Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Системы тягового электроснабжения скоростных и высокоскоростных линий

Реализация скоростей движения до 250 километров в час на магистрали С. Петербург – Москва связана с решением ряда задач. Лимитирующим элементом существующей системы тягового электроснабжения является в первую очередь контактная сеть...

О том, какие проблемы предстоит преодолеть, чтобы добиться конечной цели, на симпозиуме «Элтранс-2007» выступил главный инженер Департамента электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД» Вячеслав Васильевич Хананов.

Фото В. Манахимова
Фото В. Манахимова
Зарождение и развитие скоростного и высокоскоростного движения в нашей стране начиналось на магистрали Санкт-Петербург – Москва.

Для организации движения пассажирских поездов со скоростью до 200 км/час с 1998 по 2001 год были реконструированы устройства тягового электроснабжения, к 35 существовавшим дополнительно были построены 14 новых тяговых подстанций, включены в работу 32 поста секционирования, на пригородных участках было запланировано устройство контактной сети для скоростей до 160 км/час...

После принятия ОАО «РЖД» решения о повышении скорости, о путевом развитии пригородных зон и систематизации путей для интенсивного пригородного движения и пропуска высокоскоростных поездов реконструкция контактной сети пригородных участков Крюково – Колпино осуществляется по техническим решениям КС-250 – для скоростей до 250 км/час. Обновление контактной сети Колпино – С.-Петербург, Химки-Москва – Пассажирская проведено по техническим решениям КС-200 (на изолированных горизонтальных консолях), позволяющим без значительных дополнительных вложений адаптировать контактную сеть к скоростям до 250 км/час.

Реализация таких скоростей по системе электротяги постоянного тока 3 кВ признана возможной и связана с решением ряда задач. Лимитирующим элементом существующей системы тягового электроснабжения является в первую очередь контактная сеть.

Ограничения обусловлены механическими и электрическими характеристиками контактной подвески (требуется подвеска с коэффициентом неравномерности эластичности в пролете 65 м равным 1,1). При реконструкции контактной сети необходимо устранить отрицательные факторы.

По расчетам ВНИИЖТ и ТЭЛП величина тока, потребляемого электропоездом при скорости движения 250 км/час, – 4200 А (с учетом собственных нужд). Каковы допустимые токовые нагрузки сети КС-200? Длительные – 1840 А, трехминутные – 2390 А, одноминутные – 4590 А. Поэтому и стоит задача увеличения нагрузочной способности сети с учетом времени хода высокоскоростного поезда по межподстанционной зоне токораспределения по ветвям контактной сети.

На основе изучения конструкций высокоскоростных контактных подвесок европейских стран наш департамент принял решение: при адаптации существующей контактной сети КС-200 для скоростей до 250 км/час сохранять опорные и поддерживающие конструкции и медный несущий трос М-120 на существующих отметках.

Консольные изоляторы сохранить при условии, что действующая нагрузка не превышает 40 процентов той, при которой изолятор разрушается. На изолирующих сопряжениях сохранить полимерные гладкостержневые изоляторы, в несущем тросе – натяжные гладкостержневые или ребристые. В анкеровках проводов всех типов сохраняются тарельчатые стеклянные изоляторы или применяются полимерные.

Длина пролетов контактной подвески остается прежней – не более 65 метров.

Использование большей части существующих устройств КС-200 значительно сокращает объем работ, затраты всех видов ресурсов при реконструкции.

Чтобы обеспечить требуемые качество токосъема на высоких скоростях движения и уровень электрической прочности контактной сети, производится замена медных проводов МФ-120 с натяжением 1200 кг в каждом на провода из легированной меди сечением 120 кв. мм и натяжением 2000 кг в каждом; маломощных алюминиевых стоек стержней фиксаторов на стойки из нержавеющей стали; дополнительных стержней фиксаторов на стержни облегченной конструкции из алюминиевых сплавов; токопроводящих мерных струн из медного многопроволочного каната сечением 16 кв. мм на мерные регулируемые более износостойкие и прочные из бронзового каната сечением 16 кв.мм; электрических соединений на неизолирующих и изолирующих сопряжениях анкерных участков на новые, смонтированные с применением арматуры повышенной электрической прочности на базе прессуемых зажимов из меди и болтовых зажимов из кремнисто-никелевой бронзы.

