146
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Проблема
необходимости
реконструкции
оборудования подстанций тяговых транзитов РЖД
возникла в связи с ростом перетоков мощности по
сечениям и связям сетей ЕНЭС (220 кВ и выше). При
разрыве связей более высокого класса напряжения часть
транзитной мощности начинает перераспределяться по
сети 110 кВ. При этом, межсистемные транзиты 110 кВ,
как правило, это транзиты тяговые, которые
предназначены, в основном, для питания тяговой
железнодорожной нагрузки постоянного тока (3,3 кВ) или
переменного тока (27,5 кВ). Основная часть подстанций
этих транзитов выполнена по упрощённой схеме ("мостик"
или "одна несекционированная система шин" с обходной
или без таковой). Типовые схемы для таких подстанций
приведены на рисунке 1. При быстром развитии сети
железных дорог в СССР, тяговые транзиты собирали, что
называется, "с миру по нитке" и поэтому на подстанции
можно обнаружить несочетаемый набор: разъединители
РЛДН-1000 и трансформаторы тока с ДДТН 300 А. В этом
случае ограничивающим фактором будут параметры
трансформатора тока.
Рис 1 – Типовые схемы тяговых подстанций (а – одна
несекционированная система шин с обходной; б – «мостик» с ремонтной
перемычкой)
II.
Ф
АКТОРЫ
,
ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ПЕРЕДАЧУ
МОЩНОСТИ ПО ТРАНЗИТАМ
,
И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Ошиновка названных выше подстанций выполнена тем
же проводом, что и ВЛ (АС-150). Уже при двухцепном
исполнении транзитных ЛЭП, зафиксированных на одну
систему шин, приходим к ограничению перетока, т.к.
имеем две ЛЭП с проводом АС-150 (ДДТН 450 А при tнв
= +25
0
С), приходящие на одну систему шин с ошиновкой,
выполненной тем же проводом. К тому же надёжность
таких схем низкая и при рассмотрении режимов работы
ЕЭС России всегда исходят из наиболее тяжелого
нарушения. Таким нарушением в схеме с одной системой
шин является её погашение действием защит с
неуспешным АПВ шин. К тому же, чем ниже класс
напряжения, тем чувствительнее параметры ЛЭП к
температуре наружного воздуха. Шкала ДДТН для
провода АС-150/19 выглядит как представлено в таблице
1. В результате такой компоновки схемы ОРУ-110
(рисунок 1(а)) допустимый переток по транзиту 110 кВ
снижается в 2 раза.
При
анализе
нормальных
схем
соединений
энергосистем заметно, что точки раздела устанавливаются
между энергосистемами на подстанциях 110 кВ РЖД.
Низкая пропускная способность сети 110 кВ,
шунтирующей сети более высокого напряжения
вынуждает применять дополнительные устройства
режимной и сетевой автоматики, обеспечивающие
разгрузку оборудования до допустимых параметров. Эти
мероприятия дополнительно ограничивают режимы
энергосистем. Наиболее часто используемая автоматика –
АОПО
(автоматика
ограничения
перегрузки
оборудования). Её достоинством является простота
алгоритма работы, надёжность исполнительной части. Но
результатом
её
действия
является
отключение
выключателя, что приводит к сокращению количества
транзитных связей и уменьшению выдачи (или приёма)
транзитной мощности. Большинство выключателей
старых образцов с низкой коммутационной способностью
и малым межремонтным ресурсом. Реконструкция
оборудования тяговых подстанций касается, в большей
части, оборудования контактной сети. Реконструкция
первичной схемы тяговых подстанций связана с
необходимостью
повышения
надёжности
электроснабжения
потребителей
и
устойчивости
функционирования энергосистем и требует больших
вложения больших финансовых ресурсов.
Инвестиционная
программа
РЖД
в
части
модернизации электрооборудования касается, в основном,
повышения надёжности функционирования силовой части
тягового оборудования. При этом, реконструкция
электрооборудования первичной схемы 110 кВ и выше
остается второстепенной задачей и очень растянута во
времени. В связи с реализацией на территории России
транспортной стратегической составляющей программы
КНР "Один пояс – один путь" в настоящее время основное
финансирование проектов РЖД направлено на развитие
инфраструктуры на территории Дальнего Востока.
Отличие электрической сети РЖД в Европейской части
России и в Сибири, и на Дальнем Востоке стоит в классе
напряжения основной сети. В Европейской части России
сеть 110 кВ, в Сибири и на Дальнем Востоке – сеть класса
напряжения 220 кВ. Увеличение класса напряжения
решает дополнительную задачу - передачу мощности.
Вместе с этим при прогнозном увеличении грузоперевозок
между КНР и Европейским Союзом транзитом через
территорию Российской Федерации в полной мере встает
вопрос усиления надёжности функционирования
Таблица I. Длительно допустимая токовая нагрузка провода АС-150/19
tнв,
0
C
-20 и
ниже
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40 и
выше
Марка
провода
Длительно допустимый ток нагрузки, А
АС-
150/19
581
581
581
581
558
540
518
500
473
450
423
396
365
