированы с агрегатами тяговых подстанций городского электротранспорта. По требованиям пожарной безопасности тяговые трансформаторы, устанавливаемые в подземных выработках, выполняются сухими (безмасляными). С целью снижения уровня пульсаций выходного напряжения выпрямительные агрегаты тяговых подстанций выполняют шести- и двенадцатипульсовыми с соединением вентилей по нулевой и мостовой схемам, а также применяют уравнительные реакторы. Выпрямительные агрегаты производятся как с неуправляемыми вентилями (диодами), так и с управляемыми (тиристорами), что позволяет регулировать уровень выпрямленного напряжения и избегать возникновения уравнительных токов при параллельной работе нескольких агрегатов. Применяются выпрямители как с естественным, так и принудительным воздушным охлаждением.

Структура

Описание типовых схем представленных аппаратов достаточно сложное. Однако можно выделить общие черты. Подключение в системе производится в соответствии с особенностями транспорта, для которого применяется агрегат.

Распределитель состоит из трех блоков. В первом находится устройство, принимающее высокое напряжение, во втором отсеке – трансформатор, а в третьем – выход для электроэнергии с заданными характеристиками. Предусмотрен всего один выключатель. На вводе присутствует разъединитель.






Соединение первичных обмоток выполняется по схеме звезда. Нулевая фаза обязательно заземляется. Вторичные обмотки соединяются в виде треугольника. Одну из фаз заземляют и подводят к рельсу. В метрополитене для этого предусмотрено наличие особого контактора. Этот рельс предназначен исключительно для снятия напряжения электровозом.

Другие фазы подают ток в два воздушных кабеля. Их иногда применяют для снабжения электроэнергией других потребителей, но в основном по воздушным проводам тяговые подстанции обеспечивают питание троллейбусов. Для трамвая этот процесс предполагает задействовать один воздушный провод и один наземный рельс. В большинстве стран мира напряжение для такой сети составляет 550 В.

Понизительные подстанции

Понизительные подстанции размещают либо на пассажирских станциях, либо вблизи от них. Эти подстанции предназначены для понижения напряжения переменного тока 6, 10 или 20 кВ, получаемого по кабелям от 1 или 2 ближайших тяговых подстанций, и передачи питания соответствующим потребителям электрической энергии.

На понизительной подстанции к шинам 10 кВ через высоковольтные выключатели подсоединяются понижающие трансформаторы, несущие различные нагрузки потребителей. Электропитание эскалаторов, сантехнических устройств и других силовых установок производится от двух трансформаторов ТМ-1 и ТМ-2, которые подключены к разным секциям шин напряжением 10 кВ. Оба трансформатора нормально находятся в работе. В случае отключения одного из них всю нагрузку принимает на себя другой.

Пониженное до 380 В напряжение подаётся на силовой щит и далее к потребителям.

Питание устройств СЦБ осуществляется трёхфазным переменным током от одного из двух самостоятельных трансформаторов АТДП-1 или АТД-2, подключённых к разным секциям шин 10 кВ и выдающим на щит СЦБ 380 В. Один из трансформаторов является резервным. Переключение с основного трансформатора на резервный происходит автоматически при срабатывании следящих приборов.

Аналогичным образом к шинам 10 кВ подключены два трансформатора освещения ТО-1 и ТО-2. Для питания цепей освещения в случае исчезновения переменного тока на СТП и основных понизительных подстанциях установлены мощные свинцовые кислотные аккумуляторные батареи напряжением 150 В, рассчитанные на работу в течение не менее 1 часа. Переключение на питание от батареи происходит автоматически.

Аккумуляторные батареи находятся на постоянном подзаряде, для чего служат специальные зарядно-подзарядные устройства.

Трансформаторы освещения вторичными обмотками подключены к рабочим секциям освещения, а аккумуляторная батарея — к аварийной секции, через которые нагрузка равномерно распределяется среди потребителей.

Для распределения нагрузок среди потребителей понизительные подстанции имеют сборные шины; для отключения и включения участков цепи установлены разъединители с рычажным приводом. Для защиты аппаратов от перегрузок и переключений в цепях имеются масляные или воздушные выключатели. Отдельные цепи, идущие к потребителям, защищены плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

На площадке депо имеются самостоятельные понизительные подстанции наземного исполнения. Понизительная подстанция депо получает питание по двум кабелям 10 кВ от ближайшей тяговой подстанции и понижает напряжение до 380, 220 и 127 В. Подстанция питает потребителей переменного тока депо и предприятий метрополитена, расположенных на его площадке (заводы, мастерские, лаборатории и т. п.). Аккумуляторные батареи на таких подстанциях не ставят.

Метрополитен

Для него характерны перегоны (расстояние между станциями) небольшой длины, нет проблем с подключением к линиям электропередач. Поэтому в контактную сеть подается исключительно постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

На вход подстанций подается напряжение 10 или 6 кВ от городской электросети. На выходе они выдают постоянный ток напряжением 825 вольт.

Организационная структура электроснабжения метрополитена

До тех пор, пока линии были небольшой протяженности, их обеспечивала одна тяговая подстанция. Эта схема называлась централизованной и использовалась до середины 50-х годов прошлого века. Сейчас они разбиты на перегоны, каждый из которых запитан своей силовой станцией. Они же ставятся в местах наибольшей нагрузки.

В состав их конструкции входит понижающий трансформатор, на выходной обмотке которого напряжение 400 вольт 50 Гц. Его используют для собственных нужд метрополитена – для питания эскалаторов, вентиляторов, насосов, приводящихся в действие асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а также освещения.

Конструкция контактной сети

В российском метро воздушная контактная сеть не используется. Вместо этого, рядом с одним из ездовых рельсов, прокладывают третий, токосъемный. Он расположен у края пассажирской платформы и чуть выше двух остальных. Для обеспечения безопасности рабочего персонала его красят в желтый цвет. При этом ездовые рельсы соединяют с нейтралью силовой подстанции, исключая появление блуждающих токов.

Трамваи и троллейбусы

Так же, как и метро, в контактную сеть наземного городского электротранспорта подается постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

Тяговые подстанции питаются от городской электросети напряжением 6 или 10 кВ. Они выпрямляют переменный ток и выдают напряжение 550 вольт.

Организационная структура контактной сети

Она строится так же, как и у метрополитена – маршрут разбивается на равные участки и к ним подключаются автономные тяговые подстанции. При этом в конструкции силовых установок отсутствуют низковольтные выводы, поскольку вся дорожная инфраструктура запитывается от городской электросети.

Конструкция контактной сети

У троллейбусов она воздушная и двухпроводная, поскольку прямого контакта с землей обеспечить невозможно. Токоприемники у них выполнены в виде графитовых щеток на длинных штангах, что увеличивает маневренность машины – она может отклоняться от линии проводов на расстояние до 4,5 метра.

Контактная сеть трамвайных линий аналогична железнодорожному транспорту – фазный провод вверху, нулевой – рельс. Токоприемник выполнен по схеме раздвижного пантографа, рамка которого скользит по проводу. Чтобы уменьшить ее износ, контактный провод подвешивают зигзагом – не более четырех изгибов на один пролет между столбами.

Контактные сети и тяговые подстанции, обеспечивающие их питанием, по своему устройству и организационной структуре остаются практически теми же, что и сто лет назад. Изменения касаются лишь элементной базы, в результате чего все конструкции становятся более компактными. Исчезнуть они могут лишь в случае технологического прорыва, аналогичному тому, что случился в начале XX века, когда электричество стало применяться широко и повсеместно.

Разновидности

Все подстанции осуществляют преобразование и распределение энергии к электротранспорту.

Однако по некоторым признакам тяговые комплексы различаются.

По направлению использования оборудования тяговой подстанции проводится классификация на три вида:

  • железная дорога,
  • метрополитен,
  • электротранспорт наземного типа (троллейбусы, трамваи).

Исполнение оборудования, инструкции для каждого вида средства передвижения отличаются. В перечень различий входят не только цели, но и технологические требования, заземление, исходящая мощность, инструкции управления, конструкция и функции. Само строительство в процессе также не будет одинаковым. В каждом типе тяговых комплексов транспорта существует их внутренняя дифференциация.

Интересный видеоматериал на тему

Тяговые подстанции железной дороги


Предназначены для запитывания электроподвижных составов по номинальному напряжению 3300 В. Одновременно способны покрывать требования других потребляющих объектов на территории железной дороги.

Классификация

Электроснабжение на комплексах ржд от внешней сети определяет разделение на три категории:

Или узловые. Требования питания — три и более ЛЭП напряжением 110 кВ или 220 кВ. Мощность позволяет им выступать материнской точкой электричества для других систем и оборудования.

Или концевые. Снабжаются двумя радиальными линиями передачи от подстанции, находящейся в недалекой доступности.

  • Промежуточные

Берут энергию от пары соседних установок с помощью вводов. Подразделяются на транзитные (с включением через рассечку кабеля) и отпаечные (подключаемые к ответвлениям линии).

По тяговой системе электричества подстанции РЖД делят на:

  • тока постоянного (3,3 кВ)

Запитывание подводится напрямую через кабели или воздушные линии (110-220 кВ) либо посредством трансформатора (до 110 кВ).

  • тока переменного (25 или 2 по 25 кВ)

Не используют преобразующий узел, следовательно, не способны выпрямлять синусоидные характеристики.

  • стыковые (используют оба типа тока, соответствующее заземление).

По виду преобразователя тяговая подстанция ржд может быть:

  • выпрямительная

Обеспечивают требования стационарных подстанций, стоящих на определенных точках магистрали.

  • выпрямительно-инверторная

Чаще всего используется в передвижных составах для рекуперации в независимую энергию торможения у электровозов.

Способ трансформации может быть одноступенчатым (6, 10, 35 кВ) или двухступенчатым (110, 220 кВ).

По способу обслуживания тяговые устройства ржд могут нуждаться в контролирующем персонале постоянно, подразумевать слежение из удаленных пунктов с вынужденным вмешательством или исключить требования участия человека вовсе.

Структура

Тяговая подстанция ржд снабжается 2-6 вводами токами, устройствами распределения высокого и низкого напряжения, преобразовательным компонентом и фидерами.

Инструкция обуславливает, что РУ ВН необходимо для питания тягового агрегата железной дороги, трансформатора. РУ НН требуется для работы с нетяговыми потребителями.

Преобразовательные элементы выпрямляют ток, возвращают электричество рекуперации на самостоятельное торможение.

Фидеры помогают усилить заземление и присоединить в РУ не только тяговую подстанцию, но и прочие внешние потребители энергии, расположенные в районе железной дороги.

Посмотрите видео на данную тему

Схемы питания

Технологические требования определяют, что максимальный промежуток между пунктами подстанций не должен превышать 15 км при постоянном и 50 км при переменном токе (зависит от объема движения участка). При этом заземление может происходить по одноцепной или двухцепной инструкции.

Одноцепные — не более 3 транзитных пунктов между опорными точками.

Двухцепные — не больше 5 транзитных (MAX 2) и отпаечных (MAX 3) подстанций при 110-220 кВ общей и раздельной опоры постоянного тока; не более 3 транзитных (MAX 2) и 1 отпаечной подстанции при 110 кВ раздельной опоры тока переменного типа.

Наземного транспорта

Тяговая подстанция наземного транспорта поддерживает электроснабжение пассажирского транспорта троллейбусного и трамвайного типа. Номинальным напряжением токоприемника таких средств передвижения принята величина в 550 В. Троллейбусы и трамваи используют постоянный ток, который преобразуется из трехфазной переменой энергии 6 или 10 кВ. Обеспечение происходит с помощью ЛЭП воздушного и кабельного видов через специальное или естественное заземление.

Классификация

По образу обслуживания:

  • автоматизированные

Инструкции таких систем исключают человеческое вмешательство в основной процесс. Аварийные, установочные и ремонтные работы проводит электромонтер. В остальном требуется только наблюдение. Используются редко ввиду ненадежности, в основном на низкоинтенсивных и малозначимых линиях. Кроме того, реконструкция тяговой подстанции с автоматизированным управлением бывает осложнена поиском уязвимого места.

  • с обслуживающим персоналом

В данном случае требуется не только электромонтер тяговой подстанции для периодического участия, но и персонал для постоянного контроля. Автоматические программы встраиваются частично под определенные функции. Такой выбор конструкции обусловлен нерациональностью использования иных систем в условиях небольших городов. Также данный вариант иногда выбирается как более надежный для больших управляющих подстанций.

  • телеуправляемые

Очень крупные системы электротранспорта зачастую управляются дистанционно. Инструкции управления строятся таким образом, что сигналы на подстанции подаются из районных подразделений. Непосредственно на точках персонал не присутствует. Электромонтер тяговой подстанции проводит только установку и ремонты компонентов линии.

По структуре выделяется две группы оборудования:

  • одноагрегатные

Применимы в условиях, когда централизованное энергоснабжение невозможно или не требуется. Не способны гарантировать надежную мощность, обесточивают всю сеть при выходе из строя. Часто включаются в технологические карты в вылетных местах линий, но строительство не использует их для больших форматов ЛЭП. Электромонтер тяговой подстанции требуется постоянно для наблюдения и ремонта.

  • многоагрегатные

Встречаются варианты с разным количеством оборудования от 2 до 4 и более. Работа такой подстанции бесперебойна, поскольку при выключении одного компонента подключается другой. Тем же самым достигается гибкая мощность в перегруженные, скачковые моменты. Затраты на строительство с обслуживанием гораздо ниже однокомпонентных комплексов, хотя заземление сложнее.

По расположению:

  • наземные (открытые или закрытые),
  • подземные.
Структура

Тяговые объекты трамваев, троллейбусов имеют ввод через коммутатор. Карты включают разъединители линий и шин, выключатель высокого вольтажа. Большинство подстанций снабжено двумя точками такого типа (основной и резервной). Переход между ними осуществляется автоматикой. Количество вводов может быть увеличено до трех.

После коммутатора следует распределительные агрегаты ВН и постоянного тока. Технологические карты разрабатываются по разным вариантам с одной или двумя (отрицательной и положительной) секциями шин. Возможно их раздельное подключение или одновременное функционирование. Надежными считаются карты с 2 и более секциями. Они не требуют отключения всей подстанции для ремонта одной части.

Следующим подключается преобразовательный агрегат из трансформатора и определителя. Количество этих элементов решает мощность структуры. Вторичная обмотка дает шестифазное напряжение. Большие объекты часто снабжаются дополнительной шиной, чтобы электромонтер тяговой подстанции мог проводить ремонт быстрее и легче.

Заземление главной шины подстанции для троллейбусов проводится через балласт сопротивления. Аналогичное заземление для трамваев не требуется, поскольку там эта операция проходит естественным путем посредством рельсов.

Фидерами тяговых комплексов наземного транспорта выступают надземные и подземные кабели, а также воздушные линии. Количество колеблется от 1-2 при децентрализованном снабжении до 10 для централизованной карты. Фидеры способны занимать функционирующее и резервное положения, что удобно для обслуживания без длительной остановки линейной запитки.

Схемы питания

Принципиальная схема снабжения наземного электротранспорта строится по следующему принципу. Электростанция (1) подает ток переменного вида. Подстанция трансформатором (2) повышает напряжение энергии до оптимального уровня, передает на удаленные расстояния по ЛЭП (3). Рядом с точкой потребления напряжение падает от действий следующей трансформаторной подстанции (4). Затем по воздушным линиям или кабелям (5) энергия переходит на следующую тяговую станцию (6). По дальнейшим ЛЭП (7) ток переходит в контакты (8) и рельсы(10), питает движущий состав (9). Рельсовая сеть при этом выходит на отсасывающую линии (11). У троллейбусов вместо рельсов через заземление применяется второй контактный провод.

Метрополитена


Подстанция метрополитена преобразует ток из переменного в постоянный аналогично комплексу поверхностного транспорта, но имеет характерные отличия.

Классификация

По назначению:

Ток на преобразование поставляет городское электроснабжение. Номинальный показатель напряжения равен 825 В. Энергия идет к тяговому составу метрополитена.

  • понизительные

Ток поступает от тяговой точки, трансформируется напряжением до 220, 133 и 400 В. Энергия применяется для подпитки осветительных, СЦБ, силовых устройств метрополитена. Располагаются у станций, возле эскалаторов с машинными залами, в перегонах или при депо.

  • совмещенные (тяговопонизительные)

Объединяет обе карты в одну по структуре и функциям. Наиболее выгодно в применении на практике.

По расположению:

  • подземные,
  • наземные.
Структура

Основными составными частями тяговых систем метрополитена являются РУ собственных нужд, переработки тока 6-10 кВ и 825 В, аккумуляторы, блоки, отвечающее за заземление, преобразование, понижение мощности электричества.

В технологические карты наземных подстанций метрополитена включаются системы шин одинарного строения. По инструкции, нормальное состояние секционного переключателя в режиме «включено». Запитывание проходит по двум ЛЭП от единственного источника электричества. Вводы есть у обеих секций, работают параллельно. Резервом выступает перемычка кабеля, связывающая шину с соседней тяговой точкой. Элементы оборудования размещается двухэтажно: внизу трансформаторы, теле- и автоуправление, вверху – щиты нужд, батареи, вентиляция, выпрямители, подстанции метрополитена. Сигнализации, шкафы управления в типовые технологические карты подключаются к фасадным частям устройств. Кабельные протяжки, согласно инструкции безопасности, относятся в подвальные помещения.

Подземные комплексы питают дороги метрополитена от 1 источника по 2 параллельным ЛЭП. Защита линий максимально выправлена, выключатели секций шин снабжены выпрямителями из кремния. Одна из секций, в строгом соответствии инструкции, подчиняется другой энергосистеме по смежной перемычке. В структуре карты присутствуют автоблокирующие устройства, трансформаторы освещения, силовых и централизованных приборов.

При мелком заложении инструкции обязывают проводить строительство по прямоугольному поперечному сечению. Глубокое заложение переводит строительство в формат круглого сечения с отделкой бетоном, металлическим тюбингом или чугуном. Вход в подстанцию – со станции через специальную дверь. Вентиляция замкнутая.

В заключении еще один материал про схемы питания

Схемы питания

Типовая схема размещения тяговых подстанций на линии метрополитена

СТП — совмещённая тягово-понизительная подстанция,

КП — связующая перемычка кабеля

Инструкции эксплуатации тяговых подстанций в метро обязывают рассчитывать мощность так, чтобы всегда оставался резерв питания. Для этого используются двойные линии с кабельными перемычками. Одна ЛЭП питает подстанцию, вторая связана с другим источником и включается по необходимости. Требования дополнительных трат электричества на освещение, эскалаторы, работу водоотливов, вентиляции и прочих систем обуславливают установку 3 и более подстанций по протяженности дороги и вестибюлей. Перемычки позволяют распределять мощность рационально, выравнивать разницу напряжения, избегать перебоев.

Где может использоваться

Тяговая подстанция – это отдельная разновидность оборудования, которое представляет собой источник электроэнергии для всех видов электротранспорта. Но для каждого направления предполагается особый вид подобной техники. Располагаться могут ТП по всей протяженности дороги с интервалом от 25 до 50 км. Периодичность, с которой монтируется тяговая подстанция, определяется несколькими факторами, среди них: профиль железной дороги, размеры и целевое назначение транспортного средства.

Смотрим видео, область применения и виды ТП:

В качестве основных направлений, которые подразумевают установку данного вида оборудования, выступают:

  • Железнодорожный транспорт;
  • Метрополитен;
  • Наземный электротранспорт (трамваи, троллейбусы).

Тяговая подстанция может быть представлена разными исполнениями, отличными по техническим характеристикам. При этом целесообразность установки того или иного варианта определяется соответствием основных параметров уровню предполагаемой нагрузки, а также условиям эксплуатации.

Обзор видов ТП

Тяговая подстанция в первую очередь подразделяется на две группы:

  1. Постоянного тока.
  2. Переменного тока.