Монтируются электрические соединения (ПС) между контактной подвеской и усиливающим проводом на новые – с помощью прессуемых, болтовых и аппаратных зажимов; узлы подключений к подвеске проводов фидерных и продольных разъединителей – с помощью прессуемых медных и болтовых зажимов; зажимы контактной сети, изготовленные по технологии литья по выплавляемым моделям, с крепежом из углеродистой стали на изготовленные по технологии горячей объемной штамповки из кремнисто-никелевой бронзы с крепежом из нержавеющей стали и медные, прессуемые для наиболее электрически нагруженных узлов.

Для обеспечения устойчивости анкерных опор сети КС-200 участка Рябово – Клин (476 км) при переходе на повышенное натяжение контактных проводов устанавливаются дополнительные анкеры и оттяжки в створе с существующими и дополнительные переходные опоры для разнесения сопрягаемых контактных подвесок на самостоятельные опоры.

Повышение натяжения контактных проводов обеспечивается установкой дополнительных грузов в гирлянде компенсирующего устройства и фиксацией их направляющей штангой.

Все схемные и технические решения систематизированы и объединены в единый альбом «Проект 32-07» «Конструктивные решения устройств контактной сети для постоянного тока для скорости движения до 250 км/час».

Контактная подвеска на участках Крюково – Химки, Санкт-Петербург – Колпино до окончания реконструкции заменена на подвеску с горизонтальными изолированными консолями, построенную по техническим решениям КС-200 и позволяющую без значительных затрат адаптировать ее к скоростям до 250 км/час. Основная часть мероприятий сводится к повышению натяжения проводов до 2000 кг в каждом.

Отработка вариантов адаптации проведена на пилотных анкерных участках перегона Лихославль – Калашниково, где в декабре 2006 г. была достигнута скорость 262 км/час при требуемых показателях качества токосъема.

Для высокоскоростных контактных подвесок постоянного тока 3 кВ в 2006-м освоено производство бронзовых проводов и многопроволочных тросов на основе легирования меди оловом, позволяющих увеличить натяжение до требуемых 2000 кг; арматуры на основе прессуемых медных и болтовых зажимов высокой механической и электрической прочности; облегченных консолей и фиксаторов из алюминиевых профилей.

Отдельные элементы подвески (например, бронзовые контактные провода) не могут быть смонтированы по старой технологии (раскатка без предварительного натяжения, близкого к рабочему). Эксплуатация механизированных комплексов ДНЖ-1 и РНЖ-1 показала: раскатка проводов из бронзы и низколегированной меди с предварительным натяжением обеспечивает достижение требуемых качественных показателей в части прямолинейности. Применение комплексов позволяет вести работы расширенным фронтом, увеличить производительность.

Согласно расчетам пропускной способности системы тягового электроснабжения, выполненным ТЭЛП и ВНИИЖТ, на проблемных межподстанционных зонах участка Колпино – Крюково для движения высокоскоростных поездов необходимо применить вольтодобавочные устройства.

Нашим департаментом разработаны основные мероприятия по реконструкции устройств электроснабжения для высокоскоростного движения на магистрали Санкт-Петербург – Москва и план-график их реализации.

Для участков российских железных дорог с запланированными скоростями движения до 200 км/час при тяге переменного тока 25 кВ ведется поиск новых и систематизация существующих технических решений, которые позволят в перспективе обеспечить скорости до 230 км/час.

Повышение скоростей более 250 км/час на постоянном токе 3 кВ мировым научно-техническим сообществом признано нецелесообразным. Для таких скоростей применяются системы тяги переменного тока.

