Технические нормы и требования к проектированию и строительству железнодорожного электроснабжения ВСМ

1.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМЫ И ТРЕБОВАНИЯ К
ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВСМ
Руководитель группы разработчиков
ФГБОУ ВПО ПГУПС, доктор технических
наук, профессор Бурков Анатолий
Трофимович

2.

1. АВТОТРАНСФОРМАТОРНАЯ СИСТЕМА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
НАПРЯЖЕНИЕМ 2×25 кВ,
50 Гц
Обоснование:
Обеспечивает стабилизацию напряжения на межподстанционной зоне, снижение
потерь электроэнергии, уменьшает опасное и мешающее электромагнитное
влияние на смежные устройства. Характеризуется успешным применением на
зарубежных ВСМ (Франция, Италия и др.) при скорости выше 300 км/ч.
Заключение:
Соответствует требованиям электроэнергетической безопасности

3.

2. УРОВЕНЬ ВЫСШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ
ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ НЕ НИЖЕ 220 кВ
Обоснование:
Снимает ограничения провозной и пропускной способностей по устройствам
электроснабжения ВСМ при скорости выше 350 км/ч и до 400 км/ч. Успешный
опыт применения на ВСМ Франции, Японии, Испании.
Заключение:
Соответствует требованиям электроэнергетической безопасности

4.

3. УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ УСТРОЙСТВ
ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВСМ ПРИ
СКОРОСТИ ВЫШЕ 350 км/ч И ДО 400 км/ч
ДО 3 МВА/км
Обоснование:
Рекомендации Международного союза железных дорог. Результаты тяговых и
электрических расчетов.
Заключение:
Соответствует требованиям обеспечения графика движения поездов на ВСМ при
скорости выше 350 км/ч и до 400 км/ч с интервалом попутного следования не
более 6 мин.

5.

4. МАКСИМАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ
ТЯГОВЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ В
АВТОТРАНСФОРМАТОРНОЙ СИСТЕМЕ
2×25 КВ, 50 ГЦ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ РАСЧЕТНЫМ
ПУТЕМ
Обоснование:
Обеспечение требуемого уровня напряжения у токоприемников
высокоскоростных поездов.
Заключение:
Соответствует обеспечению показателей качества и надежности
электрообеспечения электрической тяги на ВСМ.

6.

5. НОМИНАЛЬНЫЙ, МАКСИМАЛЬНЫЙ И
МИНИМАЛЬНЫЙ УРОВНИ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ
ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ И У ТОКОПРИЕМНИКА ЭПС
СИСТЕМЫ 2×25 кВ, 50 Гц:
Uном
Uмакс
Uмин
Шины ТП
Токоприемник
27,5 кВ
25,0 кВ
29,0 кВ
29,0 кВ
Обоснование:
По итогам координации российских и международных норм.
Заключение:
Соответствует требованиям электрообеспечения высокоскоростного
электроподвижного состава.
—
21,0 кВ

7.

6. НАИБОЛЬШАЯ ДОПУСТИМАЯ ТЕМПЕРАТУРА
НАГРЕВА ПРОВОДОВ ЭЛЕКТРОТЯГОВОЙ СЕТИ:
Бронзовый контактный
провод, несущий трос
Питающий и обратный
алюминиевый
(сталеалюминиевый) провод
До 1 сек. (режим До 10 мин.
к.з.)
Длительно
170ºС
130ºС
100ºС
130ºС
100ºС
90ºС
Обоснование:
По итогам координации российских норм с международным стандартом IEC
60913.
Заключение:
Соответствует требованиям электроэнергетической безопасности.

8.

7. УРОВЕНЬ НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ПРОДОЛЬНОЙ ЛИНИИ ПИТАНИЯ НЕТЯГОВЫХ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ:
ПЕРЕМЕННОЕ 3-Х ФАЗНОЕ, 20 кВ, 50 Гц
Обоснование:
Результаты электрических расчетов при питании от отдельных силовых
трансформаторов на тяговых подстанциях.
Заключение:
Соответствует требованиям электроэнергетической безопасности.

9.

8. ГАБАРИТЫ УСТРОЙСТВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ДЛЯ
СКОРОСТИ ВЫШЕ 350 км/ч И ДО 400 км/ч:
номинальная высота контактного провода у опор от УГР – 5900 мм;
минимальный вертикальный габарит контактного провода – 5620 мм;
габарит опор контактной сети – не менее 3500 мм;
конструктивная высота контактной подвески – не менее 1400 мм;
номинальный зигзаг контактного провода – ± 300 мм.
Обоснование:
Результаты расчетов с учетом габарита Т подвижного состава и принятых параметров
токоприемника.
Заключение:
Не противоречат требованиям безопасности при скорости до 330 км/ч. Требуется
дополнительное подтверждение путем испытаний на опытно-экспериментальных
участках и испытательных полигонах.

10.