Первый из названных вариантов включает оборудование, рассчитанное на 6-220 кВ. При этом питание осуществляется по ЛЭП воздушного и кабельного типа. В случае когда напряжение ниже порога 110 кВ, требуется понижение, соответственно, электроэнергия сначала проходит этап понижения значения электрических параметров при участии трансформатора. В прочих ситуациях энергия направляется сразу в распред. устройство. Тяговая разнотипная подстанция переменного тока по большому счету сходна с оборудованием этого рода, функционирующим на постоянном токе, за единственным исключением, которое состоит в отсутствии преобразующего узла для выпрямления электрических характеристик.

Подстанция для железной дороги и прочего электротранспорта

Тяговая разнотипная подстанция встречается и в других исполнениях, разделение при этом осуществляется по целевому назначению транспорта:

  1. Оборудование для железной дороги. Встречается в следующих вариантах:
  • Опорная – может выступать в качестве источника питания для других установок;
  • Тупиковая – получает электроэнергию от рядом стоящей подстанции;
  • Промежуточная – питается от двух ближайших установок.
  1. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. Оборудование данного вида также существует в нескольких исполнениях:
  • С необходимостью участия обслуживающего персонала;
  • Полностью автоматизированные;
  • ТП для трамвая и троллейбуса, которые не требуют участия в работе оборудования персонала и представляют телеуправляемую технику.
  1. Установки для метрополитена. Различают следующие виды подобной техники:
  • Тяговая;
  • Понизительная;
  • Тягово-понизительная.

В первом случае представлена тяговая распределительная подстанция, питание которой осуществляется посредством городских электросетей. Второй из названных вариантов предполагает получение тока больших значений от тяговой установки, который в дальнейшем понижается до уровня 400-230 В, чего достаточно для силовых и осветительных приборов.

Технические характеристики

Тяговые подстанции трамвая, метро и троллейбуса и железнодорожного транспорта имеют ряд параметров, по которым подбирается требуемый вариант. Кстати, если сравнивать их с таким оборудованием, как столбовые подстанции СТП, которые питаются переменным током и представлены исключительно лишь тупиковым вариантом конструкции, то ассортимент будет весьма широк, что несколько затрудняет выбор.

Смотрим видео, конструкция и устройство подстанции:

Для ориентации в большом количестве исполнений нужно четко представлять, какие нагрузки будут оказываться на технику данного вида, в соответствии с чем определяются параметры оборудования:

  • величина сопротивления и напряжения на шинах, куда подается уже выпрямленный ток;
  • тяговая подстанция метро, железной дороги и прочего электротранспорта характеризуется внутренним сопротивлением, а также сопротивлением отсасывающего фидера и сглаживающего узла, посредством данных величин можно получить значение сопротивления всей установки, суммировав их;
  • тяговые подстанции метро и РЖД отличаются по количеству используемых в конструкции трансформаторов и распред. устройств;
  • напряжение всей установки является расчетной величиной и определяется из формул;
  • мощность короткого замыкания.

Для сравнения, определяющими параметрами для такого оборудования, как столбовые трансформаторные подстанции, являются: общая мощность, а также значения высшего и низшего напряжения.

Существует несколько исполнений такой техники, отличных по данным параметрам: с напряжением 6 или 10 кВ по высокой стороне, а также с напряжением 0,23 или 0,4 кВ по низкой стороне. По таким же критериям подразделяется и мачтовая трансформаторная подстанция.

Как выглядит структурная схема


Структурная схема

Существует несколько наиболее распространенных способов подключения в зависимости от того, какие нагрузки планируется подавать, и какого типа объекты будут подключаться. В результате может меняться состав оборудования.

На рисунке изображен один из наиболее простых вариантов. Распределительное устройство включает в себя три ячейки, причем конструкцией предусмотрен всего один выключатель. На вводе устанавливается только один разъединитель, что также способствует упрощению схемы. Нет необходимости в использовании резервного оборудования. Учитывая отличия такого оборудования, как мачтовая трансформаторная подстанция, схема будет выглядеть несколько иначе.

Рекомендации по выбору

Основным критерием эффективности использования того или иного типа установки является соответствие параметров условиям эксплуатации, в частности, уровню подаваемой нагрузки. Если подбирается тяговая или столбовая трансформаторная подстанция, ее типовой проект подразумевает необходимость выполнения следующих действий:

  • Выбор схемы подключения и соединения основных узлов;
  • Определение наиболее подходящего варианта токоведущих аппаратов и узлов;
  • По расчетным значениям электрических параметров подбираются основные узлы такого оборудования (распределительные устройства, трансформаторы, выключатели, разъединители, элементы защиты, зарядных аккумуляторов).

Аналогичные действия выполняются в случае, когда выбирается мачтовая трансформаторная подстанция типовой проект также будет в большей мере состоять из расчетной части.

Нюансы монтажа и нормативная документация

Основная особенность принципа установки техники, используемой для питания железнодорожного электротранспорта, заключается в том, что все работы выполняются при непосредственном участии электромонтажных поездов. В перечень ключевых задач входит непосредственно сам монтаж подстанции тягового типа, а вместе с тем и постов секционирования, телемеханического оборудования и контактной сети. Такое оборудование, как столбовые трансформаторные подстанции, подключаются несколько иным способом, учитывая, что все основные узлы монтируются на опоре.

СТН ЦЭ 12-00 «Нормы по производству и приемке строительных и монтажных работ во время электрификации железных дорог» определяют ряд требований, предъявляемых к монтажу подобного оборудования. Для сравнения мачтовая трансформаторная подстанция предполагает подготовку котлована для установки опоры, проверку точности установки по отвесам, монтаж основных узлов на опорной конструкции, подключение всех элементов.

Таким образом, тяговые установки отличаются многообразием исполнений, что, с одной стороны, несколько затрудняет выбор подобной техники, а с другой – позволяет подобрать наиболее подходящий вариант. А вот столбовые трансформаторные подстанции являются техникой более узкого целевого назначения и представляют собой тупиковый вариант конструкции определенного диапазона значений мощности и напряжений. При выборе любого из этих видов оборудования учитывается уровень выдерживаемой нагрузки, схема подключения, а также соответствие основных параметров условиям работы.

Область применения

Тяговая подстанция имеет ряд особенностей. На ее устройство влияет область эксплуатации и назначение. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса, поездов метро и РЖД могут значительно отличаться.

Для электрифицированных железных дорог характерна установка ТП через каждые 25-50 км. Проектирование сети выполняется в соответствии с рядом требований. Технологические карты расстановки зависят от профиля железной дороги, ее размеров и особенностей транспорта.

По факторам назначения оборудование тяговых подстанций относят к одной из трех групп. К первой категории относятся тяговые подстанции метрополитена. Во вторую группу входит оборудование для железной дороги. К третьей категории относятся установки для наземного городского транспорта.

Разновидности

Существуют тяговые подстанции постоянного и переменного тока. Каждая группа имеет свои особые технические характеристики. Подстанции постоянного тока рассчитаны на нагрузку 6-220 кВ. Электрические коммуникации подводятся к ним по воздуху или при помощи кабеля.

Если транспорт работает от напряжения менее 110 кВ, в конструкции предусматривается понижающая аппаратура. Поступая в прибор, ток сначала уменьшается, а затем выпрямляется и поступает в коммуникационные сети. Проектирование тяговых подстанций переменного тока выполняется без участия преобразующего узла. В этом случае конструкция будет проще.

Чтобы иметь возможность выпрямлять напряжение в сети в параллельных подстанциях при подсоединении одной и той же фазы применяются специальные схемы. Они позволяют симметрировать присоединение трансформаторов. Самой известной из них является схема двойного винта. Ее применение позволяет равномернее загружать фазы, избегая потерь напряжения потребителей.

Встречаются передвижные и стационарные подстанции. Чаще применяется второй вариант. Передвижные устройства играют роль аккумуляторных батарей. Их проектирование обладает определенными сложностями. Поэтому их применяют достаточно редко.

Классификация в зависимости от назначения

В соответствии с условиями работы тяговая подстанция может быть отнесена к одной из следующих групп. Для железнодорожного транспорта применяются опорные, тупиковые, промежуточные разновидности. В первом случае установка может использоваться для питания прочих объектов. Тупиковые аппараты обеспечиваются электротоком от соседних подстанций, а промежуточные – от двух соседних установок.

Для троллейбусов и трамваев применяются особые разновидности. Первая группа приборов нуждается в участии обслуживающего персонала. Вторая категория полностью автоматизирована. К третьей категории относится телеуправляемая техника. В управлении такими станциями не требуется участие персонала.

Для метрополитена используют понизительные, тяговые и тягово-понизительные приборы. В первом варианте система питается от оборудования городских электросетей. Второй тип понижает напряжение до 400-220 В. Ее энергию применяют для питания осветительных и силовых приборов.

Рекомендации по проектированию

Для правильного проектирования установки недостаточно одной только мощности трансформатора. Следует учитывать целый перечень параметров, которые влияют на работу оборудования. К ним относится следующее:

  • Величина напряжения, сопротивления на шинах, в которые подается ток.
  • Сама подстанция обладает определенным уровнем сопротивления, а также сопротивлением фидера, сглаживающего узла. При выборе установки необходимо учитывать общую сумму этого параметра.
  • В конструкции может применяться разное количество трансформаторов, распределителей. При выборе учитывают условия эксплуатации техники.
  • При помощи общепризнанных формул необходимо рассчитывать общую величину требуемого напряжения установки.
  • Мощность короткого замыкания также берется во внимание.

В большинстве случаев учитывают общую мощность оборудования, а также показатели низшего и высшего напряжения.

Структура

Описание типовых схем представленных аппаратов достаточно сложное. Однако можно выделить общие черты. Подключение в системе производится в соответствии с особенностями транспорта, для которого применяется агрегат.

Распределитель состоит из трех блоков. В первом находится устройство, принимающее высокое напряжение, во втором отсеке – трансформатор, а в третьем – выход для электроэнергии с заданными характеристиками. Предусмотрен всего один выключатель. На вводе присутствует разъединитель.

Соединение первичных обмоток выполняется по схеме звезда. Нулевая фаза обязательно заземляется. Вторичные обмотки соединяются в виде треугольника. Одну из фаз заземляют и подводят к рельсу. В метрополитене для этого предусмотрено наличие особого контактора. Этот рельс предназначен исключительно для снятия напряжения электровозом.

Другие фазы подают ток в два воздушных кабеля. Их иногда применяют для снабжения электроэнергией других потребителей, но в основном по воздушным проводам тяговые подстанции обеспечивают питание троллейбусов. Для трамвая этот процесс предполагает задействовать один воздушный провод и один наземный рельс. В большинстве стран мира напряжение для такой сети составляет 550 В.

Питание подстанции

Тяговая подстанция должна обеспечивать бесперебойную подачу электричества для передвижения транспорта. Поэтому многие из подобных агрегатов запитываются сразу от двух автономных сетей. При этом может применяться однолинейная схема тяговой подстанции или при помощи двух резервных линий к другому источнику питания. Также возможен вариант запитки перемычками между отдельными подстанциями.

Если применяется вариант из двух отдельных линий, каждая из них должна быть рассчитана на максимальную нагрузку агрегата. Резервные коммуникации должны выдерживать общую нагрузку соединенных станций.

Раньше для запитки сетей метрополитена применяли радиальную схему. Она сложна и затратна. При ее применении требуется слишком много кабеля. От нее отказались. Сегодня применяются только приведенные выше схемы. Линии и перемычки позволяют объединять аппаратуру в отдельные группы. Если внутри нее вышел из строя один прибор, его функции берут на себя другие агрегаты.

Также при выполнении мероприятий по текущему обслуживанию агрегатов проведение всех операций будет проще, не вызывая остановки системы. В этом случае существует возможность обесточить только один агрегат. Другие устройства при этом будут обеспечивать работу линии. Такой подход к текущему ремонту значительно упрощает работу персонала, делая обслуживание менее затратным.

Количество агрегатов

На узлах подачи электроэнергии наземному и подземному транспорту применяются установки с различным количеством аппаратов. Встречаются как одноагрегатные, так и многоагрегатные сооружения. Первая разновидность применяется на ответвлениях, где не нужно обеспечивать централизованного снабжения. Обоснование их применения сомнительно, так как они не обеспечивают высокую надежность питания. Если агрегат выйдет из строя или потребуется произвести его техобслуживание, будет обесточена вся линия. Поэтому такие установки применяют достаточно редко.

Гораздо чаще можно встретить двухагрегатные питающие установки. Существуют подстанции с тремя, четырьмя трансформаторами. Это значительно повышает надежность линии. Они обеспечивают бесперебойную подачу тока даже при выходе из строя или обслуживании одного агрегата.

В моменты повышения нагрузки до максимума многоаппаратные схемы отличаются высокой гибкостью. Такой подход позволяет удешевить строительство и эксплуатацию оборудования.

Рассмотрев особенности и разновидности тяговых подстанций, можно оценить важность их правильного выбора и эксплуатации в сетях городского и государственного транспорта.

Источники

  • https://electriktop.ru/elektrosnabzhenie/tyagovaya-podstantsiya.html
  • https://oooevna.ru/tagovye-podstancii/
  • https://generatorexperts.ru/elektrogeneratory/tyagovye-podstancii.html
  • http://GeneratorVolt.ru/ehlektrogenerator/vse-o-tyagovojj-podstancii-i-dazhe-bolshe.html
  • https://ProTransformatory.ru/podstancii/tyagovye

Тяговые подстанции: назначение, характеристики, схемы

Тяговая подстанция представляет собой аппарат, предназначенный для преобразования и подачи электроэнергии в сеть электротранспорта. Это специализированное оборудование, применяемое железной дорогой, трамвайными, троллейбусными системами. Также оно устанавливается на все подстанции метрополитена. Тяговая подстанция может понижать напряжение до приемлемого уровня или преобразовывать переменный в постоянный ток.

Область применения

Тяговая подстанция имеет ряд особенностей. На ее устройство влияет область эксплуатации и назначение. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса, поездов метро и РЖД могут значительно отличаться.

Для электрифицированных железных дорог характерна установка ТП через каждые 25-50 км. Проектирование сети выполняется в соответствии с рядом требований. Технологические карты расстановки зависят от профиля железной дороги, ее размеров и особенностей транспорта.

По факторам назначения оборудование тяговых подстанций относят к одной из трех групп. К первой категории относятся тяговые подстанции метрополитена. Во вторую группу входит оборудование для железной дороги. К третьей категории относятся установки для наземного городского транспорта.

Как выглядит структурная схема

Структурная схема

Существует несколько наиболее распространенных способов подключения в зависимости от того, какие нагрузки планируется подавать, и какого типа объекты будут подключаться. В результате может меняться состав оборудования.

На рисунке изображен один из наиболее простых вариантов. Распределительное устройство включает в себя три ячейки, причем конструкцией предусмотрен всего один выключатель. На вводе устанавливается только один разъединитель, что также способствует упрощению схемы. Нет необходимости в использовании резервного оборудования. Учитывая отличия такого оборудования, как мачтовая трансформаторная подстанция, схема будет выглядеть несколько иначе.

Рекомендации по выбору

Основным критерием эффективности использования того или иного типа установки является соответствие параметров условиям эксплуатации, в частности, уровню подаваемой нагрузки. Если подбирается тяговая или столбовая трансформаторная подстанция, ее типовой проект подразумевает необходимость выполнения следующих действий:

  • Выбор схемы подключения и соединения основных узлов;
  • Определение наиболее подходящего варианта токоведущих аппаратов и узлов;
  • По расчетным значениям электрических параметров подбираются основные узлы такого оборудования (распределительные устройства, трансформаторы, выключатели, разъединители, элементы защиты, зарядных аккумуляторов).

Нюансы монтажа и нормативная документация

Основная особенность принципа установки техники, используемой для питания железнодорожного электротранспорта, заключается в том, что все работы выполняются при непосредственном участии электромонтажных поездов. В перечень ключевых задач входит непосредственно сам монтаж подстанции тягового типа, а вместе с тем и постов секционирования, телемеханического оборудования и контактной сети. Такое оборудование, как столбовые трансформаторные подстанции, подключаются несколько иным способом, учитывая, что все основные узлы монтируются на опоре.

СТН ЦЭ 12-00 «Нормы по производству и приемке строительных и монтажных работ во время электрификации железных дорог» определяют ряд требований, предъявляемых к монтажу подобного оборудования. Для сравнения мачтовая трансформаторная подстанция предполагает подготовку котлована для установки опоры, проверку точности установки по отвесам, монтаж основных узлов на опорной конструкции, подключение всех элементов.

Таким образом, тяговые установки отличаются многообразием исполнений, что, с одной стороны, несколько затрудняет выбор подобной техники, а с другой – позволяет подобрать наиболее подходящий вариант. А вот столбовые трансформаторные подстанции являются техникой более узкого целевого назначения и представляют собой тупиковый вариант конструкции определенного диапазона значений мощности и напряжений. При выборе любого из этих видов оборудования учитывается уровень выдерживаемой нагрузки, схема подключения, а также соответствие основных параметров условиям работы.

Разновидности

Существуют тяговые подстанции постоянного и переменного тока. Каждая группа имеет свои особые технические характеристики. Подстанции постоянного тока рассчитаны на нагрузку 6-220 кВ. Электрические коммуникации подводятся к ним по воздуху или при помощи кабеля.

Если транспорт работает от напряжения менее 110 кВ, в конструкции предусматривается понижающая аппаратура. Поступая в прибор, ток сначала уменьшается, а затем выпрямляется и поступает в коммуникационные сети. Проектирование тяговых подстанций переменного тока выполняется без участия преобразующего узла. В этом случае конструкция будет проще.

Чтобы иметь возможность выпрямлять напряжение в сети в параллельных подстанциях при подсоединении одной и той же фазы применяются специальные схемы. Они позволяют симметрировать присоединение трансформаторов. Самой известной из них является схема двойного винта. Ее применение позволяет равномернее загружать фазы, избегая потерь напряжения потребителей.

Встречаются передвижные и стационарные подстанции. Чаще применяется второй вариант. Передвижные устройства играют роль аккумуляторных батарей. Их проектирование обладает определенными сложностями. Поэтому их применяют достаточно редко.

Что такое контактная сеть

Контактная сеть – совокупность линейных токоведущих, изолирующих, поддерживающих и опорных элементов, предназначенных для подведения электроэнергии к токосъемникам ПС. Контактный провод изготавливается из мели и ее сплавов (медно-кадмиевые и медно-магниевые) сечением 65–100 мм2. На вспомогательных линиях и линиях в депо могут использоваться медные провода со стальным сердечником. Провод должен иметь хорошую электропроводность, износостойкость и высокую прочность для возможности надежного натяжения.

Сечение контактных проводов выбирают с учетом их стоимости по так называемой экономической плотности тока из условия оптимального соотношения между расходом цветных металлов и потерями электрической энергии в тяговой сети. Высота подвешивания контактных проводов на строящихся или реконструируемых линиях должна быть 6,0 м. Снижение высоты подвешивания допускается внутри производственных помещений, под мостами и эстакадами – до 4,2 м, в тоннелях – до 3,9 м.

При больших токовых нагрузках контактной сети или при падении напряжения в конце участка больше допустимого параллельно контактным проводам прокладывают усиливающие провода из меди, алюминия или свитого провода из стальной и алюминиевой проволоки для повышения прочности. Через определенные промежутки эти провода соединяют с контактными.

Контактная подвеска – система подвешивания контактных проводов к поддерживающим конструкциям. Контактные подвески в зависимости от способа подвешивания, крепления и поддержания натяжения бывают простые, цепные и полигонные. Расстояние между точками крепления контактного провода к опорным конструкциям называется длиной пролета контактной подвески. Для крепления контактных проводов и поддерживающих конструкций используется различная арматура с изоляцией или без нее.


Тяговая подстанция – вид сверху.