Переход за 250 км/час, как правило, связан со строительством новых специализированных железнодорожных линий или с реконструкцией существующих на направлениях, связывающих мегаполисы.

Сооружение систем электрической тяги переменного тока в границах мегаполисов и ближайших пригородах зачастую проблематично: трудно обеспечить электромагнитную совместимость и соблюсти экологические требования. На таких линиях применяется электроподвижной состав, предназначенный для нескольких систем электрической тяги.

Последние достижения в строительстве высокоскоростного подвижного состава и инфраструктуры позволяют обеспечить коммерческую скорость 350 км/час на участках с электрической тягой на переменном токе. Для таких скоростей в европейских странах применяется система электроснабжения тяги 2х25 кВ с контактной подвеской жесткого типа, то есть с натяжением несущего троса и контактного провода порядка 25–27 кН.

Апробированных технических решений и ряда элементов контактной сети для указанных скоростей движения в ОАО «РЖД» пока нет. Их разработка и производство либо закупка за рубежом потребуются в ближайшей перспективе.

Некоторые компоненты контактной сети отечественного производства (консоли, изоляторы, арматура) могут применяться после проверки на соответствие требованиям, предъявляемым в Европе.

Исключительная точность при сооружении высокоскоростной контактной сети требует проведения шеф-монтажа и приемки объектов после испытаний специализированным вагоном-лабораторией или измерительным поездом на скорости, превышающей эксплуатационную на 10 процентов (как это делает, например, компания «Сименс АГ»). Для организации, координации и проведения всех работ необходимо создать специализированную структуру с соответствующим техническим оснащением и обученным персоналом.

Контактная сеть для скоростного движения и ВСМ – новый транспортный продукт, непременная часть перехода на качественно более высокий уровень предоставления услуг.

Необходимо разработать и утвердить новую нормативную базу с обоснованными технико-экономическими требованиями. Чтобы определить оптимальные натяжение проводов, длину анкерных участков и пролетов, варианты конструктивного исполнения узлов и т.п., предстоит провести расчеты системных параметров, применить математическое моделирование, испытать подвески на опытном полигоне (который, к слову, нужно построить потому, что проведение полноценных испытаний на участках дорог в условиях движения поездов невозможно).

С учетом перспективы скоростного движения на направлении Центр – Юг и строительства ВСМ необходимо планирование на двух- трехлетний период в рамках единой инновационной программы. При нынешнем потенциале отечественных разработок передавать полностью проектирование и поставку продукции зарубежным фирмам представляется нецелесообразным.

© Евразия Вести IV 2008







IV 2008

Евразия Вести IV 2008

РЖД - ТЭК совместное решение сложных задач

Строительство и развитие инфраструктуры грузонапряженных, скоростных и высокоскоростных линий - один из приоритетов «РЖД»

«ЭЛТРАНС»: в атмосфере взаимообогащающего сотрудничества

Электрификация и стратегия обновления устройств электроснабжения железнодорожного транспорта

Перспективы развития техники и технологий хозяйства электрификации и электроснабжения

С оптимизмом смотреть в будущее

Система центров планирования и контроля потребления электроэнергии ОАО «РЖД»

Научно-педагогическая школа «Электрификация и электроснабжение железнодорожного транспорта»

Рекомендации международного симпозиума «Элтранс-2007»

Новые технологии реконструкции объектов тягового энергоснабжения

Перспективы применения полимерной опорной изоляции в ОАО «РЖД»

На переднем крае электрификации

Успехи «Электровыпрямителя» на «железнодорожном» направлении

«ЗЭТО»: идти в ногу со временем

Вклад компании «Силовые машины» в создание энергосберегающих электропоездов

Компания готова участвовать в перспективных проектах «РЖД»

Два варианта усиления системы электроснабжения тяги постоянного тока

И управляют, и экономят

Электроника на транспорте

Диверсификация электроснабжения ОАО «РЖД»

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести