background image

3. ZASILANIE

Struktura układu zasilania

 

ENERGET. 

SYSTEM 

KRAJOWY 

LINIA 110 kV 

GPZ 

110kV/SN 

LINIA 15 

÷ 30 kV 

PODSTACJA 

TRAKCYJNA 

3 KV DC 

PODSTACJA 

TRAKCYJNA 

3 KV DC 

LINIA 110 kV 

ENERGET. 

SYSTEM 

KRAJOWY 

Transformacja napięcia w systemie trakcji 3kV DC

background image

 

ogólnopaństwowa 

sieć energetyczna 

podstacja trakcyjna 

zasilacz trakcyjny 

sieć jezdna 

sieć szynowa 

kabel 

powrotny 

Ogólny schemat zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego

background image

Sieć trakcyjna kolejowa

 

a) 

b) 

c) 

Odbieraki a) krążkowy, b) łyżkowy, c) pantografowy

background image

Konstrukcja sieci jezdnej musi być dostosowana do prędkości jazdy 
pojazdów oraz do wartości prądów przez nie czerpanych. 

Występują następujące konstrukcje sieci trakcyjnej:

a) sieć płaska
b) sieć łańcuchowa pojedyncza
c)

sieć łańcuchowa podwójna

Ze względu na ograniczenie wpływu warunków atmosferycznych 
rozróżnia się sieć łańcuchową:

a)

nieskompensowaną, 

b)

półskompensowaną

c)

skompensowaną

background image

 

30 

÷ 40 m 

Sieć płaska

background image

 

 

Sieć łańcuchowa podwójna

Sieć łańcuchowa pojedyncza

background image

 

 

Szkic zawieszenia sieci półskompensowanej i skompensowanej

background image

Kształt  drutów  jezdnych  musi  umożliwiać wygodne  ich  mocowanie  w 
zaciskach podwieszeniowych sieci oraz prawidłową współpracę z odbierakiem 
prądu. Powszechnie stosuje się przewód profilowany – okrągły z podłużnymi 
rowkami w górnej części - oznaczenie Djp (drut jezdny profilowany) z liczbą
określającą przekrój przewodu w mm

2

 

Przewody mogą mieć różne powierzchnie 
przekroju: 50 – 120 mm

2

, dla kolei Djp 100.

W Polsce na torach szlakowych stosuje się sieci całkowicie skompensowane, 
zapewniające bezzwisowe położenie przewodów (wyjątek – tunele). 

Sieć ma linkę nośną o przekroju 95 lub 120 mm

i dwa przewody jezdne o 

przekroju 100 mm

2

każdy. Przewody prowadzone są w odległości 8 cm od 

siebie.

background image

Stosowane  są różne  typy  sieci,  w  zależności  od  charakteru  linii,  a  przede 
wszystkim jej obciążenia i prędkości jazdy pociągów, przykładowo:

YC120-2C  – dla  120  km/h,  lina  nośna  120  mm

2

Cu,  dwa  przewody  jezdne 

100 mm

2

Cu oraz przewód dodatkowy 25 mm

2

Cu,

YC95-2C – dla 120 km/h, lina nośna 95 mm

2

Cu, reszta jak wyżej.

Wysokość zawieszenia  przewodów  jezdnych  mierzy  się od  główki  szyny.  Na 
PKP wynosi 5,6 m (min 4,9, max 6,1 m). 

Rozróżnia  się indywidualne  i  grupowe  zawieszenia  sieci  trakcyjnej.  Przy 
zawieszeniu  indywidualnym  sieć każdego  toru  ma  własne  konstrukcje 
wsporcze – słupy trakcyjne. Przy zawieszeniu grupowym sieci wielu torów (na 
stacjach) stosuje się wspólne konstrukcje – bramki.

background image

Sieć trakcyjna w komunikacji miejskiej

W sieciach tramwajowych stosuje się zasilanie jednostronne sekcji - rysunek. 
Zasilacze są wyprowadzone w pobliżu izolatorów sekcyjnych. 
W bezawaryjnym stanie pracy zasilacz rezerwowy jest odłączony od sieci.

 

background image

Koło pneumatyczne w 
pojeździe metra

(np. metro w Paryżu)

background image

Zasilanie i sekcjonowanie sieci kolejowej

Sieć jezdna  jest  zasilana  z  podstacji  trakcyjnych  za  pomocą

zasilaczy,  wykonanych  najczęściej  jako  linie  kablowe.  Zasilacze 
wprowadzone są na sieć w tzw. punktach zasilania. 

W  sieciach  kolejowych  na  szlaku,  w  warunkach  normalnej 

eksploatacji,  stosowane  jest  dwustronne  zasilanie każdego  odcinka  sieci 
jezdnej oddzielnymi zasilaczami, wyprowadzonymi z sąsiednich podstacji.