Полигонная подвеска используется при прохождении линии электротранспорта под искусственными сооружениями, на криволинейных участках, городских площадях и т.п. В этом случае вся подвеска и контактный провод располагаются в горизонтальной плоскости. Контактные провода трамвайных линий на прямых участках пути расположены зигзагообразно с выносом от осевой линии до 400 мм для равномерного износа токосъемника.

В пересечениях контактных проводов устраивают воздушные пересечения и крестовины. Они обеспечивают прохождение токосъемников ПС без контакта с пересекаемым контактным проводом по специальным направляющим. Для этого на пересечениях организуют бесконтактные участки, которые ПС проходит накатом. В качестве поддерживающих устройств в контактных сетях трамвая и троллейбуса применяются кронштейны, простые и цепные гибкие поперечины, балки и перекрытия путепроводов, тоннелей и другие инженерные сооружения. В гибких устройствах, как правило, используется стальной оцинкованный семипроволочный канат.

Для крепления поддерживающих устройств предназначены опорные конструкции: специальные опоры (железобетонные или стальные), стены кирпичных и железобетонных зданий, конструкции тоннелей, мостов и путепроводов.

Контактная сеть троллейбуса должна обеспечивать движение троллейбуса по первой и второй полосам движения, а на подходах к левым поворотам – в крайне левой полосе предусматривать возможность своевременного перестроения троллейбуса с учетом конкретной дорожной обстановки. Отрицательный (нулевой) провод контактной сети троллейбуса располагается с правой стороны по ходу движения.


Пульт управления тяговой подстанции.

Для изменения направления движения троллейбуса на контактной сети устанавливаются стрелочные переводы. Традиционно стрелочные переводы троллейбусной контактной сети управляются аналогично трамвайным, т.е. в зависимости от наличии тяги при подъезде к стрелочному переводу. Современные стрелочные переводы управляются с помощью радиосигнала из кабины водителя. В кабине установлены трансмиттер (радиопередающее устройство) и ряд кнопок управления. На опоре контактной сети рядом с автоматической стрелкой находится устройство, принимающее радиосигналы и подающее управляющий импульс на привод стрелочного перевода, а также специальный светофор, который показывает направление движения троллейбуса при текущем положении перьев стрелки.

Если водителя устраивает это направление, то он, не производя никаких действий, проходит стрелку и следует по заданному маршруту. Если же водителю нужно перевести стрелку в другое направление, он нажимает определенную кнопку на панели управления и тем самым подает радиосигнал, активирующий привод стрелки. В течение 1,5-2,0 с происходит переключение направления движения, и троллейбус следует по другому пути. После проезда машины стрелочный перевод остается уже в новом положении. У таких стрелок нет обесточенных элементов, поэтому водителю для их проезда не требуется специально снижать скорость.

Если в одном месте маршрута установлены несколько автоматических стрелок, то для управления ими используются различные кнопки. Радиопередающее устройство имеет четыре канала, для управления каждой стрелкой на сложных перекрестках определяется свой канал. Сходные стрелки работают в автоматическом режиме без участия водителя.

Классификация в зависимости от назначения

В соответствии с условиями работы тяговая подстанция может быть отнесена к одной из следующих групп. Для железнодорожного транспорта применяются опорные, тупиковые, промежуточные разновидности. В первом случае установка может использоваться для питания прочих объектов. Тупиковые аппараты обеспечиваются электротоком от соседних подстанций, а промежуточные – от двух соседних установок.

Для троллейбусов и трамваев применяются особые разновидности. Первая группа приборов нуждается в участии обслуживающего персонала. Вторая категория полностью автоматизирована. К третьей категории относится телеуправляемая техника. В управлении такими станциями не требуется участие персонала.

Для метрополитена используют понизительные, тяговые и тягово-понизительные приборы. В первом варианте система питается от оборудования городских электросетей. Второй тип понижает напряжение до 400-220 В. Ее энергию применяют для питания осветительных и силовых приборов.

Меню раздела

Выработка электроэнергии и ее распределениеГрафики нагрузок электротехнических установокОсновные условия сооружения и эксплуатацииСистема тягового энергоснабжения железных дорогЭлектроснабжение метрополитеновСхемы главных электрических соединенийТранзитная подстанцияОпорная подстанцияРаспределительное устройство тягового напряженияСхемы силовых цепей тяговых подстанций метрополитенаСхема силовых цепей подземной подстанцииПонижающие трансформаторыСиловые трансформаторы для питания не тяговых нагрузокТипы преобразовательных агрегатовСхемы преобразования токаКремниевые выпрямителиПолупроводниковые вентилиАппаратура рекуперацииБыстродействующие выключатели постоянного токаТипы быстродействующих выключателейБыстродействующий выключатель ВАБ-28фБыстродействующие анодные выключателиРазъединители и приводы к нимКороткозамыкателиКоммутационная аппаратура низкого напряженияПакетные выключатели и переключателиВоздушные автоматические выключателиКонтакторыМагнитные пускателиКомплектные распределительные устройстваОткрытые распределительные устройстваЗакрытые распределительные устройстваВспомогательное оборудование тяговых подстанцийИзоляторыИзмерительные трансформаторыРазрядникиАккумуляторные батареиСпециальное оборудование постоянного токаСпециальное оборудование переменного токаОбщая компоновка территории тяговых подстанцийЗдания тяговых подстанцийОткрытая часть подстанцийКонструкции тяговых подстанций метрополитеновЦепи вторичной коммутации и собственных нуждЦепи собственных нужд постоянного и переменного токовУправление основными коммутационными аппаратамиЦепи сигнализации, блокировки и общие подстанционные цепиТипы и принципы выполнения защит оборудования тяговых подстанцийСистема переменного оперативного токаНазначение и классификация узлов автоматикиАвтоматика программного включения и отключенияАвтоматика повторного включения и включения резерваВводы 110 кВМонтаж электрооборудования тяговых подстанцийМонтаж тяговых подстанций и контактной сетиИндустриализация электромонтажных работТехническая документацияПриемка тяговой подстанции под монтажМонтаж электрооборудования ОРУСиловые трансформаторыКоммутационная аппаратураРазрядникиКомпенсирующие устройстваМонтаж электрооборудования ЗРУВыпрямители в зданииСвинцовые аккумуляторные батареиСглаживающие устройстваОбщие положения об испытанияхИспытание некоторых типов электрооборудованияОбщий порядок испытания и наладки РЗАПриемка тяговых подстанций в эксплуатациюОсновные элементы хозяйства электрификацииРевизионно-ремонтные средстваСтруктура подразделений эксплуатации устройств электрификацииОбязанности энергоучасткаУчастки энергоснабженияОбязанности ревизионно-ремонтного персоналаОперативная работаОперативные переключенияБланки переключенийПорядок ликвидации аварийКонтроль за оборудованием подстанцийРаспределительные устройстваСиловые и тяговые масляные трансформаторыБыстродействующие выключателиРаспределительные устройства напряжением до 1000ВЗарядные и подзарядные устройстваДвигатель-генераторыИзмерительные приборы, реле управления и защитыОсвещениеКабельные коммутацииЗаземляющие устройстваОрганизация капитального ремонта электрооборудованияЭкономика переработки энергии на тяговых подстанцияхОсновы техники безопасности и производственной санитарииТехника безопасности при монтаже тяговых подстанцийТехника безопасности при эксплуатации тяговых подстанций

Рекомендации по проектированию

Для правильного проектирования установки недостаточно одной только мощности трансформатора. Следует учитывать целый перечень параметров, которые влияют на работу оборудования. К ним относится следующее:

  • Величина напряжения, сопротивления на шинах, в которые подается ток.
  • Сама подстанция обладает определенным уровнем сопротивления, а также сопротивлением фидера, сглаживающего узла. При выборе установки необходимо учитывать общую сумму этого параметра.
  • В конструкции может применяться разное количество трансформаторов, распределителей. При выборе учитывают условия эксплуатации техники.
  • При помощи общепризнанных формул необходимо рассчитывать общую величину требуемого напряжения установки.
  • Мощность короткого замыкания также берется во внимание.

В большинстве случаев учитывают общую мощность оборудования, а также показатели низшего и высшего напряжения.

Структура

Описание типовых схем представленных аппаратов достаточно сложное. Однако можно выделить общие черты. Подключение в системе производится в соответствии с особенностями транспорта, для которого применяется агрегат.

Распределитель состоит из трех блоков. В первом находится устройство, принимающее высокое напряжение, во втором отсеке – трансформатор, а в третьем – выход для электроэнергии с заданными характеристиками. Предусмотрен всего один выключатель. На вводе присутствует разъединитель.

Соединение первичных обмоток выполняется по схеме звезда. Нулевая фаза обязательно заземляется. Вторичные обмотки соединяются в виде треугольника. Одну из фаз заземляют и подводят к рельсу. В метрополитене для этого предусмотрено наличие особого контактора. Этот рельс предназначен исключительно для снятия напряжения электровозом.

Другие фазы подают ток в два воздушных кабеля. Их иногда применяют для снабжения электроэнергией других потребителей, но в основном по воздушным проводам тяговые подстанции обеспечивают питание троллейбусов. Для трамвая этот процесс предполагает задействовать один воздушный провод и один наземный рельс. В большинстве стран мира напряжение для такой сети составляет 550 В.

Железнодорожный электротранспорт

Его контактная сеть имеет большую протяженность. Причем нередко по таким местам, где иных источников электрического тока нет. Поэтому по ней может течь не только постоянный, но и переменный ток, который передается на большие расстояния с меньшими потерями.

Номинальное напряжение контактной сети

На подстанции подается напряжение 220 или 110 кВ переменного тока, а если контактная сеть устаревшая, то 35 кВ. Для систем питания постоянным током оно преобразуется в 3,3 кВ, а для переменного в 27,5 кВ.

Для обеспечения нужд железнодорожной инфраструктуры (семафоры, стрелки, служебные помещения) в состав оборудования тяговой подстанции включается трансформаторная обмотка, с которой снимается напряжение 10 киловольт. Оно преобразуется до трехфазного линейного 380 вольт (система с глухозаземленной нейтралью), позволяющего переходить на бытовые 220 вольт 50 Гц.

Организационная структура контактной сети

На железнодорожном транспорте существуют следующие типы тяговых подстанций:

  • Опорные. К ним подводится не менее четырех автономных линий электропередач. Они являются основными источниками электропитания для контактной сети. Если используется постоянный ток, то расстояние между ними не более 15 км. При переменном оно увеличивается до пятидесяти.
  • Транзитные, питаются от двух независимых ЛЭП и включаются в разрыв между опорными подстанциями. Обеспечивают передачу электроэнергии на большие расстояния, а также непрерывность питания контактной сети в случае аварии на одном из участков.
  • Отпаечные (тупиковые). Используются для обеспечения движения электропоездов по обособленным веткам. Отпаечные подстанции питаются от двух независимых ЛЭП.
  • Стыковочные. Используются там, где происходит смена типа контактной сети. Они осуществляют гальваническую развязку между переменным и постоянным током.

Конструкция контактной сети

Трехфазные асинхронные двигатели на электротранспорте любого типа не используются по причине чрезмерного увеличения стоимости контактной сети, сложности токосъемников и невозможности их работы на высоких скоростях. Воздушный контактный провод всегда один и он фазный. Роль нулевого играет рельс, поэтому в пределах нескольких десятков метров от железнодорожного полотна регистрируются так называемые блуждающие токи.

На дальних перегонах, с целью уменьшения потерь, тяговая подстанция переменного тока выдает 50 кВ, это напряжение делится пополам (схема 25х2) между питающим и контактным проводом с помощью автотрансформатора, центральная точка которого замкнута на рельс. По контактной сети переменного тока можно пропускать и постоянный. Для этого используется стыковочная тяговая подстанция, осуществляющая переключение типа напряжения на определенном участке.

На электровозах переменного тока – ВЛ80, ВЛ85 – ставятся выпрямители и двигатели, способные работать на пульсирующем токе. Они рассчитаны на номинальное напряжение 25 киловольт – 2,5 киловольта теряются из-за высокого сопротивления цепи между контактным проводом и рельсом. Модели ВЛ10 и ВЛ11 работают на постоянном токе, а ВЛ82М имеет привод обоих типов.

Питание подстанции

Тяговая подстанция должна обеспечивать бесперебойную подачу электричества для передвижения транспорта. Поэтому многие из подобных агрегатов запитываются сразу от двух автономных сетей. При этом может применяться однолинейная схема тяговой подстанции или при помощи двух резервных линий к другому источнику питания. Также возможен вариант запитки перемычками между отдельными подстанциями.

Если применяется вариант из двух отдельных линий, каждая из них должна быть рассчитана на максимальную нагрузку агрегата. Резервные коммуникации должны выдерживать общую нагрузку соединенных станций.

Раньше для запитки сетей метрополитена применяли радиальную схему. Она сложна и затратна. При ее применении требуется слишком много кабеля. От нее отказались. Сегодня применяются только приведенные выше схемы. Линии и перемычки позволяют объединять аппаратуру в отдельные группы. Если внутри нее вышел из строя один прибор, его функции берут на себя другие агрегаты.

Также при выполнении мероприятий по текущему обслуживанию агрегатов проведение всех операций будет проще, не вызывая остановки системы. В этом случае существует возможность обесточить только один агрегат. Другие устройства при этом будут обеспечивать работу линии. Такой подход к текущему ремонту значительно упрощает работу персонала, делая обслуживание менее затратным.

Трамваи и троллейбусы

Так же, как и метро, в контактную сеть наземного городского электротранспорта подается постоянный ток.

Номинальное напряжение контактной сети

Тяговые подстанции питаются от городской электросети напряжением 6 или 10 кВ. Они выпрямляют переменный ток и выдают напряжение 550 вольт.

Организационная структура контактной сети

Она строится так же, как и у метрополитена – маршрут разбивается на равные участки и к ним подключаются автономные тяговые подстанции. При этом в конструкции силовых установок отсутствуют низковольтные выводы, поскольку вся дорожная инфраструктура запитывается от городской электросети.

Конструкция контактной сети

У троллейбусов она воздушная и двухпроводная, поскольку прямого контакта с землей обеспечить невозможно. Токоприемники у них выполнены в виде графитовых щеток на длинных штангах, что увеличивает маневренность машины – она может отклоняться от линии проводов на расстояние до 4,5 метра.

Контактная сеть трамвайных линий аналогична железнодорожному транспорту – фазный провод вверху, нулевой – рельс. Токоприемник выполнен по схеме раздвижного пантографа, рамка которого скользит по проводу. Чтобы уменьшить ее износ, контактный провод подвешивают зигзагом – не более четырех изгибов на один пролет между столбами.

Контактные сети и тяговые подстанции, обеспечивающие их питанием, по своему устройству и организационной структуре остаются практически теми же, что и сто лет назад. Изменения касаются лишь элементной базы, в результате чего все конструкции становятся более компактными. Исчезнуть они могут лишь в случае технологического прорыва, аналогичному тому, что случился в начале XX века, когда электричество стало применяться широко и повсеместно.

Количество агрегатов

На узлах подачи электроэнергии наземному и подземному транспорту применяются установки с различным количеством аппаратов. Встречаются как одноагрегатные, так и многоагрегатные сооружения. Первая разновидность применяется на ответвлениях, где не нужно обеспечивать централизованного снабжения. Обоснование их применения сомнительно, так как они не обеспечивают высокую надежность питания. Если агрегат выйдет из строя или потребуется произвести его техобслуживание, будет обесточена вся линия. Поэтому такие установки применяют достаточно редко.

Гораздо чаще можно встретить двухагрегатные питающие установки. Существуют подстанции с тремя, четырьмя трансформаторами. Это значительно повышает надежность линии. Они обеспечивают бесперебойную подачу тока даже при выходе из строя или обслуживании одного агрегата.

В моменты повышения нагрузки до максимума многоаппаратные схемы отличаются высокой гибкостью. Такой подход позволяет удешевить строительство и эксплуатацию оборудования.

Рассмотрев особенности и разновидности тяговых подстанций, можно оценить важность их правильного выбора и эксплуатации в сетях городского и государственного транспорта.

Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения городского электротранспорта

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

2.

Схемы внешнего и внутреннего электроснабжения городского электротранспорта

В современных условиях тяговые подстанции получают энергию не от одной электрической станции, а от энергетической системы, объединяющей многие электростанции линиями электропередачи (ЛЭП). Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса находятся в городе и электроснабжение получают, как правило, от подстанций, распределительных пунктов (РП), центров питания (ЦП) электрических систем.

При рассмотрении схемы электроснабжения выделяют две части: внешнее электроснабжение, включающее в себя все устройства от центра питания до тяговой подстанции, вместе с кабельными (воздушными) линиями;

внутреннее электроснабжение, включающее в себя тяговые подстанции и все элементы тяговой сети; контактную и рельсовую сеть, питающие линии.

Контактная сеть делится на электрически изолированные друг от друга участки, называемые секциями контактной сети. Секции отделяются на границах изоляторами, которые называются секционными изоляторами. Каждой секции присваивается номер или название. Внутри секции могут быть секционные изоляторы, которые называются промежуточными и служат для оперативных переключений при перераспределении нагрузки. В нормальном режиме работы они шунтируются электрическими перемычками.

Внутреннее электроснабжение выполняется в виде централизованного (рис. 2, а) или децентрализованного (рис. 2, б) питания контактной сети. Централизованную схему применяют при подстанциях, имеющих большую мощность, позволяющую питать весь примыкающий к ней район контактной сети, которая состоит из секций, расположенных в разном удалении от подстанции.

При децентрализованной схеме секции питаются от двух соседних подстанций, либо от любой из них, либо каждая подстанция питает примыкающую половину секции. При выходе из строя

 

одной из подстанций ее нагрузка передается на соседнюю. Каждая подстанция должна иметь соответствующий резерв мощности. .

Выбирая ту или иную систему электроснабжения, предпочтение отдается той, которая обладает высоким уровнем надежности и обеспечивает гибкость управления. Под надежностью понимается безотказность, долговечность и ремонтопригодность, т. е. возможность непрерывно и длительно сохранять работоспособность в определенных режимах и быть приспособленной к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей в процессе технического обслуживания и проведения ремонтов.эффективности его использования в процессе эксплуатации.

Основы надежности врякой системы или инженерного сооружения закладываются при их проектировании с обеспечением определенных запасов прочности, необходимых резервных устройств в виде дублирующих элементов или увеличением запасов мощности основных элементов, которые используются при выходе из. строя отдельных элементов системы. Вместе с тем система электроснабжения должна быть экономичной, что требует и-сключения чрезмерных затрат на дополнительное оборудование и устройства для создания резервов. Решение этого противоречия находят .из сопоставления технико-экономических показателей возможных вариантов, принимая систему, обеспечивающую должную надежность при минимально возможных затратах.

 

 

 

 

Рис. 2. Схемы внутреннего электроснабжения:
а — централизованное питание; б—..децентрализованное, питание; 1—выпрямительная подстанций; 2— секционый изолятор; 3— электрический соединитель

 

 

 

 

 

В эксплуатации имеют место разные, условия работы системы электроснабжения: нормальный, вынужденный и аварийный режимы работы.

При нормальном режиме все элементы системы работают с наиболее высокими технико-экономическими показателями, обеспечивая питание подвижного состава в расчетных размерах, определенных для наиболее загруженного часа и при наиболее тяжелых условиях движения.

Вынужденный режим наступает, когда выходит из строя один из основных элементов системы: тяговая подстанция, преобразовательный агрегат или питающая линия. Движение, подвижного состава идет нормально при использовании дополнительных элементов

оборудования (зарезервированных ранее). При этом допускаются предельные по нормам нагрузки на элементах системы электроснабжения и потери напряжения в тяговой сети. На этот период допускаются ухудшения экономических показателей работы.

