СМИ об РЖД

Разделять и властвовать

Под сложным названием "Пост секционирования с интеллектуальной системой управления коммутационными аппаратами на межподстанционной зоне" на самом деле скрывается довольно простая идея, смысл которой заключается в том, чтобы сократить до минимума потери электроэнергии в сетях.

– В границах нашей дороги, в плане энергетики, существует два принципиально различных полигона: постоянного и переменного тока, – рассказывает начальник технического отдела Южно-Уральской дирекции по энергообеспечению Рустам Сабиров. – Первый – это постоянный электрический ток напряжением 3,3 тысячи вольт. По сути, весь главный ход ЮУЖД, электрификация которого началась еще в середине 40-х годов прошлого века, работает на нем. Что касается так называемого "южного направления", то есть Орска, Оренбурга, то там электроснабжение подвижного состава осуществляется переменным током при большем напряжении – 27,5 тысячи вольт, это гораздо более совершенная система.

Чтобы понять суть вопроса, Рустам Накипович проводит своего рода краткий ликбез. Любая межподстанционная зона, как понятно из названия, ограничена двумя тяговыми подстанциями. Между ними контактная сеть. Конкретная особенность и отличие участков переменного тока от по­стоянного заключается в том, что ток течет в контактной сети практически все время, меняя лишь свою величину.

– Представьте очень простую ситуацию: едет по этому участку поезд, потребляя из контактной сети электроэнергию, необходимую для его движения. Это значительный по величине тяговый, скажем так, "полезный" ток, – рассказывает Рустам Накипович. – Если состава нет, то по сети все равно протекает электрический ток, называемый уравнительным, потому что две подстанции по краям участка не могут иметь совершенно одинаковую загрузку. Одна загружена чуть больше, вторая чуть меньше, и эти режимы постоянно динамически меняются. Так вот, уравнительные токи являются, по сути, "паразитными", потому что создают потери в тяговой сети при отсутствии полезной нагрузки в виде локомотива.

Все это перерастает во внушительные финансовые потери. Что можно сделать, чтобы их избежать? По словам энергетиков, решение было найдено еще в 70-х годах прошлого века: ровно посередине участков организовать нейтральные вставки, или иначе токораздел. Соответственно, каждая подстанция пропитывает свой отрезок контактной сети до нейтральной вставки. Такую схему называли встречно-консольной. При этом уравнительные токи исчезают, а следовательно и приличная составляющая потерь. Однако у технологии есть и минусы. При приближении локомотива к середине зоны напряжение на его токоприемнике снижается гораздо сильнее, чем в схеме с двухсторонним питанием, – ведь теперь его питает только одна подстанция. При этом пониженное напряжение на токоприемниках машин существенно влияет на их энергетические характеристики и значительно ухудшает тяговый режим.

Когда перевозки находились на пике, с потерями мирились ради пропускных способностей. Однако в начале 1990-х годов объемы перевозок резко сократились. Поездов на южном ходу практически не стало. С подачи специалистов профильных институтов для снижения потерь предложили на постах секционирования устанавливать эти самые нейтральные вставки. Таким образом, потери электроэнергии удалось свести к минимуму.

– С начала 2000-х южное направление заработало, объемы начали расти, – объясняют в Дирекции по энергообеспечению. – Поезда опять начинали сильно подсаживать напряжение. Это создавало серьезные проблемы. В итоге вставки убрали, поезда пошли как надо, но опять вернулись к тому, с чего начинали, – уравнительным токам и потерям.

Недавно в компании запустили технологию, которая решает проблему. Речь идет о создании постов секционирования с высокой степенью автоматизации. С помощью набора датчиков система управ­ления поста определяет токи и напряжения в контактной сети и с помощью определенного набора алгоритмов выбирает оптимальную для конкретной поездной ситуации схему питания участка – встречно-консольную или двухстороннюю. В первую очередь технологию внедрили на дорогах, где основная часть хода на переменном токе. И вот теперь очередь дошла до Южно-Уральской магистрали.

– На самом деле все очень просто, – продолжает начальник технического отдела. – Когда поезд заходит на межподстанционную зону, нагрузка резко возрастает, и пост как бы объединяет два смежных участка, создавая двухстороннюю схему. Локомотив проходит участок, а затем, когда покидает его, пост секционирования опять восстанавливает схему с разделом, пресекая возникновение уравнительных токов. Важно, что коммутационный аппарат с автоматикой устанавливается не на старом посту, как это было раньше, а меняется весь пост, комплексно.

Для внедрения новой технологии был выбран перегон Бреды – Айдырля на границе между Челябинской и Оренбургской областями. Работы по установке оборудования прошли очень быстро: к концу лета 2018 года был разработан проект, монтировать начали в сентябре, а запустили пост в ноябре.

Почему именно Бреды – Айдырля, ведь подобных участков на ЮУЖД немало?

– Он всегда был у нас на особом счету, – объясняют энергетики. – И не только из-за горного рельефа. Специфичность участка в том, что ограничивающие его подстанции находятся в разных энергосистемах. Образно это, как два моря рядом, а контактная сеть – один из каналов, их соединяющий. Естественно, режимы работы энергосистем динамически меняются и в ряде случаев перетоки могут достигать значительных величин, порой соизмеримых с тяговой нагрузкой. И вот тут "умная" автоматика поста оказывается очень кстати. При этом в русле приведенной аналогии пост начинает работать как морской шлюз.

Сейчас трудно делать прогнозы на будущее, однако не исключено, что в скором времени руководство Трансэнерго одобрит монтаж еще пары постов секционирования на нашей магистрали.

 

Александр Кичигин

Версия для печати
screenRenderTime=1