Dwustronne  zasilanie  zwiększa  pewność działania  układu  oraz  jego 
sprawność przez zmniejszenie spadków napięcia i strat mocy w sieci. 

Podziału  sieci  na  odizolowane  od  siebie  odcinki  dokonuje  się za 

pomocą

tzw.  elementów  sekcjonowania  podłużnego

-

izolatorów

sekcyjnych.

Dalsze  zmniejszenie  spadków  napięcia  w  sieci  osiąga  się dzięki 

zastosowaniu  kabin  sekcyjnych,  umieszczonych  mniej  więcej  pośrodku 
odległości między podstacjami.

background image

 

a) 

podstacja 

podstacja 

b) 

podstacja 

podstacja 

kabina sekcyjna 

Schemat zasilania i sekcjonowania sieci jezdnej na szlaku:
a)  linii jednotorowej, b)  linii dwutorowej

background image

 

tor1 

tor2 

PODSTACJA 

KABINA 

SEKCYJNA 

PODSTACJA 

SEKCJA I 

SEKCJA II 

tor1 

tor2 

PODSTACJA 

KABINA 

SEKCYJNA 

PODSTACJA 

SEKCJA I 

SEKCJA II 

POJAZD 

a) 

b) 

c) 

Układ zasilania z kabiną

sekcyjną

a)

schemat uproszczony 

b)

schemat z 
wyłącznikami 
szybkimi

c)

zasilanie pojazdu 
trakcyjnego 

background image

 

tor1 

tor2 

PODSTACJA 

KABINA 

SEKCYJNA 

PODSTACJA 

SEKCJA I 

SEKCJA II 

tor1 

tor2 

PODSTACJA 

PODSTACJA 

d) 

e) 

d)

wyłączenie sekcji toru 
przy wystąpieniu 
zwarcia

e)

wyłączenie toru na 
odcinku między -
podstacyjnym przy 
wystąpieniu zwarcia

background image

 

podstacja tr. 

a) 

b) 

c) 

kabina sekcyjna 

Sposoby
zasilania sieci 
stacyjnej:   

a) z sieci 
torów 
szlakowych, 

b) z podstacji,

c) z kabiny 
sekcyjnej

background image

 

17 

16 

1

30 

20 

80 

podstacja trakcyjna 

70 

107 

40 

10 

108 

18 

39 

29 

19 

106 

106 

106 

106 

106 

60 

Przykład sekcjonowania sieci na stacji; numeracja odłączników

background image

Podstacje trakcyjne

Podstacja trakcyjna składa się z trzech zasadniczych części:
1.

rozdzielni energetycznej wysokiego napięcia

2.

grupy urządzeń przetwarzających energię dostarczoną na energię o
takich parametrach, jakie są potrzebne do zasilania pojazdów

3.

rozdzielni prądu przetworzonego

 

(+) 

mostek prostowniczy 

Dł. katodowy 

(-) 

D1 

D2 

D3 

D4 

D5 

D6 

filtr rezonansowy 

filtr typu 

Γ 

a) 

b) 

c) 

Urządzenia podstacji trakcyjnej

background image

 

OU1 

OL1 

W1 

OS1 

LWN1 

OSZ1 

WZ1 

T1 

P1 

D1 

OP1 

WS1 

(+) 

Odłącznik szyny 
zapasowej 

TP1 

TP2 

OP2 

OP1 

S1 

S2 

0,4kV 

OU2 

OL2 

W2 

OS2 

LWN2 

OSZ2 

WZ2 

T2 

P2 

D2 

OP2 

Odłącznik szyny 

głównej

Wyłącznik szybki

Odłącznik liniowy 

WS5 

Z1 

Z2 

Z3 

Z4 

Z5 

Do szyn 

K

ab

le

 

p

o

w

ro

tn

Do sieci jezdnej 

OS 

15 kV 

WZ 

Wyłącznik 

zapasowy 

Schemat obwodu 
głównego podstacji 
trakcyjnej kolejowej 
systemu prądu 
stałego

background image

 

Podstacja trakcyjna 

OZ2 

OZ1 

02 

01 

OZ5 

OP 

05 

OZ4 

OZ3 

03 

04 

Tor 2 

Tor 1 

Schemat połączenia podstacji trakcyjnej kolejowej systemu prądu stałego 
z siecią trakcyjną

background image

Zespół prostownikowy przy transformacji 110/3 kV

background image

Prądy błądzące

 

kabel 

powrotny 

szyny 

rurociąg 

strefa katodowa szyny 

strefa anodowa szyny 

strefa katodowa rurociągu 

strefa anodowa rurociagu 

I

sz

(x) 

∆U

szyna-ziemia