Аварийный режим наступает при тяжелых повреждениях элементов системы электроснабжения, когда движение в расчетных размерах становится невозможным. В этом режиме движение либо сокращается, либо прекращается полностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса | Автомобили, наземный транспорт | Техника и технология

Список литературы

Генератор кроссвордов

Генератор титульных листов

Таблица истинности ONLINE

Прочие ONLINE сервисы

 

Список источников >Техника и технология >Автомобили, наземный транспорт >

Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса

Автор: ред. Ефремов, Иван Семенович
Год: 1984
Издание: Транспорт
Страниц: 320
ISBN: [не указан]
Изложены основные вопросы проектирования устройств электроснабжения городского электрического транспорта, методы расчета токов короткого замыкания, выбора и проверки токоведущих устройств и изоляторов. Приведены технические данные электрических аппаратов, преобразовательных агрегатов, их электрические схемы. Рассмотрены вопросы эксплуатации и надежности тяговых подстанций.Справочник предназначен для инженерно-технических работников, связанных с эксплуатацией, проектированием, ремонтом и монтажом тяговых подстанций городского электротранспорта, и может быть полезным студентам вузов и учащимся техникумов соответствующей специальности.

Похожие книги

Видео о книгах:



В нашем каталоге

Околостуденческое

Служба энергохозяйства

Начальник службы энергохозяйства: Чугунов Виктор Константинович.
Адрес: ул. Байкальская, 250.
Тел: (3952) 504-185.

Главная задача службы энергохозяйства — это качественное и бесперебойное снабжение электроэнергией линий контактной сети. Поэтому служба энергохозяйства — один из главных механизмов в организации движения городского электротранспорта.

Служба энергохозяйства включает в себя:

  1. Цех тяговых подстанций и кабельной сети;
  2. Цех контактной сети;
  3. Автогараж;
  4. Электроизмерительную лабораторию;
  5. Оперативно-диспетчерское подразделение;
  6. Цех телеавтоматики.

Цех тяговых подстанций и кабельной сети проводит профилактические и текущие осмотры оборудования, плановые и заявочные ремонты оборудования, а также модернизацию и реконструкцию оборудования на 16 тяговых подстанциях. За последние 5 лет электромонтеры тяговых подстанций своими силами заменили масляные выключатели на вакуумные на 16-ти тяговых подстанциях — всего 76 шт.; заменили фидерные автоматы на ВАТ-43 в количестве 43 шт. и катодные автоматы на ВАБ-49 в количестве 37 шт.

На тяговой подстанции № 3 в 2015 году были заменены кремниевые выпрямители на новые марки В-ТПЕД-1000 в количестве 4 шт.

Протяженность кабельных линий составляет почти 50 км. Это кабели напряжением 0.4/6.0/10.0 кВ и «+» «-» 600 В. Специалисты цеха полностью самостоятельно выполняют все работы как по обслуживанию, так и по устранению аварийных ситуаций — установке муфт на кабелях любого напряжения.

Цех контактной сети обслуживает контактные линии протяженностью по трамваю 51.2 км, по троллейбусу — 99.5 км в однопутном измерении и более 4000 опор контактной сети. Помимо плановых ремонтов и аварийных работ, цех контактной сети проводит работы по капитальному ремонту контактной сети с заменой опор, контактного провода, несущего троса и спец.частей контактной сети. Основные работы производятся в ночное время, когда город спит. Круглые сутки на линии работают 3 звена электромонтеров контактной сети на 3-х автовышках АП-7.

В ноябре 2014 года был введен в эксплуатацию новый троллейбусный маршрут в микрорайон Университетский, протяженностью 2 км одиночного пути.

Работники цеха контактной сети своими силами проводят работы по внедрению системы автоматической регулировки натяжения контактной сети. В этом году эта работа полностью выполнена и по троллейбусу, и по трамваю.

В автогараже службы энергохозяйства числится 17 единиц автотехники. Это специальные машины для работы на контактной сети, на тяговых подстанциях, для оперативной работы и для хозяйственных нужд. Все автомашины оснащены системой спутниковой навигации.

Без электроизмерительной лаборатории — ЭТЛ — не обходится ни одно испытание ни в службе «Энергохозяйство», ни на всем предприятии.

Оперативно-диспетчерское подразделение выполняет обязанности по координации ежесменных заданий всех цехов, отделов и подразделений службы, включая и аварийные заявки, которые требуют немедленного решения. Это самое ответственное, самое важное и самое уникальное подразделение службы «Энергохозяйство». Здесь работают высококвалифицированные специалисты — начальники смен, которые для принятия решения имеют всю информацию в электронном виде по всем объектам службы, электрические мнемосхемы контактной сети г. Иркутска с отметкой контроля напряжения «НФ» на участках контактной сети по фидерам, электрические мнемосхемы тяговых подстанций с контролем и возможностью управления важными объектами подстанций по телеуправлению. Налажена сотовая телефонная и радиосвязь со всеми объектами службы.

В настоящее время в службе «Энергохозяйство» используется система телемеханики, предназначенная для диспетчерского контроля и управления тяговыми подстанциями городского электротранспорта г. Иркутска через компьютерную программу.

Эта система претерпела модернизацию путем поэтапной замены физически изношенных и морально устаревших блоков телемеханической установки ЭСТ-62 электронными блоками, на диспетчерском пункте и 16-ти тяговых подстанциях. Новые блоки были разработаны на базе современных электронных компонентов. Изготовление электронных блоков, установка антенн производились силами коллектива цеха телеавтоматики.

Модернизация системы телемеханики позволила решить следующие задачи: передача данных по радиоканалу, повышение надежности, снижение эксплуатационных затрат на обслуживание системы, появилась возможность изменения конфигурации и настройки аппаратуры и программных средств, благодаря программируемой электронике. Идейный вдохновитель и исполнитель начальник цеха Хальзов А.А., которому по версии «Профессиональные инженеры» в номинации «Коммунальное хозяйство, бытовое обслуживание» было присвоено звание Лауреата Всероссийского конкурса «Инженер года».

COET — Железнодорожная техника

Компания COET, основанная в 1962 году для производства разъединителей и разъединителей низкого и среднего напряжения, сегодня работает в двух основных секторах: промышленности и тяги. За последние несколько лет компания стала одной из ведущих компаний на итальянском рынке по поставкам оборудования для тяговых подстанций.

Системы тягового электроснабжения железных дорог, метро, ​​трамваев и троллейбусов

Продукция

КОЭТ применяется в системах тягового электроснабжения железнодорожного (3кВ), метро, ​​трамвая и троллейбуса (0.75кВ-1,5кВ). К таким продуктам относятся следующие.

Тяговые разъединители постоянного тока

Линейка разъединителей SFI, подходящих для тяги постоянного тока, полностью прошла типовые испытания в CESI. Эти разъединители используются в системе электроснабжения постоянного тока для отключения, шунтирования, заземления и переключения.

Ножи

оснащены большим количеством нажимных пружин, которые вместе с закаленными контактами позволяют им поддерживать очень высокий уровень производительности, особенно в отношении падения напряжения и низкого нагрева.Ряд опций дает им очень высокий уровень гибкости.

Выключатели-разъединители (выключатели нагрузки)

Доступен широкий ассортимент выключателей нагрузки с тормозом для систем 750 В постоянного тока, 1,5 кВ постоянного тока и 3 кВ постоянного тока; номинальный ток от 1000А до 6000А, в однополярном или биполярном исполнении. Доступны как ручные, так и моторизованные (с ручным аварийным управлением) версии. Разнообразие различных опций позволяет нам настраивать наши разъединители в соответствии с различными международными требованиями.

Панели выключателей-разъединителей

COET производит линейку модульных панелей, в которых наши разъединители и/или выключатели-разъединители комбинируются для удовлетворения самых сложных решений тяговых систем. Основными особенностями, которые делают эту линию уникальной на рынке, являются полное разделение между каждым блоком и входящим и исходящим кабелем; работа двигателя; аварийное ручное управление; контактная видимость; реле наличия напряжения; реле замыкания на землю; ПЛК; и коммутатор Ethernet.

Внутренние и наружные блоки отключения

Оснащенные выключателями нагрузки, наши внутренние и наружные разъединители обеспечивают очень быструю реконфигурацию рельсовой системы, гарантируя непрерывность подачи электроэнергии.Их основное применение – городские и пригородные трамваи, метро, ​​троллейбусы и железнодорожные пути.

Устройство ограничения отрицательного напряжения

В соответствии со стандартами EN 50122 1 и 2 каждая тяговая подстанция должна иметь устройство ограничения отрицательного напряжения. Компания COET разработала и в настоящее время производит продукт, полностью соответствующий этим стандартам, который доступен в семи различных версиях для 750 В постоянного тока, 1,5 кВ постоянного тока и 3 кВ постоянного тока с включающей способностью 35 кА, 50 кА и 100 кА с постоянным выдерживаемым током 1000 А.

Системы тяговых подстанций постоянного тока

Технический отдел является сердцем нашей компании: опытная команда инженеров-механиков и электриков ежедневно работает, чтобы удовлетворить самых требовательных клиентов. Помимо полного ассортимента стандартных продуктов, инновационные решения могут быть адаптированы к требованиям клиентов.

Оборудование подстанции, сертифицированное по ISO

COET имеет сертификат ISO 9001 с 1992 года, что означает, что все продукты разрабатываются и производятся внутри компании в соответствии с очень высоким уровнем качества и в соответствии с самыми строгими международными стандартами.

Италия является основным рынком сбыта для COET, но благодаря итальянским подрядчикам большое количество оборудования COET уже много лет используется в проектах по всему миру, обеспечивая полное удовлетворение многих международных пользователей.

(PDF) Расчет потерь энергии в троллейбусной тяговой сети методом мгновенного моделирования эквивалентных цепей

– среднее значение потерь мощности,

N = 20000 – количество испытаний.

Как видно из таблицы 2, как аналитический, так и

модельный методы расчета потерь мощности дают близкие

результаты.Разница между двумя методами не превышает

10 %. Предлагаемый расчетный метод может быть использован в расчетах систем электроснабжения

из-за его большей гибкости

, позволяющей учитывать большое количество особенностей и факторов

влияющих на системы электроснабжения. Нахождение причин

расхождения между данными, полученными двумя подходами, и

экспериментальная проверка полученных результатов являются ближайшими

проблемами при разработке предлагаемого метода расчета тяговой сети

.

V. РЕЗЮМЕ

Предложена методика расчета электрических параметров

тяговой сети с высокой точностью. Метод

основан на вероятностных экспериментах, включающих генерацию

мгновенных схем замещения тяговой сети и их

расчет. Исходными данными для мгновенной генерации схемы были

полученные экспериментально.

Проведено сравнение традиционного

метода расчета потерь энергии на основе большого количества экспериментальных данных.

Результаты сравнения показывают, что оба метода дают близкие значения мощности

потерь с разницей не более 10 %. Предлагаемый

метод расчета может быть использован в расчетах систем электроснабжения

из-за его большей гибкости, позволяющей

учитывать большое количество особенностей и факторов

влияющих на системы электроснабжения. Выявление причин

расхождений данных, достигнутых двумя подходами, и

экспериментальная проверка полученных результатов являются ближайшими

задачами при разработке предложенного метода расчета

тяговой сети.

Литература

[1] В. Яржина, Д. Зелинский, П. Холишко, «Тяговая сеть

троллейбуса с аккумуляторным питанием — компонент муниципальной интеллектуальной сети»,

Экологическая инженерия V Труды 5-го Национального конгресса

экологической инженерии, стр. 287-292, 2017.

[2] Ю. Ляо, З. Лю, Г. Чжнг, К. Сян, «Моделирование системы транспортных средств и

анализ устойчивости с запретной зоной- Критерий на основе», IEEE

Transactions on Power Electronics, vol.32, вып. 5, с. железнодорожная система», 21-я Иранская конференция по электротехнике

[ICEE 2013], статья 65998822013, 2013.

[4] Т. Чжао, М. Ву, «Электросиловые характеристики всепараллельной при тяге

системы электроснабжения », Труды Международной конференции

по транспорту, машиностроению и электротехнике 2011 г. [TMEE 2011],

, статья 6199346, стр.895–898, 2011.

[5] X.-H. Чжан, С.-К. Ву, «Обсуждение и анализ системы контроля окружающей среды метро

с использованием энергии рекуперативного торможения транспортных средств в холодном регионе

», Журнал Общества инженеров железнодорожного транспорта, том. 33, вып. 2,

, стр. 91-95, 2016.

[6] Т. Ли, М. Ву, Ф. Хе, К. Сонг, «Расчет сопротивления утечки рельса

на землю в безбалластном пути методом конечных элементов. метод», конспект лекций по курсу

«Электротехника», том.288, вып. 2014. Т. 2. С. 223-232.

[7] В. В. Шевченко, Н. В. Арзамашев, Н. С. Бодрухина,

«Электроснабжение наземного городского транспорта», Транспорт, Москва, 19.

[8] В. И. Сопов, Ю. А. Прокушев, «Электроснабжение электрического транспорта

транспорта», Новосибирский гос.Лю, К. Ли, Б. Тан, М. Чен, «Вероятностный поток нагрузки для тягового источника питания городской железной дороги

на основе моделирования Монте-Карло», Журнал

Юго-Западного университета Цзяотун, том. 45, вып. 4, pp. 561–567, 2010.

[10] M. Wu, “Модель единой цепной цепи для тяговых сетей электрических

железных дорог”, Proc. Китайского общества электротехники,

vol. 30, вып. 28, стр. 52-58, 2010.

[11] Z. Jia, Z.Ян, Ф. Лин, К. Фанг, «Динамическое моделирование энергосистемы тяги постоянного тока

с учетом накопителей энергии», IEEE Transportation

Electrification Conference and Expo [ITEC Asia-Pacific 2014], статья

69411292014, 2014.

[12] Дж. Чжан, М. Ву, «Сравнение численных методов для узлового анализа

в тяговой сети электрических железных дорог», Труды Китайского электротехнического общества

, том. 31, вып. 15, стр. 109–116, 2016.

[13] Э. А. Спиридонов, М. В. Ярославцев, “Оценка эффективности рекуперации энергии

для условий эксплуатации городского электрического

транспорта”, Тр. 11 Международный форум по стратегическим технологиям (IFOST

2016) [Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, 2016],

Pt. 2016. Т. 2. С. 61–64.

14. Аносов В. Н., Ярославцев М. В. Повышение эффективности тягового электропривода

для работы троллейбуса // Российское электротехническое

Машиностроение.12, том. 85, стр. 721–723, 2014.

Успехи инженерных исследований, том 133

Как трамвай. Устройство трамвая: конструкция и основные узлы


Трамвай — вид городского (в редких случаях пригородного) пассажирского (в отдельных случаях грузового) транспорта с предельно допустимой нагрузкой на линию до 30 000 пассажиров в час, в котором вагон (состав вагонов) приводится в движение на рельсах за счет электроэнергии.

В настоящее время термин легкорельсовый транспорт (LRT) часто также применяется к современным трамваям.Трамваи появились в конце 19 века. После расцвета, эпоха которого пришлась на период между мировыми войнами, начался упадок трамваев, но с конца 20 века наблюдается значительный рост популярности трамвая. Воронежский трамвай был торжественно открыт 16 мая 1926 года — подробно об этом событии вы можете прочитать в разделе История, классический трамвай был закрыт 15 апреля 2009 года. Генеральный план города предполагает восстановление трамвайного движения во всех направлений, существовавших до недавнего времени.

Устройство трамвая
Современные трамваи сильно отличаются от своих предшественников по конструкции, но основные принципы работы трамвая, обуславливающие его преимущества перед другими видами транспорта, остались неизменными. Схема электропроводки вагона устроена примерно так: токоприемник (токоприемник, ярмо или стержень) — система управления тяговыми двигателями — тяговые двигатели (ТЭД) — рельсы.

Система управления тяговыми электродвигателями предназначена для изменения силы тока, проходящего через ТЭД, то есть для изменения скорости.На старых автомобилях применялась непосредственная система управления: водительский контроллер находился в кабине — круглая тумба с ручкой наверху. При повороте рукоятки (было несколько фиксированных положений) определенная доля тока из сети подавалась на тяговый двигатель. В то же время остальная часть преобразуется в тепло. Сейчас таких машин не осталось. С 60-х годов применяется так называемая реостатно-контакторная система управления (РКСУ). Контроллер разделился на два блока и усложнился.Появилась возможность подключения тяговых электродвигателей параллельно и последовательно (в результате вагон развивает разные скорости), а также промежуточных положений реостата — таким образом, процесс разгона стал намного плавнее. Стала возможной сцепка автомобилей по системе многих узлов — когда управление всеми двигателями и электрическими цепями автомобилей осуществляется с одного поста машиниста. С 1970-х годов по настоящее время во всем мире внедряются импульсные системы управления, выполненные на базе полупроводниковых элементов.Импульсы тока подаются на двигатель с частотой несколько десятков раз в секунду. Это позволяет добиться очень высокой плавности хода и значительной экономии энергии. Современные трамваи, оснащенные тиристорно-импульсной системой управления (такие как стоявшие в Воронеже до 2003 года Воронежские КТМ-5РМ или Татры-Т6В5) дополнительно экономят до 30% электроэнергии за счет ТИСУ.

Принципы торможения трамваев аналогичны принципам торможения на железнодорожном транспорте. На старых трамваях тормоза были пневматическими.Компрессор вырабатывал сжатый воздух, и с помощью специальной системы устройств его энергия прижимала тормозные колодки к колесам — так же, как на железной дороге. Сейчас пневматические тормоза используются только на вагонах Санкт-Петербургского трамвайно-механического завода (ПТМЗ). С 1960-х годов трамваи используют в основном электродинамическое торможение. При торможении тяговые двигатели вырабатывают ток, который преобразуется в тепловую энергию реостатами (множеством последовательно соединенных резисторов). Для торможения на малых скоростях, когда электрическое торможение неэффективно (при полной остановке автомобиля), применяют колодочные тормоза, воздействующие на колеса.

Низковольтные цепи (для освещения, сигнализации и всего такого) питаются от электромашинных преобразователей (или мотор-генераторов — того же, что постоянно гудит на автомобилях Татра-Т3 и КТМ-5) или от бесшумных полупроводниковых преобразователей (КТМ- 8, Татра-Т6В5, КТМ-19 и так далее).

Управление трамваем

Примерно процесс управления выглядит так: машинист поднимает пантограф (дугу) и включает вагон, постепенно поворачивая ручку контроллера (на вагонах КТМ), или нажимает на педаль (на Татрах) , схема автоматически собирается на ходу, на тяговые двигатели подается все больший и больший ток, и вагон разгоняется.При достижении необходимой скорости водитель устанавливает ручку регулятора в нулевое положение, ток отключается, и машина движется по инерции. К тому же, в отличие от безрельсового транспорта, он может двигаться довольно долго (это экономит огромное количество энергии). Для торможения регулятор устанавливается в положение торможения, собирается тормозная цепь, ТЭД подключаются к реостатам, и автомобиль начинает тормозить. При достижении скорости около 3-5 км/ч автоматически включаются механические тормоза.

В узловых точках трамвайной сети — обычно в районе поворотных колец или развилок — расположены диспетчерские пункты, контролирующие работу трамвайных вагонов и соблюдение ими заданного расписания. Водителей трамвая штрафуют за опоздание и превышение расписания — эта особенность организации движения значительно повышает предсказуемость для пассажиров. В городах с развитой трамвайной сетью, где трамвай сейчас является основным пассажирским перевозчиком (Самара, Саратов, Екатеринбург, Ижевск и др.), пассажиры, как правило, идут на остановку с работы и на работу, заранее зная время прибытия попутного автомобиля.Движение трамваев по всей системе контролируется центральным диспетчером. При авариях на линиях диспетчер указывает маршруты объезда с помощью централизованной системы связи, что отличает трамвай от его ближайшего родственника — метро.

Пути и электрооборудование

В разных городах трамваи используют разную колею, чаще всего такую ​​же, как и у обычных железных дорог, как, например, в Воронеже — 1524 мм. Для трамвая в разных условиях могут применяться как рельсы обыкновенного рельсового типа (только при отсутствии мощения), так и специальные трамвайные рельсы (рифленые), с канавкой и губкой, позволяющие утопить рельс в мостовой.В России трамвайные рельсы делают из более мягкой стали, чтобы из них можно было делать кривые с меньшим радиусом, чем на железной дороге.

