6. ZASILANIE Struktura układu zasilania Transformacja napięcia w systemie trakcji 3kV DC

Ogólny schemat zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego

Sieć trakcyjna kolejowa Odbieraki a) krążkowy, b) łyżkowy, c) pantografowy

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 sieć łańcuchowa podwójna Ze względu na ograniczenie wpływu warunków atmosferycznych rozróżnia się sieć łańcuchową: nieskompensowaną, półskompensowaną skompensowaną

Sieć płaska

Sieć łańcuchowa pojedyncza Sieć łańcuchowa podwójna

Szkic zawieszenia sieci półskompensowanej i skompensowanej

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 mm2. Przewody mogą mieć różne powierzchnie przekroju: 50 – 120 mm2, 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 mm2 i dwa przewody jezdne o przekroju 100 mm2 każdy. Przewody prowadzone są w odległości 8 cm od siebie.

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 mm2 Cu, dwa przewody jezdne 100 mm2 Cu oraz przewód dodatkowy 25 mm2 Cu, YC95-2C – dla 120 km/h, lina nośna 95 mm2 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.

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.

Koło pneumatyczne w pojeździe metra (np. metro w Paryżu)

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.

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

Układ zasilania z kabiną sekcyjną schemat uproszczony schemat z wyłącznikami szybkimi zasilanie pojazdu trakcyjnego

wyłączenie sekcji toru przy wystąpieniu zwarcia wyłączenie toru na odcinku międzypodstacyjnym przy wystąpieniu zwarcia

Sposoby zasilania sieci stacyjnej: a) z sieci torów szlakowych, b) z podstacji, c) z kabiny sekcyjnej

Przykład sekcjonowania sieci na stacji; numeracja odłączników

Podstacje trakcyjne Podstacja trakcyjna składa się z trzech zasadniczych części: rozdzielni energetycznej wysokiego napięcia grupy urządzeń przetwarzających energię dostarczoną na energię o takich parametrach, jakie są potrzebne do zasilania pojazdów rozdzielni prądu przetworzonego Urządzenia podstacji trakcyjnej

Schemat obwodu głównego podstacji trakcyjnej kolejowej systemu prądu stałego

Schemat połączenia podstacji trakcyjnej kolejowej systemu prądu stałego z siecią trakcyjną

Zespół prostownikowy przy transformacji 110/3 kV

Prądy błądzące