9. ДЛИНА НЕЙТРАЛЬНОЙ ВСТАВКИ КОНТАКТНОЙ
СЕТИ 25 кВ, 50 Гц:
НЕ МЕНЕЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖУ ДВУМЯ КРАЙНИМИ
ТОКОПРИЕМНИКАМИ ОБРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭПС
Обоснование:
Опыт применения на отечественных железных дорогах и зарубежных ВСМ.
Заключение:
Соответствует требованиям безопасности.

11.

10. ПРОВОДА И ТРОСЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ДЛЯ
СКОРОСТИ ВЫШЕ 350 км/ч И ДО 400 км/ч:
контактные провода бронзовые:
вариант 1 – российского производства сечением 120 мм2 или 150 мм2;
вариант 2 – производства зарубежных фирм сечением 120 мм2 или 150 мм2;
несущий трос бронзовый многопроволочный сечением 120 мм2
Обоснование:
Национальный стандарт ГОСТ Р 55647-2013.
Европейский стандарт EN 50149.
Заключение:
Соответствует требованиям безопасности.

12.

11. МАКСИМАЛЬНЫЕ ДОПУСТИМЫЕ НАТЯЖЕНИЯ
КОНТАКТНЫХ ПРОВОДОВ И НЕСУЩИХ ТРОСОВ ВСМ
ДЛЯ СКОРОСТИ ВЫШЕ 350 км/ч И ДО 400 км/ч
ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ПО МЕТОДУ ПРЕДЕЛЬНЫХ
СОСТОЯНИЙ С УЧЕТОМ ВРЕМЕННОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И ДОЛЖНЫ
БЫТЬ НЕ МЕНЕЕ:
490 Н/мм2 для проводов сечением 120 мм2;
470 Н/мм2 для проводов сечением 150 мм2.
Обоснование:
Методика международного стандарта IEC 60913 (раздел 5), EN 50149.
Заключение:
Соответствует требованиям безопасности.

13.

12. КОНТАКТНЫЕ НАЖАТИЯ ТОКОПРИЕМНИКА ЭПС
НА КОНТАКТНЫЕ ПРОВОДА ДЛЯ СКОРОСТИ ВЫШЕ 350
км/ч И ДО 400 км/ч:
20
статическое нажатие на переменном токе 70 10 Н;
аэродинамическая составляющая контактного нажатия, Н:
F 0, 00097 V 2 ,
A
ЭПС
где VЭПС – скорость движения ЭПС, км/ч.
Обоснование:
Европейский стандарт EN 50367, IEC 60913.
Заключение:
Соответствует требованиям безопасности.

14.

13. КООРДИНАЦИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОДОВ И
СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЭПС:
сумма натяжений контактного провода К и несущего троса Т
должна определяться из неравенства:
2
;
Т К mНТ mКП VЭПС
где mНТ – распределенная масса несущего троса, кг/м;
mКП – распределенная масса контактного провода, кг/м;
Т и К – натяжения проводов, Н.
Обоснование:
Методика, приведенная в издании фирмы «Siemens»: «Contact lines for electric
railways», 2009.
Заключение:
Отвечает условию VЭПС < 0,7∙VС, где VС – скорость распространения поперечной
волны по контактной подвеске. Это условие отвечает требованиям безопасности.

15.

14. ПАРАМЕТРЫ ОБРАТНОЙ ЭЛЕКТРОТЯГОВОЙ СЕТИ
ВСМ ДЛЯ СКОРОСТИ ВЫШЕ 350 КМ/Ч И ДО 400 КМ/Ч:
Сеть формируется путем параллельного соединения тяговых
рельсов и обратного провода, прокладываемого по опорам
контактной сети (аналогично экранирующему проводу)
Обоснование:
По данным разработки ОАО «ВНИИЖТ» (автор Наумов А.В.) и Международного
стандарта UIC 62128-1.
Заключение:
Отвечает требованиям энергоэкономичности, электромагнитной совместимости и
безопасности.

16.

15. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗОЛЯТОРАМ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ ВСМ ДЛЯ СКОРОСТИ ВЫШЕ
350 км/ч И ДО 400 км/ч:
должны быть выполнены полимерными стержневыми с
цельнолитой кремнийорганической оболочкой;
должны иметь защиту от птиц.
Обоснование:
По данным Национального стандарта ГОСТ 55648-2013; ПУТЭКС;
Международных стандартов IEC 62217, IEC 61109, IEC 61952.
Заключение:
Соответствует требованиям безопасности.

17.

16. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ
КАЧЕСТВА ТОКОСЪЕМА ПРИ СКОРОСТИ ВЫШЕ
350 км/ч И ДО 400 км/ч:
допустимое значение статического максимума контактного нажатия при
указанном диапазоне скорости не должно превышать 450 Н;
качество токосъема оценивается показателями контактного нажатия или
процентом искрения. Дополнительно контролируется отжатие контактного
провода.
Обоснование:
В соответствии со стандартами IEC 60913, EN 50367, EN 50317.
Заключение:
Принятая оценка качества токосъема не противоречит требованиям обеспечения
безопасности и качества токосъема. Оценка качества должна быть произведена методом
натуральных испытаний на опытно-экспериментальном участке ВСМ, результаты которых
должны сравниваться с результатами математического моделирования.

18.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!