Для замены традиционной — шпальной — укладки рельсов все чаще применяется новая, при которой рельс укладывается в специальную резиновую канавку, расположенную в монолитной бетонной плите (в России эта технология называется чешской). Несмотря на то, что такая прокладка пути обходится дороже, путь, уложенный таким образом, гораздо дольше служит без ремонта, полностью гасит вибрацию и шум от трамвайного пути, устраняет блуждающие токи; перемещение трассы, проложенной по современной технологии, не составляет труда для автомобилистов.Линии по чешской технологии уже существуют в Ростове-на-Дону, Москве, Самаре, Курске, Екатеринбурге, Уфе и других городах.

Но даже без применения специальных технологий шум и вибрацию от трамвайного пути можно минимизировать за счет правильной укладки пути и своевременного его обслуживания. Пути должны быть уложены на щебеночное основание, на бетонные шпалы, которые затем должны быть засыпаны щебнем, после чего линия асфальтирована или покрыта бетонной плиткой (для поглощения шума).Стыки рельсов свариваются, а сама линия при необходимости шлифуется на рельсошлифовальной машине. Такие вагоны выпускались на Воронежском трамвайно-троллейбусном ремонтном заводе (ВРТТЗ) и имеются не только в Воронеже, но и в других городах страны. Шум от проложенной таким образом линии не превышает шума от дизельных автобусов и грузовиков. Шум и вибрация от автомобиля, движущегося по линии, проложенной по чешской технологии, на 10-15% меньше, чем шум, производимый автобусами.

В ранний период развития трамваев электрические сети были еще недостаточно развиты, поэтому почти каждое новое трамвайное хозяйство имело свою центральную электростанцию. Теперь трамвайные хозяйства получают электроэнергию от электрических сетей общего пользования. Поскольку трамвай питается постоянным током относительно низкого напряжения, передавать его на большие расстояния слишком дорого. Поэтому вдоль линий располагаются тяговые понизительные подстанции, принимающие от сетей переменный ток высокого напряжения и преобразующие его в Д.C. подходит для подачи в контактную сеть. Номинальное напряжение на выходе тяговой подстанции 600 В, номинальное напряжение на токоприемнике подвижного состава 550 В.

Моторный высокопольный вагон Х с безмоторным прицепом М по пр. Революции. Такие трамваи были двухосными, в отличие от четырехосных, используемых в настоящее время в Воронеже.

Вагон трамвайный КТМ-5 — четырехосный высокопольный трамвайный вагон отечественного производства (УКВЗ). Трамваи этой модели были запущены в серийное производство в 1969 году.С 1992 года такие трамваи не выпускались.

Современный четырехосный высокопольный автомобиль КТМ-19 (УКВЗ). Такие трамваи сейчас составляют основу парка в Москве, их активно закупают другие города, в том числе такие вагоны в Ростове-на-Дону, Старом Осколе, Краснодаре…

Современный сочлененный низкопольный трамвай КТМ-30 производства УКВЗ. В ближайшие пять лет такие трамваи должны стать основой создаваемой в Москве сети скоростного трамвая.

Другие особенности организации трамвайного движения

Трамвайное движение отличается большой пропускной способностью линий.Трамвай является вторым по вместимости транспортным средством после метро. Так, традиционная трамвайная линия способна перевозить 15 000 пассажиров в час, линия легкорельсового транспорта — до 30 000 пассажиров в час, а линия метро — до 50 000 пассажиров в час. Автобус и троллейбус вдвое уступают трамваю по провозной способности — для них это всего 7000 пассажиров в час.

Трамвай, как и любой другой железнодорожный транспорт, имеет большую интенсивность оборота подвижного состава (ПС).То есть для обслуживания того же пассажиропотока требуется меньше трамвайных вагонов, чем автобусов или троллейбусов. Трамвай имеет самый высокий коэффициент эффективности использования городской площади (отношение количества перевезенных пассажиров к занимаемой площади проезжей части) среди средств наземного городского транспорта. Трамвай может использоваться в купе из нескольких вагонов или в многометровых сочлененных трамвайных поездах, что позволяет перевозить большое количество пассажиров одним машинистом. Это еще больше удешевляет такие перевозки.

Также следует отметить, что трамвайная подстанция имеет относительно большой срок службы. Гарантийный срок вагона до капитального ремонта составляет 20 лет (в отличие от троллейбуса или автобуса, где срок службы без КВР не превышает 8 лет), а после КВР срок службы продлевается на столько же. Так, например, в Самаре есть автомобили Татра-Т3 с 40-летней историей. Стоимость КВР трамвайного вагона значительно ниже стоимости покупки нового и осуществляется, как правило, ТТУ.Это также позволяет без проблем приобретать подержанные вагоны за рубежом (по ценам в 3-4 раза ниже стоимости нового вагона) и без проблем эксплуатировать их около 20 лет на линиях. Покупка подержанных автобусов связана с большими затратами на ремонт такой техники, и, как правило, после покупки такой автобус нельзя эксплуатировать более 6-7 лет. Фактор значительно большего срока службы и повышенной ремонтопригодности трамвая полностью компенсирует высокую стоимость приобретения новой подстанции.Текущая стоимость трамвайной подстанции оказывается почти на 40% ниже, чем у автобусной.

Преимущества трамвая

  • Первоначальные затраты (при создании трамвайной системы) хотя и высоки, но все же ниже затрат, необходимых для строительства метро, ​​так как нет необходимости в полной изоляции линии (хотя на некоторых участках и развязках линия может проходить в тоннелях и путепроводах, но нет необходимости устраивать их по всему маршруту).Однако строительство надземного трамвая обычно предполагает реконструкцию улиц и перекрестков, что удорожает и приводит к ухудшению условий движения при строительстве.
  • При пассажиропотоке более 5000 пассажиров в час эксплуатация трамвая дешевле, чем у автобуса и троллейбуса.
  • В отличие от автобусов, трамваи не загрязняют воздух продуктами горения и резиновой пылью от трения колес об асфальт.
  • В отличие от троллейбусов, трамваи более электробезопасны и экономичны.
  • Трамвайная линия изолируется естественным образом, лишая ее дорожного покрытия, что немаловажно в условиях низкой водительской культуры. Но даже в условиях высокой культуры вождения и при наличии дорожного покрытия трамвайная линия более заметна, что помогает водителям сохранять выделенную полосу для общественного транспорта свободной.
  • Трамваи хорошо вписываются в городскую среду разных городов, в том числе в среду городов со сложившимся историческим обликом.Различные путепроводные системы, такие как монорельс и некоторые виды легкорельсового транспорта, с архитектурно-градостроительной точки зрения хорошо подходят только для современных городов.
  • Низкая гибкость трамвайной сети (при условии ее исправности) психологически благотворно сказывается на стоимости недвижимости. Собственники недвижимости предполагают, что наличие рельсов гарантирует наличие трамвайного сообщения, в результате недвижимость будет обеспечена транспортом, что влечет за собой высокую цену на него.По данным бюро Hass-Klau & Crampton, стоимость недвижимости в районе трамвайных путей увеличивается на 5-15%.
  • Трамваи обладают большей грузоподъемностью, чем автобусы и троллейбусы.
  • Хотя трамвайный вагон стоит намного дороже автобуса и троллейбуса, но трамваи имеют гораздо больший срок службы. Если автобус редко служит более десяти лет, то трамвай можно эксплуатировать 30-40 лет, и при условии регулярной модернизации даже в этом возрасте трамвай будет соответствовать требованиям комфорта.Так, в Бельгии наряду с современными низкопольными трамваями успешно эксплуатируются РСС 1971-1974 годов выпуска. Многие из них недавно были модернизированы.
  • Трамвай может совмещать скоростные и нескоростные участки в рамках одной системы, а также иметь возможность обхода аварийных участков, в отличие от метро.
  • Трамвайные вагоны можно объединять в поезда в многовагонной системе, экономя на заработной плате.
  • Трамвай, оборудованный ТИСУ, экономит до 30% электроэнергии, а трамвайная система, позволяющая использовать рекуперацию энергии (возврат в сеть при торможении, когда электродвигатель работает как электрогенератор) электроэнергии, дополнительно экономит до 20% энергии.
  • По статистике, трамвай — самый безопасный вид транспорта в мире.
Недостатки трамвая
  • Трамвайная линия в здании хоть и дешевле метро, ​​но намного дороже троллейбусной, а тем более автобусной.
  • Пропускная способность трамваев ниже, чем у метро: 15 000 пассажиров в час для трамвая и до 30 000 пассажиров в час в каждом направлении для легкого метро.
  • Трамвайные рельсы представляют опасность для неосторожных велосипедистов и мотоциклистов.
  • Неправильно припаркованный автомобиль или дорожно-транспортное происшествие могут остановить движение на большом участке трамвайной линии. В случае поломки трамвая, как правило, его выталкивает в депо или на запасной путь следующий за ним поезд, что в конечном итоге приводит к сходу с линии сразу двух единиц подвижного состава. Трамвайная сеть характеризуется относительно низкой гибкостью (что, однако, может быть компенсировано разветвленностью сети, позволяющей обходить препятствия). Сеть автобусов очень легко изменить при необходимости (например, в случае ремонта улицы).При использовании дуобусов троллейбусная сеть также становится очень гибкой. Однако этот недостаток сводится к минимуму при использовании трамвая на отдельном пути.
  • Трамвайная промышленность требует хоть и недорогого, но постоянного обслуживания и очень чувствительно к его отсутствию. Восстанавливать запущенную экономику очень дорого.
  • Прокладка трамвайных путей на улицах и дорогах требует умелой прокладки пути и усложняет организацию движения.
  • Тормозной путь трамвая заметно больше, чем у автомобиля, что делает трамвай более опасным участником.трафика на комбинированном полотне. Однако по статистике трамвай — самый безопасный вид общественного транспорта в мире, а маршрутное такси — самый опасный.
  • Колебания грунта, вызываемые трамваями, могут создавать акустический дискомфорт для жителей близлежащих домов и приводить к повреждению их фундаментов. При регулярном техническом обслуживании пути (шлифование для устранения волнообразного износа) и подвижного состава (обтачивание колесных пар) вибрации можно значительно снизить, а при использовании передовых технологий укладки пути — свести к минимуму.
  • При плохом обслуживании пути обратный тяговый ток может уйти в землю. «Блуждающие токи» усиливают коррозию близлежащих подземных металлических конструкций (оболочек кабелей, канализационных и водопроводных труб, арматуры фундаментов зданий). Однако при современной технологии укладки рельсов они сведены к минимуму.

Практически каждый житель города хотя бы раз видел на его улицах проезжающий трамвай или другой подобный электротранспорт. Эти типы транспортных средств были специально разработаны для передвижения в таких условиях.На самом деле устройство трамвая сильно напоминает обычный железнодорожный транспорт. Однако их отличия заключаются именно в приспособленности к разным типам местности.

История появления

Само название переводится с английского как сочетание вагона (троллейбуса) и пути. Принято считать, что трамвай — один из старейших видов пассажирского общественного транспорта, который до сих пор используется во многих странах мира. История появления восходит к 19 веку.Стоит отметить, что самый старый трамвай был конным, а не электрическим. Более технологичный прародитель был изобретен и испытан Федором Пироцким в Петербурге в 1880 году. Год спустя немецкая компания Siemens & Halske запустила первый действующий трамвай в пригороде Берлина.

Во время двух мировых войн этот транспорт пришел в упадок, однако с 1970-х годов его популярность снова значительно возросла. Причинами этого стали экологические соображения и новые технологии.Трамвай был основан на электрической тяге по воздуху. Впоследствии были созданы новые способы приведения автомобиля в движение.

Эволюция трамваев

Все виды объединяет то, что они работают на электричестве. Исключение составляют лишь менее популярные канатные (канатные) и дизельные трамваи. Ранее также были созданы и испытаны конные, пневматические, газовые и паровые разновидности. Традиционные электрические трамваи работают либо от воздушной контактной сети, либо от аккумуляторов, либо от контактного рельса.

Эволюция этого вида транспорта привела к его разделению на виды по назначению, в том числе пассажирские, грузовые, служебные и специальные. Последний тип включает в себя множество подтипов, таких как мобильная электростанция, технический летчик, вагон-кран, вагон-компрессор. Для пассажиров устройство трамвая также зависит от системы, по которой он движется. Он, в свою очередь, может быть городским, пригородным или междугородним. Кроме того, системы делятся на обычные и высокоскоростные, которые могут включать в себя варианты подземной проходки.

Электроснабжение трамвая

На заре развития каждое предприятие по обслуживанию инфраструктуры подключало собственную электростанцию. Дело в том, что сети тех времен еще не имели достаточной мощности, а потому приходилось обходиться своими силами. Все трамваи питаются от постоянного тока с относительно низким напряжением. По этой причине передача заряда на большие расстояния крайне неэффективна с финансовой точки зрения. Для улучшения сетевой инфраструктуры вблизи линий стали располагать тяговые подстанции, преобразующие переменный ток в постоянный.

На сегодняшний день номинальное напряжение на выходе установлено 600 В. Подвижной состав трамвая получает на пантографе 550 В. В других странах иногда используются более высокие значения напряжения — 825 или 750 В. Последнее из значений является наиболее актуальным в странах Европы на данный момент. Как правило, трамвайные сети имеют общее энергетическое хозяйство с троллейбусами, если таковые имеются в городе.

Тяговый двигатель Описание

Это наиболее часто используемый тип.Ранее для электроснабжения использовался только постоянный ток, получаемый от подстанций. Однако современная электроника позволила создать внутри конструкции специальные преобразователи. Таким образом, отвечая на вопрос о том, какой двигатель у трамвая в его современном варианте, следует упомянуть о возможности использования двигателя на переменном токе. Последние лучше по той причине, что практически не требуют ни ремонта, ни регулярного обслуживания. Это относится, конечно, только к асинхронным двигателям переменного тока.

Также в конструкцию непременно входит еще один важный узел – система управления. Другое распространенное название звучит как устройство для регулирования тока через ТЭД. Наиболее популярным и простым вариантом считается управление с помощью мощных сопротивлений, включенных последовательно с двигателем. Из разновидностей применяют НСУ, косвенные неавтоматические РКСУ или косвенные автоматические системы РКСУ. Также есть отдельные виды типа ТИСУ или транзисторные СУ.

Количество колес на трамвае

Низкопольные варианты этого вагона сегодня чрезвычайно распространены.Особенности конструкции делают невозможной независимую подвеску каждого колеса, что требует установки специальных колесных пар. Существуют и альтернативные решения этой проблемы. Количество колес зависит от конкретного варианта конструкции трамвая и в большей степени от количества секций.

Кроме того, расположение отличается. Большинство многосекционных трамваев оснащены ведущими колесными парами (у которых есть двигатель) и неприводными. Для повышения маневренности также обычно увеличивают количество отсеков.Если вас интересует, сколько колес у трамвая, вы можете найти следующую информацию:

  1. Одна секция. Две или четыре ведомые или две ведомые и одна неведущая колесная пара.
  2. Две секции. Четыре ведомые и две неведущие или восемь ведомых колесных пар.
  3. Три секции. Четыре ведомых и неведомых колесных пары в разных сочетаниях.
  4. Пять секций. Шесть ведущих пар колес. Две части проходят через одну секцию, начиная с первой.

Особенности вождения трамвая

Считается относительно простым, т.к. транспорт движется строго по рельсам. Это означает, что как таковое ручное управление от машиниста трамвая не требуется. При этом водитель должен уметь правильно использовать тягу и торможение, что достигается своевременным переключением между задним и передним ходом.

В противном случае на трамвай распространяются единые правила дорожного движения в то время, когда он следует по улицам города.В большинстве случаев этот транспорт имеет приоритет перед автомобилями и другими видами транспорта, не зависящими от железной дороги. Водитель трамвая должен получить водительское удостоверение соответствующей категории и сдать теоретический экзамен на знание правил дорожного движения.

Общее устройство и конструкция

Кузов современных представителей, как правило, выполнен из цельного металла, и в качестве отдельных элементов имеет каркас, раму, двери, пол, крышу, а также внутреннюю и внешнюю обшивки.Как правило, к концам форма сужается, благодаря чему трамвай с легкостью преодолевает повороты. Элементы соединяются сваркой, клепкой, шурупами и клеем.

В старину также широко использовалось дерево, которое служило и элементом каркаса, и отделочным материалом. В конструкции трамвая на данный момент предпочтение отдается пластиковым элементам. В конструкцию также включены поворотники, стоп-сигналы и другие средства индикации другим участникам дорожного движения.

Координация и указатели скорости

Так же, как и в случае с поездами, данный транспорт имеет свой сервис по отслеживанию выполнения движения и правильности маршрутов.Диспетчеры занимаются оперативной корректировкой графика, если возникают непредвиденные ситуации на линии. Эта служба также отвечает за выпуск резервных трамваев или автобусов на замену.

Правила дорожного движения в городских районах могут различаться в зависимости от страны. Например, в России расчетная скорость трамвая находится в пределах от 45 до 70 км/ч, а для систем с рабочей скоростью от 75 до 120 км/ч строительные нормы предписывают приставку «скоростной».

Пневматическое оборудование

Автомобили в их современном исполнении часто оснащаются специальными компрессорами, основу которых составляют поршни.Сжатый воздух очень полезен сразу для нескольких регулярно выполняемых операций, включая приведение в действие дверных приводов, тормозных систем и других вспомогательных механизмов.

При этом наличие пневматического оборудования не обязательно. В связи с тем, что устройство трамвая предполагает постоянную подачу тока, эти конструктивные элементы можно заменить электрическими. Это значительно упрощает обслуживание систем, но в некоторой степени увеличивает общую стоимость производства в расчете на один автомобиль.

Трамваи!

Трамвай — средство городского (реже пригородного, еще реже междугородного) наземного транспорта, представляющее собой автомобиль (или автомобиль с прицепными вагонами), получающий электроэнергию от контактного провода и передвигающийся по рельсовому пути .

Слово «трамвай» имеет английское происхождение и образовано от двух слов: «трамвай» — повозка, телега; и «путь» — путь.

В большинстве современных трамваев используется электрическая тяга с подачей электроэнергии по контактной сети с помощью токосъемников (токоприемников, или штанг, реже коромысл), но есть и трамваи с питанием от контактного третьего рельса или аккумуляторов.

Кроме электрических трамваев существуют конки (конки), канатные (канатные) и дизельные трамваи. В прошлом были пневматические, паровые и газовые трамваи.

Трамваи! Трамвайная история!

В начале XIX века в результате роста городов и промышленных предприятий, удаления мест жительства от мест работы, роста подвижности городских жителей возникла проблема городского транспортного сообщения.

Первые городские трамваи были конными.

В 1828 году в городе Балтиморе штата Мэриленд в США начал действовать первый трамвайный маршрут (первая конка) на конно-железной дороге.

Балтимор — первая лошадь. 1828.

Были также попытки вывести на городские улицы паровые железные дороги, но опыт в целом оказался неудачным и не снискал популярности.

Использование лошадей в качестве трамвайной тяги было связано со многими неудобствами, поэтому попытки ввести на трамвае какую-то механическую тягу не прекращались.В США была очень популярна канатная тяга, сохранившаяся до наших дней в Сан-Франциско как достопримечательность.

В 1881 году была запущена первая линия пассажирского электрического трамвая между Берлином и Лихтерфельдом, которую построила электрическая компания «Сименс».

В 1885 году в США появился электрический трамвай.

Электрический трамвай оказался прибыльным делом, началось его стремительное распространение по миру. Этому также способствовало создание практичных систем токосъема (токосъемник со стержнем Spraig и токосъемник с ярмом Сименса).

Трамваи в Российской Империи!

Московская лошадь. Конец 19 начало 20 века.

Самарская лошадь. Соборная улица. Конец 19 начало 20 века.

Электрический трамвай Российская Империя!

2 мая 1892 года в Киеве начал действовать первый маршрут с электрическим трамваем, он был первым в Российской империи.

Первый электрический трамвай в Киеве и в Российской империи.

В 1896 г. пущен электрический трамвай в Нижнем Новгороде, в Екатеринославе в 1897 г., в Витебске, Курске, Севастополе и Орле в 1898 г., в Кременчуге, Москве, Казани, Житомире, Лиепае в 1899 г., Ярославле в 1900 г., в Одессе и Санкт-Петербурге. в Петербурге — в 1907 г. (кроме трамвая, работавшего зимой по льду Невы с 1894 г.).

Развитие трамвайного транспорта!

В 20 веке электрический трамвай стремительно развивался, вытеснив из городов конку и немногие оставшиеся омнибусы.

Наряду с электрическим трамваем в ряде случаев применялись пневматические, бензиновые и дизельные. Трамваи также использовались на местных пригородных или междугородних линиях. Нередко для перевозки грузов использовались и городские железные дороги (в том числе в вагонах, подаваемых непосредственно с железной дороги).

После паузы, вызванной войной и политическими изменениями в Европе, трамвай продолжил свое развитие, но более медленными темпами. Теперь у него есть сильные конкуренты — автомобиль и, в частности, автобус. Автомобили становились все более популярными и доступными, а автобусы становились все более быстрыми и комфортными, а также экономичными за счет использования дизельного двигателя.В этот же период времени появился троллейбус.

В условиях повышенного трафика классический трамвай, с одной стороны, стал испытывать помехи от транспортных средств, а с другой стороны, сам создавал значительные неудобства. Доходы трамвайных компаний начали падать. В ответ в 1929 году в США президенты трамвайных компаний провели конференцию, на которой решили выпустить серию унифицированных, значительно улучшенных вагонов, получивших название PCC.Эти вагоны, впервые увиденные в 1934 году, задали новую планку в техническом оснащении, удобстве и внешнем виде трамвая, повлияв на всю историю развития трамвая на долгие годы вперед.

На фото трамвайный вагон типа РСС. США. 1934.

На фото пассажиры в вагоне РСС. США. 1934.

Несмотря на такой прогресс в американском трамвае, во многих развитых странах утвердился взгляд на трамвай как на отсталый, неудобный вид транспорта, не подходящий современному городу.Трамвайные системы начали сворачиваться. В Париже последняя линия городского трамвая была закрыта в 1937 году. В Лондоне трамвай просуществовал до 1952 года, причиной задержки с его ликвидацией стала война. Трамвайные сети также были ликвидированы и сокращены во многих других крупных городах мира. Трамвай часто заменяли троллейбусом, но и троллейбусные линии вскоре во многих местах закрылись, не выдержав конкуренции с другим автомобильным транспортом.

Трамваи в СССР!

В довоенном СССР трамвай также рассматривался как отсталый транспорт, но труднодоступность автомобилей для простых граждан делала трамвай более конкурентоспособным при относительно слабом уличном потоке.Кроме того, даже в Москве первые линии метрополитена открылись лишь в 1935 г., а сеть его была еще небольшой и неравномерной по городу, производство автобусов и троллейбусов также оставалось относительно небольшим, так что до 1950-х годов альтернативы метрополитену практически не было. трамвай для пассажирских перевозок.

В 1935-1936 годах Сокольнический вагоноремонтный завод СВАРЗ в Москве начал выпуск новых отечественных опытных автомобилей, ничем не отличавшихся от американских автомобилей РСС. По результатам опытной эксплуатации было принято решение о серийном производстве новых вагонов.

Начато серийное производство на Мытищинском вагоностроительном заводе. Название М-38 для серийных машин означало «Мотор 38 года».

На фото трамвайный вагон М-38. Москва. 1938.

Серьезным фактором сохранения ключевой роли трамвая в городских пассажирских перевозках в СССР была высокая доступность путевого материала (благодаря развитой металлургической промышленности) в сочетании с низкими темпами дорожного строительства. Там, где трамвай удалялся с центральных улиц и проспектов, его линии обязательно переносились на соседние параллельные менее оживленные улицы и переулки.До 1960-х годов перевозки грузов по трамвайным линиям также оставались значительными, но особенно большую роль трамваи сыграли в годы Великой Отечественной войны в блокадной Москве и блокадном Ленинграде.

Трамвай после Второй мировой войны!

После Второй мировой войны процесс ликвидации трамвая во многих странах продолжился. Многие линии, поврежденные войной, даже не были восстановлены.

Однако трамвай продолжал относительно хорошо себя чувствовать в Германии, Бельгии, Нидерландах, Швейцарии и странах соцлагеря.

В Германии, Бельгии, Нидерландах системы смешанного типа, сочетающие черты трамвая и метро (метротрамваи, преметро и др.). Однако в этих странах не обошлось без закрытия трамвайных линий и даже целых сетей.

Уже в 1970-е мир понял, что массовая автомобилизация приносит свои проблемы – смог, заторы, шум, нехватка места. Экстенсивный путь решения этих проблем требовал больших капиталовложений и мало окупался. Постепенно транспортная политика стала пересматриваться в пользу общественного транспорта.

К тому времени уже появились новые решения в области организации трамвайного движения и технические решения, сделавшие трамвай вполне конкурентоспособным видом общественного пассажирского транспорта. Началось возрождение трамвая.

Первые новые трамвайные пути были открыты в Канаде: в 1978 году в Эдмонтоне и в 1981 году в Калгари.

В 1990-е годы процесс возрождения трамвая в мире набрал полную силу. Вновь открылись трамвайные пути Парижа и Лондона, а также других наиболее развитых городов мира.

На фото трамвайный вагон типа РСС. Гент (Бельгия), 2004.

Современные трамваи России!

В России к трамвайному транспорту относятся достаточно бережно, стараясь максимально использовать преимущества трамвайного транспорта.

Почти во всех городах, где были устроены трамвайные маршруты, трамваи продолжают курсировать и осуществлять пассажирские перевозки.

На фото московский трамвай!

Достоинства и недостатки трамвая!

Трамвайные льготы.

Важным преимуществом трамвая является его высокая грузоподъемность. Трамвай обеспечивает большую пропускную способность, чем автобус или троллейбус.

Это реализуется за счет вместимости трамвайных вагонов и возможности их сцепки в поезда.

Вместимость трамвайных вагонов, как правило, выше, чем у автобусов и троллейбусов.

Возможность сцепки вагонов в поезда способствует повышению эффективности использования городских территорий. Количество вагонов в поезде ограничено только конструктивными параметрами линии, что позволяет трамвайным составам достигать длины, сравнимой с длиной поездов метро (например, в Ганновере — 90 м).Однако чаще всего ходят трамвайные поезда из двух или трех вагонов.

Себестоимость трамвайных перевозок невысока, что обеспечивается использованием дешевой электрической тяги для трамвайного движения, и большим сроком службы (по сравнению с автобусами и троллейбусами) трамвайных вагонов.

Первоначальные затраты на создание трамвайной системы ниже, чем затраты на строительство метро или монорельсовой системы, поскольку нет необходимости полностью отделять линии от дорожных систем.

Возможность реализации скорости сообщения, сравнимой с реализуемой на железных дорогах и в метро.Условием является, как правило, отделение трамвая от безрельсового транспортного средства. В результате изоляции повышается и достоверность сообщения.

Трамваи, как и другие электромобили, не загрязняют воздух продуктами сгорания.

Высокая безопасность перевозок, которая обеспечивается большой массой трамвайных вагонов (по сравнению с автобусами и троллейбусами) и изолированностью трамвайного движения от уличного движения (при использовании самостоятельного или обособленного пути). Когда трамваи попадают в дорожно-транспортные происшествия, трамвайные вагоны могут поглощать большую ударную нагрузку по сравнению с безрельсовыми транспортными средствами, поэтому пассажиры трамвая находятся в большей безопасности.

Потенциально малый минимальный интервал (в изолированной системе) движения. В трамвае можно использовать интервальные системы, применяемые на железной дороге и в метро. Это обстоятельство также позволяет увеличить пропускную и провозную способность трамвайных путей.

Трамвай — единственный вид наземного городского транспорта, который может иметь переменную длину за счет сцепки вагонов (секций) в поезда в час пик и расцепки в другое время (в метро основным фактором является длина платформы ).

Трамвай может использовать железнодорожную инфраструктуру на своих маршрутах.

Благодаря электроприводу и относительно небольшим колесам в малогабаритных трамваях, не использующих массивные сдвоенные тележки, проще, чем в автобусах и троллейбусах, оборудовать низкопольную конструкцию, удобную для посадки инвалидов, пожилых людей и пассажиров с детьми.

Недостатки трамвая

Строительство трамвайной линии в условиях уже существующей дорожной сети намного дороже строительства троллейбусной, а тем более автобусной.

Трамвайные рельсы опасны для велосипедистов и мотоциклистов, пытающихся пересечь их под острым углом.

Неправильно припаркованный автомобиль или дорожно-транспортное происшествие на пути могут остановить движение на большом участке трамвайной линии.

Трамвайная сеть характеризуется относительно низкой гибкостью (что может быть компенсировано разветвленностью сети). Напротив, сеть автобусов очень легко изменить при необходимости (например, в случае ремонта улицы), а при использовании дуобусов или троллейбусов с системами автономного хода. Троллейбусная сеть также становится очень гибкой.

Прокладка трамвайных линий в черте города требует умелого размещения путей и усложняет организацию движения. При некачественном проектировании выделение ценных городских земель для трамвайного движения может быть неоправданным.

Подземные толчки, вызванные трамваями, могут вызвать звуковые помехи для жителей близлежащих зданий и даже повредить их фундамент. Усовершенствованная технология укладки гусениц позволяет свести к минимуму (часто полностью устранить) вибрации.

Трамваи и пассажиры!

Трамвай для многих является любимым видом транспорта, а современный трамвай еще и комфортным видом пассажирского транспорта!

Трамваи! Трамвай — это вид железнодорожного транспорта!

Трамвай — это вагон, приводимый в движение электродвигателями, получающими энергию от контактной сети и предназначенный для пассажирских и грузовых перевозок по железнодорожному полотну.

Это называется трамвайный поезд. , сформированный из трех, двух или одного трамвайного вагона, имеющий необходимые сигналы и указатели и обслуживаемый поездной бригадой.

По назначению трамваи делятся на пассажирские, грузовые, специальные. В легковых автомобилях есть салон для размещения пассажиров.

По конструкции вагоны делятся на моторные, прицепные и сочлененные.

Легковые автомобили оборудованы тяговыми двигателями, преобразующими электрическую энергию в механическую энергию движения вагона (поезда).Трамвайный поезд может быть сформирован из двух-трех моторных вагонов, работающих по системе многих единиц, при этом управление осуществляется из кабины головного вагона. Использование таких поездов позволяет значительно увеличить объем пассажиропотока при том же количестве поездов и машинистов при сохранении тех же скоростей движения, что и при использовании одиночных вагонов. В ряде случаев выгодно выпускать вагоны на линию по многоединичной системе только в часы пик.

прицепы-фургоны не имеют тяговых двигателей и не могут двигаться самостоятельно. Они работают в паре с мотором.

Сочлененные трамвайные вагоны имеют сочлененные головную и концевую части с общей кабиной и мостом. Эти вагоны имеют большую грузоподъемность.

Для городских пассажирских перевозок используются двухосные легковые автомобили чехословацкого производства — вагон Т-3.

Основные технические данные автомобиля Т-3.

Длина автомобиля на сцепках — 15 104 мм

Высота тележки 3060 мм

Ширина вагона — 2500 мм

Вес вагона — 17 тонн

Скорость вагона — 65 км/ч

Вместимость — 115 человек

Электрооборудование трамвайного вагона делится на высоковольтное и низковольтное.

Используется в трамвайных вагонах Системы прямого и косвенного управления.

С системой прямого управления машинист с помощью высоковольтного устройства (контроллера) вручную включает ток, подаваемый на тяговые электродвигатели.Такая система проста, но регуляторы токов тяговых двигателей громоздки, неудобны в эксплуатации и небезопасны для водителя, так как работают под высоким напряжением и не обеспечивают плавного пуска и торможения вагона.

При системе прямого управления в силовую цепь входят токосъемник, грозовой разрядник, автоматический выключатель, регулятор, пусковые реостаты, тяговые двигатели.

С непрямой системой управления машинист с помощью контроллера управляет устройствами, в состав которых входят тяговые двигатели.Это позволяет автоматизировать процесс запуска или торможения автомобиля, сделать его плавным, исключить толчки, связанные с ошибками водителя в способах управления. Однако эта система является более сложной и требует более квалифицированной эксплуатации.

При косвенной системе управления силовая цепь включает в себя токосъемник, грозовой разрядник, автоматический выключатель или реле максимального тока, контакторы и реле, групповой реостатный регулятор или ускоритель, реостаты, индуктивные шунты, тяговые двигатели.Автомобиль имеет автоматическую систему непрямого управления.

Автомобиль имеет силовые цепи, цепи управления и вспомогательные цепи (высоковольтные и низковольтные). Силовые цепи представляют собой цепи тяговых двигателей. Цепи управления используются для управления силовыми цепями, тормозной аппаратурой и рядом вспомогательных цепей.

Схема цепи управления содержит: контроллер драйвера, низковольтные обмотки устройств силовой цепи, различные реле, электродвигатель ускорителя, электромагниты приводов барабанных тормозов, электромагниты рельсовых тормозов.Источниками тока для всех низковольтных цепей являются аккумуляторная батарея и низковольтный генератор двигателя-генератора.

Кабина водителя. Все приборы управления автомобилем сосредоточены в кабине. На рис. 1 показано расположение оборудования в кабинах автомобилей Т-3.

Рис. 1. Кабина водителя автомобиля Т-3:

1 — рубильник аккумуляторной батареи на задней стенке кабины, 2 — усилитель звука.1б. микрофон. 4 — переключатели и кнопки, 5 — сигнальные лампы.6 – кнопка «Привод стиральной машины», 7 – воздуховод передних стекол, 8 – амперметр, 9 – спидометр, 10 – вольтметр, 11 – лампа «Сетевое напряжение», 12 – лампа «Максимальное реле». 13 — «Перерыв поезда», 14 — выключатель цепи управления, 15 — выключатель внутреннего освещения, 16 — шток заслонки вентилятора отопителя, 17 — кнопка отключения цепи отопления, 18 — ручка песочницы. 19 — выключатель отопителя, 20 — ручка включения реверса, 21 — выключатель обогрева салона, 22 — рычаг заслонки отопителя, 23 педаль безопасности, 24 — педаль тормоза, 25 — педаль пуска, 26 — блок предохранителей, термореле, реле поворота, зуммер , выключатель автоматического отопителя, 27 — сиденье водителя

Расположение электрооборудования на вагоне Т-3

На рис.2 показано расположение электрооборудования на вагоне Т-3

На крыше вагона имеется токоприемник (рис. 18) и грозовой разрядник. В салоне автомобиля находятся: пульт водителя, блоки предохранителей высокого и низкого напряжения, реле и моторы дверных механизмов, контроллер с педалями — пусковой, тормозной, а также педаль безопасности отдельно от контроллера, нагревательные элементы (под сиденьями в салоне). салон), термовыключатели и указатели поворотов, переключатель заднего хода, приборы — амперметр, вольтметр и спидометр, переключатели, переключатели и сигнальные лампы на пульте водителя.

1 — фары; 2 — реле цепи стрелки; 3 — реле поворотников; 4 — коробка с предохранителями; 5 — дополнительный щиток с предохранителями; 6, 12 — привод механизма двери; 7, 13 — реле механизма двери; 8 — токосъемник; 9 — молниеотвод; 10 – шунт амперметра; 11 — печки под сиденьями; 14 — задние сигнальные фонари; 15 — коробка выключателя аккумуляторной батареи; 16 — батарея; 17 — стрелочные резисторы и демпферные реостаты; 18 – электромагнитный привод барабанного тормоза; 19 — рельсовые тормоза; 20, 21 — прижимные коробки; 22 — тяговые двигатели; 23 — ускоритель; 24 — двигатель-генератор; 25 — предохранители стрелки и высоковольтных вспомогательных цепей; 26 — коробка контакторной панели №1; 27 — коробка контакторного щита №2; 28 — коробка контакторного щитка №3; 29 – коробка линейного контактора; 30 — габаритные огни; 31 — индуктивные шунты; 32 — переключатель реверса; 33 — подогреватель; 34 — предохранительная педаль; 35 — контроллер; 36 — межвагонное штекерное соединение; 37 — пульт водителя

На внешней стороне кузова расположены: указатели поворотов, габаритные огни, стоп-сигналы, фары, штекерные контакты межвагонных соединений.

Под кузовом автомобиля расположены: ускоритель, двигатель-генератор, реостаты пусковой заслонки и резисторы схемы включения, индуктивные шунты, контакторные панели: 1-я, 2-я и 3-я, линейный контактор с реле максимального тока, аккумуляторный ящик, аккумуляторная батарея батареи-разъединители и предохранители низковольтной цепи (общая и ускорительного двигателя), общей и стрелочной цепей (высоковольтные вспомогательные цепи).

Тяговые двигатели, клеммные коробки для подключения проводов тяговых двигателей и для подключения проводов приводов колодочных тормозов и электромагнитов рельсовых тормозов, а также провода сигнализации работы тормозов располагают на тележках. Кроме того, в кабине водителя имеется разъединитель аккумуляторной батареи и предохранители, включенные последовательно с предохранителями, расположенными на разъединителе аккумуляторной батареи под кузовом автомобиля.

На потолке кабины размещена аппаратура люминесцентного освещения салона, работающая от напряжения контактной сети, а на дверях кабины кнопка экстренного торможения, прикрытая стеклом от случайного нажатия.

Производственный отчет одного из старейших трамвайных депо Москвы, в 2012 году ему исполнится 100 лет! За это время через ворота депо прошли все виды трамваев, которые когда-либо эксплуатировались в Москве.

Трамвай — исторически второй вид городского пассажирского транспорта в Москве, преемник конки. В 1940 г. доля трамвая в перевозке пассажиров в городе достигла 70%, а по данным на 2007 г. всего около 5%, хотя в некоторых окраинах (например, в Метрогородке) он является основным пассажирским транспортом. , что позволяет быстро добраться до метро.Наибольшая плотность трамвайных линий в городе находится восточнее центра, в районе реки Яузы.

1.
Сейчас в депо имени Русакова 178 трамваев, в состав которых входит линейный подвижной состав (пассажирские трамваи), а также снегоочистители, желоба, рельсошлифовальные машины, путемерные и поливочные машины. Депо обслуживает девять маршрутов: 2, 13, 29, 32, 34, 36, 37, 46 и 4-е правое кольцо.

2.
Левый маршрут из четверки обслуживает депо имени Баумана.

3.
Есть такое понятие как «открытие маршрута». Рано утром первый трамвай выходит из депо и едет без остановок (с нулевым рейсом) до конечного пункта, откуда открывает маршрут примерно в 4:30. На случай поломки первого трамвая всегда наготове запасной, чтобы обязательно открыть маршрут в установленное время. Трамваи перестают ходить примерно в час ночи. В будни из депо им. Русакова в город отправляется до 120 трамваев, в выходные — около 100.

4.
За полный день в трамвае смену отрабатывают два водителя, а сам вагон проходит в среднем 250 километров. Максимальная может достигать 400 километров.

Каждый машинист имеет комплект документов:
— бортовой журнал технического обслуживания, в который вносятся заявки машиниста на ремонт и отметки специалистов о выполненных работах
— путевой лист, в котором отмечается приход трамвая на конечные пункты и время отправления и прибытия в депо
— водительское удостоверение (удостоверение)
— страховой полис
— график прибытия на каждую остановку.Тот, кто часто ездит на трамвае от конечных остановок, должен был заметить, что у трамваев есть определенное расписание. Конечно, московский трафик, пробки, а также увеличенное время загрузки пассажиров из-за валидаторов не всегда позволяют четко следовать установленному графику.

5.
Суммарный пробег трамвая за весь период эксплуатации может достигать 750 000 километров. Некоторые трамваи служат по 15 и более лет (особенно в регионах).

6.
Для многолетней службы трамвая проводится его планово-предупредительный ремонт. Цех ремонта и технического обслуживания подвижного состава включает 32 смотровых «канавы». На них
ежедневно загоняют 20 вагонов на ТО-1 и выполняют все необходимые работы за ночь. Ежедневно на ТО-2 ходит до 10 трамваев, где проводятся более сложные работы с демонтажем всего оборудования, такой ремонт уже занял несколько дней.

7.
ТО-1 каждый автомобиль проходит раз в неделю, ТО-2 — раз в месяц.

8.
Типичный трамвай весит около 20 тонн.

9.
Каждые 60 тысяч километров проводится плановый «средний» ремонт, где трамвай практически полностью разбирается, проверяются все узлы и агрегаты. После четырех таких капитальных ремонтов (примерно 240 тысяч километров) вагон отправляется на капитальный ремонт на трамвайный завод.

10.
Важным элементом трамвая является колесная тележка. Он содержит двигатели, редукторы и тормозные устройства.Все автомобили оснащены четырьмя 50-киловаттными двигателями, по одному на каждую ось.

11.
Моторный цех, где осуществляется диагностика и ремонт электродвигателей. Экологический транспорт обходится городу в среднем в 1,7 МВтч в месяц летом и до 2,4 МВтч в месяц зимой (данные за 2008 г. по депо Русакова).

12.
Для перемещения тяжелых узлов и деталей применяют кран-балки.

13.
Несколько коробок передач.

14.
Тележка оборудована тремя типами тормозов:
. электродинамические (тяговые двигатели в генераторном режиме, возвращающие часть энергии обратно в сеть)
. Барабанный-колодочный с пружинно-электромагнитным приводом (аналог автомобильного тормоза)
. рельсовый электромагнитный (аварийное торможение)

Для служебного торможения используется электродинамический тормоз, снижающий скорость вагона практически до нуля. Торможение до полной остановки осуществляется барабанным тормозом. Для экстренного торможения используется магниторельсовый тормоз, где колодка намагничена к рельсу, а усилие прижатия может в несколько раз превышать вес трамвая.

15.
Кабина машиниста трамвая 71-608. Таких трамваев сейчас большинство на московских улицах.

16.
Постепенно на смену старым трамваям приходят новые модели — 71-619 с усовершенствованным пультом управления, системой устранения неполадок и раздвижными дверями.

17.
В 2009 году в депо поступило 29 новых вагонов. Каждый такой трамвай стоит около 10 миллионов рублей, а капитальный ремонт на заводе стоит 300 тысяч рублей.

18.
Немалые деньги тратятся и на ремонт трамваев после случаев вандализма.Например, заднее стекло такого трамвая обойдется депо в 60 тысяч рублей.

19.
Чаще всего трамваи используются в одиночном режиме, реже — в составе поезда из двух вагонов. А в старину на улице можно было увидеть три трамвая в сцепке.

20.
Если произойдет авария, комиссия будет решать, что делать с трамваем — отремонтировать его самостоятельно в депо (если рама не повреждена), отправить на завод или списать.

21.
Старый трамвай, ремонт которого уже слишком дорог, тоже можно списать.

22.
Автомобиль разбирается на запчасти, а оставшийся кузов распиливается и отправляется в металлолом.

23.
Снегоочиститель.

24.

25.
Очиститель траншей на базе чешского трамвая Tatra T3.

26.
К нему прикреплена тележка для очистки желоба.

27.
Рельсошлифовальный станок на базе трамвая КТМ-5.

28.

29. Депо
Русаков одним из первых ввело в эксплуатацию механизированную мойку подвижного состава. Специально для нас в гости моют раритетный трамвай РВЗ-6 Рижского вагоностроительного завода.

30.
Для огромного количества городов этот вагон стал основной моделью трамвая.

31.
Этот экземпляр поступил на склад в ужасном состоянии, ржавый и покрытый мхом. Его отреставрировали, и теперь он занимает достойное место в столичной коллекции трамваев.

32.
В Москве такие трамваи эксплуатировались с 1960 по 1966 год.

33.
В Коломне ежедневно до 2002 года на улицы выходили десятки РВЗ!

34.

35.

36.
Вид на депо и веер.

Большое спасибо всем сотрудникам депо имени Русакова, принимавшим участие в организации съемки и помогавшим в написании текстов! Материалы с сайтов википедии.org и трамвай.ruz.net также использовались в описании

Взято с чистопрудов в Русаковском трамвайном депо.

Если у вас есть продукция или услуга, о которых вы хотите рассказать нашим читателям, напишите мне — Аслан ( [email protected] ) Лера Волкова ( [email protected] ) и Саша Кукса ( [email protected] ) и сделаем лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайт http://bigpicture.ru/ и http://ikaketosdelano.ru

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбук, вконтакте, одноклассники и в google+plus , где будет выкладываться самое интересное от сообщества, плюс материалы, которые Нет здесь и видео о том, как все устроено в нашем мире.

Нажмите на иконку и подпишитесь!

Что такое тяговая электростанция? – idswater.com

Что такое тяговая электростанция?

Тяговые электрические подстанции (TPS) расположены вдоль сети легкорельсового транспорта с основной функцией предоставления средств и оборудования для преобразования источника переменного тока высокого напряжения (HV) в тяговое питание 750 В постоянного тока для легкорельсового транспорта.

Что вы понимаете под тяговой подстанцией?

Тяговая подстанция, установка для преобразования тягового тока или тяговая электрическая подстанция (ТПС) — электрическая подстанция, которая преобразует электроэнергию из формы, предоставляемой электроэнергетикой для коммунальных услуг, в соответствующее напряжение, тип тока и частоту для питания железных дорог, трамваи ( …

Какое основное оборудование на тяговой подстанции?

Трансформатор, автоматический выключатель и прерыватель являются основным оборудованием тяговой подстанции.

Что такое функция тяговой подстанции постоянного тока?

Тяговые подстанции используются для преобразования электроэнергии, поставляемой энергопредприятием (или собственной сетью операторов железных дорог), в форму, пригодную для обеспечения электроэнергией железнодорожной системы (через третий рельс или воздушную линию).

Что такое тяговая нагрузка?

Нагрузка на конструкцию, оказываемая движущимся транспортным средством в направлении его движения, вызванная трением, тяговым усилием или торможением.

Какое максимальное тяговое усилие?

Максимальное тяговое усилие: Максимальное тяговое усилие определяется как максимальное тяговое усилие, которое может быть создано в любых условиях, не наносящих вреда транспортному средству или машине.В большинстве случаев максимальное тяговое усилие развивается при малой скорости и может быть таким же, как и стартовое тяговое усилие.

Какая система тяги используется в Индии?

Индийская железнодорожная тяговая система использует 1,5 кВ постоянного тока вокруг Бомбея, а 25 кВ переменного тока используется в остальной части страны.

Какой мощности потребляет тяговая подстанция?

Тяговая подстанция, установка для преобразования тягового тока или тяговая электрическая подстанция (ТПС) — электрическая подстанция, которая преобразует электроэнергию из формы, предоставляемой электроэнергетикой для коммунальных услуг, в соответствующее напряжение, тип тока и частоту для питания железных дорог, трамваи (трамваи) или троллейбусы с

Когда Пауэлл представил тяговую электроподстанцию?

Тяговые силовые подстанции

изготавливаются по индивидуальному заказу в соответствии с вашими требованиями.Свяжитесь с Пауэлл сегодня и позвольте нам помочь вам с вашим решением. Когда Пауэлл представил концепцию PCR ® в 1968 году, это была первая в отрасли технология. С самого начала наше превосходство в дизайне и строительстве задавало стандарты, которым должны следовать другие.

Где в поезде расположены подстанции?

Подстанции располагаются вдоль трассы как можно ближе к путям в рамках ограничений доступной недвижимости. Однако]

Можно ли построить подстанцию ​​легкорельсового транспорта на заводе?

После согласования с энергокомпанией проектировщик тяговой электростанции может доработать проект подстанции.В то время как TPSS может быть построенным зданием, в котором установлено оборудование, большинство подстанций для новых и реконструированных систем легкорельсового транспорта представляют собой модульные блоки заводской сборки, которые доставляются на площадку в готовом виде.

Моделирование и симуляция трамвайных транспортных систем

Электрические управляемые транспортные средства обычно сталкиваются с маршрутами, имеющими большое количество фаз разгона и торможения. Энергия торможения, поскольку питающая линия представляет собой нереверсивные электрические питающие подстанции, может быть рекуперирована в присутствии других близлежащих транспортных средств.Для улучшения рекуперации энергии торможения вдоль трассы можно разместить одну или несколько систем хранения. Для анализа эффективности рассматриваемого решения требуются модели имитационного моделирования во временной области, которые должны быть созданы с помощью подходящих языков моделирования общего назначения или специализированных языков/программного обеспечения. В этой статье были разработаны три различных инструмента для рассматриваемого существующего трамвая, и основные исследуемые характеристики были сравнены друг с другом. Затем также был проведен анализ выходных результатов, продемонстрировавший реальную экономическую эффективность внедрения одного накопителя на рассматриваемой технологической колеи в эксплуатацию.

1. Введение

Электрические управляемые транспортные средства, такие как трамваи, обычно сталкиваются с маршрутами с большим количеством фаз разгона и торможения. В связи с этим частично может быть восстановлена ​​лишь часть начальной кинетической энергии [1–4]. В частности, если питающая магистраль представлена ​​нереверсивными питающими электрическими подстанциями, энергия торможения может частично возвращаться только при наличии поблизости других транспортных средств, способных поглощать энергию тяги. Чтобы улучшить возможность рекуперации энергии, вдоль пути могут быть установлены стационарные системы хранения, чтобы поглощать энергию во время торможения, когда другие поезда не могут ее получить.

Анализ экономической эффективности предлагаемого решения включает в себя разработку средств моделирования во временной области. Очевидно, что требования к системе хранения зависят от расписания трамваев, расположения подстанций и т. д. Как правило, накопитель устанавливается через промежуточный преобразователь постоянного тока, чтобы ограничить ток в безопасных пределах или избежать разряда батареи. Дрейф состояния заряда, чтобы сохранить неизменной его способность поглощать или отдавать энергию.

Для моделирования во временной области можно создавать модели с использованием языков программирования общего назначения, т.е.например, FORTRAN или C, или специализированные языки или программное обеспечение, например, Modelica или Matlab-Simscape соответственно.

В качестве примера моделирования и симуляции в железнодорожных приложениях, моделирование защиты от короткого замыкания или электрических железнодорожных систем постоянного тока для имитации блуждающих токов и напряжений прикосновения уже было разработано в [5, 6].

В этой статье были широко разработаны инструменты моделирования, направленные на правильное представление железнодорожной системы, включая электроснабжение, системы хранения и транспортные средства, движущиеся по рельсам.В частности, были разработаны три имитационные модели. Первый инструмент был реализован на FORTRAN. Он был сделан давно и используется во многих приложениях [7, 8]. В прошлом также было проведено несколько экспериментальных испытаний для его проверки [9].

С другой стороны, Dymola [10], коммерческий инструмент, основанный на языке Modelica с открытым исходным кодом [11], представляет собой недавнее решение, имеющее множество преимуществ с точки зрения гибкости, эффективности моделирования и человеко-машинного интерфейса, а также также продемонстрировано в нескольких прошлых работах по железнодорожным системам тех же авторов [12, 13].

В последние годы было разработано много других коммерческих инструментов, таких как Matlab-Simscape [14]. Последний не основан на среде с открытым исходным кодом, но представляет собой относительно новый набор инструментов одного из наиболее популярных программных инструментов для академического и корпоративного использования. Действительно, представляет некоторый интерес сравнить различные инструменты, как это было начато в [15], в том числе распространив сравнение на новые. Точнее, новейшие инструменты были сначала подтверждены на результатах, достигнутых первыми, чтобы обеспечить прочность полученных результатов.Затем были точно проверены мощность и гибкость каждого из них.

Таким образом, после взаимной проверки трех рассматриваемых инструментов был выполнен технико-экономический анализ для трамвайной линии в эксплуатации. Таким образом, учитывалось потребление энергии в реальных условиях движения и точно рассчитывалась экономия энергии за счет установки накопителя. Наконец, был оценен срок окупаемости инвестиций, что продемонстрировало экономическую эффективность рассматриваемого решения.

2. Инструменты моделирования

Как уже говорилось, для оценки количества восстанавливаемой энергии торможения необходимо разработать инструмент моделирования, способный правильно моделировать питающую сеть и динамику транспортных средств. Затем необходимо учитывать различные фазы движения и частоту движения поездов. Были реализованы следующие критерии моделирования.

2.1. Модель на основе языка FORTRAN

Язык FORTRAN представляет собой консолидированный код для разработки электрической модели для представленной электрической сети.Для применения на железной дороге постоянного тока расчетный код Train-sim, состоящий из двух вычислительных инструментов, представлен в [7, 8].

Первый позволяет рассчитать все электромеханические характеристики и производительность поездов на конкретном железнодорожном пути. По альтиметрическому профилю пути и характеристикам подвижного состава можно проводить работу поезда за счет этапов движения. Получены динамический и кинематический профили. Также можно задавать различные сценарии движения. Инструмент также рассчитывает количество восстанавливаемой энергии на каждой фазе торможения.

Второй производит расчет потока нагрузки электрифицированной сети постоянного тока. Он строит эквивалентную электрическую сеть на каждом шаге, основываясь на позициях трамваев на маршруте. СЭ, транспортные средства и параллельные точки являются электрическими узлами рассматриваемой эквивалентной сети.

Расчетный код модели, представленной ниже, позволяет рассчитать электрические параметры сети, учитывая также энергию, полученную во время фазы торможения. Модели следующие: (i) Электрическая подстанция (ESS).На рис. 1 показана эквивалентная схема, представляющая вольтамперную характеристику типичной электрической подстанции. Когда подстанция не подключена (зона 2), узел A устанавливается с P = 0. В режиме питания или рекуперации В = В 0 условие (зона 1 выходное напряжение холостого хода) или В = (напряжение восстановления сети зоны 3) подается в узле через сопротивление R 3 или R 1 для имитации различного падения напряжения, как показано в зоне 3 и зоне 1.(ii) Трамваи на ходу. Транспортные средства представлены как нагрузка постоянной мощности. Однако, если ток превышает максимально допустимое значение во время работы, ограничение I = (режим постоянного тока) накладывается во время итеративного расчета нелинейных уравнений до тех пор, пока напряжение на пантографе не уменьшится. Стандарт EN 50388 [16] установил V = 0,8, поэтому модель воспроизводит характеристику V-P в соответствии с этим значением. (iii) Трамваи при торможении. Восстановление энергии торможения зависит от восприимчивости системы.Если система это позволяет, тяговая линия может принять на себя всю мощность, вырабатываемую в фазе торможения, в соответствии с решением уравнений системы. Если напряжение увеличивается до , рекуперируемая энергия, передаваемая в контактную сеть, уменьшается. Затем расстояние между восстанавливаемой энергией и эффективно восстанавливаемой энергией дает представление об энергии, рассеиваемой при торможении реостата. В связи с этим можно смоделировать смешанное реостатно-регенеративное торможение (показано штрихпунктирной линией на рис. 2).На рис. 2 показано, как модель работает благодаря этому способу торможения: в частности, увеличивается ток, рассеиваемый на тормозном реостате, и, следовательно, ток, поступающий в тяговую линию, уменьшается вплоть до обнуления при достижении напряжения. Обычно В ’ находится в диапазоне 0,9÷0,95. Тем не менее, хорошей стратегией, позволяющей избежать только что объясненного снижения напряжения, является следование сплошной линии, показанной на рисунке 2, где В ’=.



Наконец, простые законы, реализуемые для тяги (1) и торможения (2), согласно приведенным выше пунктам (см. рис. 2), таковы.

Для каждой электрической подстанции программа рассчитывала электрические параметры мощности, тока и т. д., включая количество восстанавливаемой энергии при торможении и напряжение на линии.

Методика определения матричных коэффициентов полной проводимости, входящей в состав тяговой линии, относится к электрическим сетям в постоянном синусоидальном режиме и, следовательно, к комплексной полной проводимости и полному сопротивлению. Программное обеспечение, имеющее дело с сетями постоянного тока, считает все величины реальными, адмиттанс — проводимостью, а импеданс — сопротивлением.

Что касается методов численного решения, обычно применяется метод Ньютона-Рафсона или Гаусса-Зейделя. Можно также рассмотреть некоторые варианты метода Ньютона-Рафсона, особенно подходящие для сетей малого и среднего размера, чтобы улучшить условия сходимости и сократить количество итераций [17].

2.2. Модель на основе Modelica и Matlab-Simscape Model

Как было сказано, инструмент моделирования, реализованный в Dymola, основан на языке Modelica [11]. Это единый симулятор, выполняющий те же функции, что и два предыдущих, написанных на FORTRAN, с преимуществом точности и гибкости, что будет проанализировано позже.Как и предполагалось, язык Modelica является киберфизическим и позволяет моделировать сложные системы, т. е. имеющие механическую, электрическую, тепловую и управляющую подсистемы. Следуя предложенному подходу, ESS были смоделированы с помощью сосредоточенных компонентов, связанных графически, как показано на рисунке 3. Как показывает это исследование, только компонент постоянного тока представляет интерес для оценки эффектов гармоник; каждая подстанция была смоделирована на основе ее хорошо известного эквивалента постоянного тока. Естественно, система не зависит от времени. На самом деле конфигурация контактной линии меняется со временем, поскольку меняется положение поезда.Фактически номиналы резисторов изменяются в зависимости от положения поезда в соответствии со следующими выражениями: где R 1 — сопротивление линии слева, R 2 — сопротивление линии справа, а δ — это отношение расстояния между положением поезда ( x ) и положением ESS2 ( P 2 ) и расстоянием между подстанциями ESS1 и ESS2 ( L 12 ).


Кроме того, электрические питающие подстанции в эксплуатации подвергаются изменениям при переходе поезда с участка на другой по пути.Эту трудность легко решить в Modelica, учитывая возможность изменения уравнений системы после того, как произойдут некоторые события [12, 13].

Наконец, моделирование поездов требует моделирования электропривода, сил сопротивления и поведения машиниста. Электропривод моделируется как система, способная создавать тяговое усилие, требуемое водителем, в допустимых пределах силы и мощности, генерируя некоторые потери мощности, выраженные в зависимости от механической скорости и требуемой силы.Затем каждый поезд должен избегать подачи питания на контактную сеть, когда это может привести к тому, что линейное напряжение станет слишком большим, и должен быть реализован контроллер мощности постоянного тока. Была использована гораздо более сложная стратегия управления с обратной связью по мгновенному напряжению пантографа и модуляцией мощности торможения, передаваемой по контактной сети, чтобы избежать мгновенного достижения верхнего допустимого предела. Сопротивление движению было смоделировано по формуле, включающей аэродинамическое сопротивление и сопротивление качению: где R — общая сила сопротивления, действующая против движения транспортного средства, α — угол между колеей и горизонтальной плоскостью, m — масса транспортного средства. , — коэффициент сопротивления качению, А и В — эмпирические положительные числа с учетом бокового и лобового аэродинамического сопротивления, В — скорость поезда.Что касается привода, то его можно представить просто пропорциональным регулятором, в котором эталонная тяговая сила пропорциональна разнице между фактической и эталонной скоростью.

Дополнительные подробности, касающиеся различных подмоделей и логики управления, в частности стратегии смешивания, изображенной на рисунке 2, подробно описаны также в [15].

Параллельно с объектно-ориентированным интерфейсом пользователь может напрямую вводить физические или управляющие уравнения. Эти последние написаны точно так же, как в учебниках.Начиная с описания отдельных подсистем, инструмент на основе Modelica автоматически выполняет множество операций: сначала идентифицирует систему дифференциально-алгебраических уравнений (ДАУ), описывающую исследуемую систему, а затем, после некоторых дополнительных операций, упрощает систему уравнений [15]. ], преобразование в компиляцию языка C или C++, чтобы сделать окончательный исполняемый файл моделирования. Эта задача автоматического создания исполняемого файла моделирования требует всего несколько секунд. Таким образом, изменение системы для создания нового исполняемого файла (например, для большего количества поездов или другого количества ESS) потребует просто повторения этого автоматического процесса.После того, как исполняемый файл был создан, он может запускаться несколько раз, при этом изменяя некоторые параметры от запуска к другому [15].

Последний симулятор реализован в Matlab-Simscape [14] и полностью разработан, начиная с инструмента, реализованного в Modelica: в этом отношении архитектура модели и уравнения подмоделей такие же, как уже реализованные в Modelica. Таким образом, компоненты с сосредоточенными параметрами были просто перестроены с использованием библиотек Matlab-Simscape, всегда в соответствии с рисунком 3, и рассматривая в качестве своей управляющей части известные управляющие библиотеки Matlab-Simulink.

2.3. Сравнения

Три инструмента были протестированы путем анализа их гибкости, эффективности моделирования и человеко-машинного интерфейса.

Гибкость . Этот аспект был определен с точки зрения возможности моделирования новых тематических исследований. Инструмент на основе Modelica способен быстро модифицировать существующие модели через свой объектно-ориентированный интерфейс, просто изменяя или подключая новые элементы. Действительно, можно увеличить или уменьшить количество движущихся поездов, количество и расположение электроподстанций, возможные системы хранения, расположенные вдоль пути, вспомогательную адсорбцию и т. д.Действительно, расширяемость модели легко гарантируется, в том числе и тем, что инструментарий на основе Modelica является уникальным симулятором, в отличие от реализованных на FORTRAN. Кроме того, для создания исполняемого файла моделирования требуется всего несколько секунд. Таким образом, изменение системы просто требует быстрого восполнения этого процесса. Эти характеристики могут быть получены также в Matlab-Simscape, хотя графический интерфейс менее ясен и интуитивно понятен, так как только частично объектно-ориентирован, из-за необходимости дополнительных блоков управления Matlab-Simulink.С другой стороны, модель, основанная на языке FORTRAN, совершенно другая и требует полной перекомпиляции при каждом небольшом изменении [18].

Эффективность моделирования . Это оценивалось по скорости и требованиям к памяти. Следует сказать, что численный решатель FORTRAN может быть оптимизирован для рассматриваемого случая. Вместо этого в Modelica и Matlab-Simscape используются стандартные численные решатели, специально не оптимизированные для конкретного примера. Сравнение проводилось с одной системой, характеризующейся одной питающей подстанцией и двумя трамваями на пути.Как уже описано в [15], при одинаковом количестве выборок и моделировании по времени инструмент на основе Modelica занял 11,5 с, требуя 6 МБ памяти. Это почти то же самое для Matlab-Simscape, который использует около 20 секунд для выполнения 1000-секундного моделирования с использованием памяти 11 МБ. Чтобы определить правильное время для полной симуляции для кода расчета FORTRAN, необходимо учитывать продолжительность времени, необходимого для перехода между двумя инструментами. В случае рассматриваемой симуляции (т. е. 1000 с) задействовано около 9.8 с и 20 МБ памяти.

Человеко-машинный интерфейс . Инструмент, разработанный в Modelica, позволяет вносить изменения различными способами. Во-первых, уравнения можно легко изменить с помощью текстового интерфейса. С другой стороны, структура модели и связанные с ней параметры могут быть изменены с помощью графического интерфейса [13]. Это почти то же самое, что использование инструмента Matlab-Simscape. Что касается модели на основе FORTRAN, язык Visual-Basic используется для управления входными и выходными данными в программном обеспечении Train-sim; реализованная поддержка удобных для пользователя макросов позволяет изменять параметры в программном обеспечении, хотя и намного медленнее, чем другие.

В заключение, инструменты на основе Modelica и Matlab-Simscape требуют высоких требований к памяти, но также гарантируют гораздо большую гибкость. Инструмент на основе FORTRAN, разработанный много лет назад, очень полезен, потому что он может давать результаты эталонных тестов, которые можно использовать в качестве основного эталона. С другой стороны, два других инструмента позволяют быстро создавать модели, результаты моделирования которых необходимо тщательно проверять.

3. Практический пример
3.1. Валидация

Инструменты были протестированы на примере существующего трамвая в Риме.Протяженность пути составляет около 5,7 км, как видно из рис. 4, при наличии одной единственной питающей подстанции: два поезда на рельсах, по одному на каждом пути. Основные параметры модели ввода перечислены в таблице 1.

9109 9109 9109 9109
9 9109


без нагрузки напряжение (V) 1680

R 0 (Ом) 0.13

Количество ESS 1
Ess Position (km) 0


Max Line напряжение (V) 1800
Номинальная линия напряжение (V) 1650

9
мин. 1100

Количество соединительных линий 6

Линия10, 0.10, 0,07, 0,07, 0,07, 0,07

полная масса (T) 92

Вспомогательная власть адсорбции (кВт) 40
ED Max Power (KW) 1242

ED MAX тяговая сила (KN) 96

Количество остановок 14

Среднее расстояние между остановками (км) 0.4

Максимальная скорость (м / с) 14
Длина дорожки (км) 5.4


Результаты моделирования оценивались с точки зрения потоков энергии и мощности рассматриваемого трамвая. В первом рассмотренном состоянии трамваи используют бортовые резисторы для рассеивания всей энергии торможения. Во втором сценарии они направляют энергию торможения на контактную сеть до тех пор, пока напряжение не достигнет максимально допустимого значения, зафиксированного на уровне 800 В.Наконец, трамваи передают энергию торможения, как и раньше, но с одной системой хранения, установленной примерно на полпути трамвая.

Сначала моделирование проводилось без учета рекуперации энергии торможения. Как уже говорилось, параметры модели были немного обновлены, чтобы результаты, полученные новыми инструментами, соответствовали самым старым. На рис. 5 представлены результаты графика движения одного поезда по участку рассматриваемого маршрута. В этом случае трамвай не может направить свою энергию торможения по контактной сети.Как видно, результаты построения графиков эквивалентны для трех инструментов, соответственно, разработанных в Modelica, Matlab-Simscape и FORTRAN.


Затем при моделировании была рассмотрена возможность рекуперации энергии торможения. В этом случае параметры, воздействующие на управляющее напряжение на пантографе, были настроены для осуществления модуляции входной мощности без превышения ограничений по напряжению. На рис. 6 показаны результаты графика одного поезда под участком рассматриваемого профиля.


Как уже отмечалось, были реализованы различные стратегии смешивания в соответствии с рисунком 2.Естественно, эти различия влияют на общую энергию, поглощаемую из сети. Стратегия смешивания с V’=0,9÷0,95 (см. рис. 2), реализованная в FORTRAN, приводит к уменьшению энергии, рекуперируемой через пантограф, соответственно на 13% и 2% по сравнению с динамической стратегией, используемой в Modelica. и Matlab-Simscape, который позволяет восстановить полную мощность трансмиссии до (т. Е. В ‘=). Тогда, с точки зрения полного поглощения энергии от ESS, приращение составляет 3% и 0.6% соответственно.

Естественно, рекуперация энергии торможения может быть улучшена за счет установки систем накопления энергии вдоль маршрута. Таким образом, была введена одна система хранения с основной целью проверки тестируемых инструментов, а также в новой рассматриваемой конфигурации системы. Литиевая батарея расположена примерно на полпути трамвая (т. е. примерно в 3,8 км от терминала), характеристики которой приведены в таблице 2. 0.33


Номинальная емкость (ах) 200 9109 Номинальное напряжение (V) 1650
9109 Количество клеток в серии 446
2000
9110 Зарядная эффективность зарядки 0.9

Соотношение между номинальной энергией и номинальной емкостью определяется как

вместимость. Количество ячеек и номинальная емкость были выбраны для того, чтобы с помощью новейших инструментов точно воспроизвести SOC (состояние заряда) батареи и профиль мощности по отношению к основанному на FORTRAN. Результаты показаны на рисунке 7.


Установка одной аккумулирующей системы может значительно снизить потребление электроэнергии питающими подстанциями (ПЭС). Рассмотренный упрощенный пример с двумя поездами, очевидно, не может корректно оценить экономическую эффективность рассматриваемого решения. Таким образом, полный анализ будет описан в следующем разделе, следуя тому же подходу, который уже рассматривался авторами в [12, 13].

3.2. Оценка энергосбережения

Оценка энергосбережения была проведена с учетом кампании экспериментальных измерений, проведенной авторами.Результаты обобщены в Таблице 3, где ежедневная энергия, поставляемая с электрической подстанции (ESS), была измерена в течение одного типичного школьного рабочего дня и одного типичного праздничного дня. Начиная с этого, оценка годового спроса на электроэнергию производилась просто с учетом количества рабочих и праздничных дней в году, предоставленного оператором трамвайной линии.

9109 9109

ESS рабочий день дневная энергия (МВтч) 15.8

Ess Holiday Daily Energy (KWH) 11.1
Ess Годовая энергия (MWH) 5386

Таким образом, инструмент на основе Modelica, представленный ранее, был использован для точного воспроизведения энергопотребления, показанного в таблице 3. Для этого было учтено различное количество трамваев, работающих в течение дня, из расписания, соответственно, 24 в часы пик, обычно сконцентрированные в середине дня и 12 в часы малой нагрузки, в основном ранним утром и поздним вечером.Реальное количество трамваев в эксплуатации может немного отличаться. Однако дневное распределение было выбрано для точного воспроизведения измеренного потребления.

После имитации точно такого же уровня измеренной потребности в энергии, т. е. получения суточного потребления, показанного в таблице 3, моделирование было повторено с включением системы хранения, описанной в таблице 2. Затем энергия, поставляемая ESS, сравнивалась с предыдущий, рассчитанный при отсутствии системы хранения. Снижение годового энергопотребления составило около 15.2%, увеличившись с 5386 МВтч до 4570 МВтч.

Экономическая эффективность предлагаемого решения была исследована с учетом первоначальных денежных затрат на внедрение системы хранения по отношению к ежегодному возврату инвестиций за счет вышеупомянутой экономии электроэнергии. Первоначальные денежные затраты, связанные с системой хранения и балансом установки, были рассчитаны с учетом стоимости 500 евро/кВтч, включая элементы, BMS и аккумуляторную упаковку. Как подробно описано в [19], может потребоваться наличие преобразователя постоянного тока в постоянный.Для этого была использована фиксированная стоимость в размере 60 тыс. евро по аналогии с опытом, представленным в [19]. Наконец, текущая цена на энергию для промышленных потребителей в Италии была оценена с учетом среднего значения 150 евро/МВтч. С точки зрения затрат на техническое обслуживание, по причинам, уже объясненным в [19], считается, что хранилище способно покрыть весь срок службы станции.

Основная цель анализа была связана с оценкой чистой приведенной стоимости (NPV) и срока окупаемости (PBT) для всего срока службы в десять лет и процентной ставки 4%.Результаты показаны в таблице 4.



9 9109

Стоимость хранения (K €) 226.1

годовой энергосбережение (K €) 122.5
NPV (K €) 738.2
PBT (Y) 2

Высадка результатов что установка стационарной системы хранения может гарантировать срок окупаемости всего за два года.Эти цифры настолько благоприятны, что на них не может повлиять любая возможная замена при хранении в течение жизни растения. Действительно, экономическая эффективность предлагаемого решения была наглядно продемонстрирована.

4. Выводы

В этой статье показано, как инновационные языки и программное обеспечение позволяют быстро создавать численные модели с электрическими, механическими и управляющими частями.

Модель на основе Modelica была реализована с помощью коммерческого инструмента Dymola.Однако он может работать внутри любого другого инструмента, совместимого с Modelica. Они оказались быстрыми, с относительно небольшим объемом занимаемой памяти. Почти то же самое можно сказать о Matlab-Simscape, хотя он характеризуется меньшей гибкостью из-за того, что он не вдохновлен языковой платформой с открытым исходным кодом. Качество было проверено путем сравнения результатов с результатами, полученными с помощью хорошо проверенного симулятора на основе FORTRAN.

Со ссылкой на существующее тематическое исследование была четко продемонстрирована экономическая эффективность за счет использования стационарной системы накопления энергии для улучшения рекуперации энергии торможения, поскольку на трамвае с интенсивным движением с большим количеством остановок срок окупаемости был достигнут. всего за два года.Естественно, что для корректного достижения энергосбережения для рассматриваемого приложения большое значение имеет предварительная калибровка рассматриваемого прибора по фактическому потреблению электроэнергии, измеренному экспериментально.

В качестве будущего направления этой работы также можно рассмотреть распространение рассматриваемой методологии на другие действующие технологические колеи, чтобы исследовать потенциальную экономическую эффективность аналогичных или иных энергосберегающих решений.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

» Строка не зарегистрирована

Unia European podejmuje szereg działań w zakresie promowania równości płci w sektorze badań, innowacji i szkolnictwa wyższego (R&I, HE). Przykładem tego jest wzmocnienie aspektów ‘гендерное равенство’ w programie ramowym UE – Horizont Europa, tj. największym instrumencie finansowania badań i innowacji w Europie.

(вецей…)

Biuro Promocji Nauki (PolSCA) Polskiej Akademii Nauk w Brukseli znalazło się w gronie inicjatorów i pierwszych sygnatariuszy wspólnego oswiadczenia brukselskich biur łącznikowych ds. badań i innowacji dotyczącego Solidarności ze środowiskiem akademickim i naukowym Ukrainy . Oświadczenie powstało z inicjatywy biur kontaktowych ds. badań i innowacji, których kraje łączy nie tylko bliskość geograficzna z Ukrainą, ale także ciemne ciemne karty z historyii XX wieku.

(вецей…)

Spotkanie informacyjne na temat technologii wodorowej w krajach Grupy Wyszehradzkiej (V4) zostało zorganizowane przez cztery biura łącznikowe krajów Grupy Wyszehradzkiej, tj. Narodowe Biuro Badań, Rozwoju i Innowacji na Węgrzech  (NRDIO) , Czeskie Biuro Łącznikowe ds. Edukacji i Badań Naukowych  (CZELO) , Biuro Promocji Nauki PAN w Brukseli  (PolSCA)  oraz Słowackie Biuro Łącznikowe ds.Badań i Rozwoju  (SLORD). Webinarium miało miejsce w dniu 8 lutego 2022 r. i wzięło w nim udzial niemal 200 uczestników.

(вецей…)

Przedstawiciele Europejskiej wspólnoty badawczej zainicjowali skierowaną сделать rządów Wielkiej Brytanii я Szwajcarii Ораз Unii Europejskiej kampanię «прилипают к науке», абы zwrócić uwagę на potrzebę współpracy naukowej niezależnej спосо podziałów politycznych Ораз umożliwienie uczestnictwa Wielkiej Brytanii я Szwajcarii ж programie Horyzont Европы.

(вецей…)

Do 28 lutego można aplikować w konkursie o nagrodę Nowego Europejskiego Bauhausu . Zwycięzcy w każdej kategorii i każdej konkurencji otrzymają kwotę pieniężną: 30 тыс. евро для лауреатов конкурса «Новы Европейский Баухаус», или 15 тыс. евро для zwycięzców w konkurencji „Wschodzące Gwiazdy Nowego Europejskiego Bauhausu”.

(вецей…)

Rozpoczął się uczestników kolejnej edycji „V4 Training ”, która odbędzie si już w 28, 29 и 31 марта 2022 ! „V4 Training” в школу лыжников до menadżerów badań zajmujących się m.in. administracją i pozyskiwaniem środków . Zgłoszenia przyjmowane с до 22 lutego !

(вецей…)

Najpilniejsze wyzwania, przed którymi obecnie stoimy, wymagają skoordynowanych, ponadnarodowych wysilków, aby je zidentyfikować i rozwiązać. Dlatego też zaangażowanie interesariuszy na wszystkich poziomach – naukowców, przedsiębiorców, obywateli i decydentów – ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia efektu synergii, niezbędnego do wyrozbzebżenia i wdrozebślenia i wdrozebślenia

Komisja European zidentyfikowała pięć wyzwań społecznych, którymi trzeba pilnie się zająć – адаптация к изменчивому климату, обуславливающая изменение климата; валка с ракием; нейтральные климатические и интеллектуальные условия; здоровые океаны, морза, воды пшибжежне и среднее ораз здоровая глеба и живность – я приготовила działania międzysektorowe (в ramach Horyzontu Europa), кто позволил je przezwycięsjeyć – Międzysjeyć.

(вецей…)

W połowie listopada Biuro Promocji Nauki PolSCA PAN w Brukseli wraz z Biurem Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (BSP) w Brukseli zorganizowało webinarium nt. Misji Rak с горизонтом Европы или Europejskiego Planu Walki z Rakiem .

(Вецей…)

Polska jednym z 3 krajów UE-13 (obok Rumunii i Estonii), które osiągnęły najwyższe wskaźniki w konkursie Zielonego Ładu – ogłoszonego w ubiegłym roku 20horram jeachzony program w 0owram! Do polskich jednostek trafi łącznie 11,7 млн. евро на реализацию 35 nagrodzonych projektach z udziałem polskich badaczek i badaczy.Komisja Europejska przeznaczyła 1 mld euro sfinansowanie projektów badawczych i innowacyjnych, które przyczynią się do odpowiedzi UE на кризис климатических и помогающих хронических уникальных экосистемах и разнородных биологических Europy.

(вецей…)

Przedstawiamy jeden z przewodników tematycznych opracowanych przez expertów Biura PolSCA, mających stanowić wsparcie w zakresie przygotowania wniosków w konkursach Horyzontu Europa.Ты разьем шутку с порадником пт. Nowości w evaluacji wniosków w konkursach Horizontu Europa omawiający kluczowe zmiany i nowości w kontekście opracowywania i oceny wniosków grantowych w nowym programie ramowym .

(вецей…)
Настепная строка »

IIS 10.0 Подробная информация об ошибке — 404.11

Ошибка HTTP 404.11 — не найдено

Модуль фильтрации запросов настроен на отклонение запроса, содержащего двойную управляющую последовательность.

Наиболее вероятные причины:
  • Запрос содержал двойную escape-последовательность, а фильтрация запросов настроена на веб-сервере для отклонения двойных escape-последовательностей.
Что вы можете попробовать:
  • Проверьте параметр configuration/system.webServer/security/[email protected] в файле applicationhost.config или web.confg.
Подробная информация об ошибке:
модуль RequestfilteringModule
Уведомление Beadrequest
Handler StaticFile
код ошибки 0x00000000
девяносто одна тысяча девяносто девять
Запрошенный URL-адрес    http://search.ebscohost.com:80/login.aspx?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=19961073&an=155706101&h=nn7lvvdh%2bvo4thcflslbnwkbknjugtzo3hb0ffy1zzv7ezadh%2bhp%2fqxhqxyoiynahsn%2b%2fuqqxv0e928kuqjhxw%3d%3d&crl=f
Физический путь гр : \ WebApps \ аф-webauth \ login.aspx прямых = истина & профиль = ehost & Объем = сайт & AuthType = гусеничный & Jrnl = 19961073 & ап = 155706101 & ч = nn7lvvdh% 2bvo4thcflslbnwkbknjugtzo3hb0ffy1zzv7ezadh% 2bhp% 2fqxhqxyoiynahsn% 2b% 2fuqqxv0e928kuqjhxw% 3d% 3d & CRL = F
вход Метод    Еще не определено
Пользователь, вошедший в систему    Еще не определено
Дополнительная информация:
Это функция безопасности.Не изменяйте эту функцию, пока полностью не поняты масштабы изменений. Перед изменением этого значения следует выполнить трассировку сети, чтобы убедиться, что запрос не является вредоносным.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.