ტრადიციული სPEED რეჟიმის რკინიგზათა ელექტროენერგეტიკური სისტემებისთვის ნეიტრალური შეერთების მეთოდები

რკინიგზის ელექტრომაგისტრალები ძირეთადად შედგება ავტომატური ბლოკირების სიგნალიზაციის ხაზებისგან, გამჭოლი სამუშაო ხაზებისგან, რკინიგზის ქვესადგურებისა და განაწილების სადგურებისგან, ასევე შემომავალი ელექტრომომარაგების ხაზებისგან. ისინი მომარაგებენ ელექტროენერგიას რკინიგზის ძირეულ ოპერაციებს – სიგნალიზაცია, კავშირი, მოძრავი შედგნების სისტემები, სადგურების მგზავრთა მომსახურება და შენახვის საშუალებები. როგორც ეროვნული ელექტროქსელის ინტეგრირებული ნაწილი, რკინიგზის ელექტროსისტემებს ახასიათებს როგორც ელექტროტექნიკური ინჟინერიის, ასევე რკინიგზის ინფრასტრუქტურის განსხვავებული მახასიათებლები.

ჩვეულებრივი სიჩქარის რკინიგზის ელექტროსისტემებისთვის ნეიტრალური გადაყვანის მეთოდების შესწავლის გაძლიერება და ამ მეთოდების დაგეგმვის, მშენებლობის და ექსპლუატაციის დროს სრული გათვალისწინება საკმაოდ მნიშვნელოვანია რკინიგზის ელექტრომომარაგების უსაფრთხოებისა და საიმედოობის გაუმჯობესებისთვის.

1. რკინიგზის ელექტროსისტემებში ნეიტრალური გადაყვანის მეთოდების მიმოხილვა

რკინიგზის ელექტროსისტემებში ნეიტრალური გადაყვანის მეთოდი ჩვეულებრივ აღნიშნავს ტრანსფორმატორების გადაყვანის კონფიგურაციას – ეს არის ფუნქციური (სამუშაო) გადაყვანის ფორმა, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული ძაბვის დონესთან, ერთფაზიანი გადაყვანის დენთან, ზემორგებული ძაბვის დონესთან და რელეიური დაცვის სქემებთან. ეს არის რთული ტექნიკური საკითხი, რომელიც ზოგადად შეიძლება დაიყოს:

• არამყარად გადაყვანილ სისტემებად: შეუერთებელი, რეაქტორით (პეტერსენის კოჭით) გადაყვანილი და მაღალი წინაღობის გადაყვანილი სისტემები;

• მყარად გადაყვანილ სისტემებად: პირდაპირი გადაყვანა და დაბალი წინაღობის გადაყვანა.

ეროვნული ქსელიდან რკინიგზაზე მიწოდებული ელექტროენერგია უნივერსალურად იყენებს შეუერთებელ ნეიტრალურ კონფიგურაციას. რკინიგზის ქვესადგურებიდან და განაწილების სადგურებიდან გამავალი სამუშაო ხაზები ჩვეულებრივ შეერთებულია პირდაპირ მეორად ავტობუსზე (შემომავალი ძაბვის ავტობუსის შემდეგ, მაგრამ ძაბვის რეგულატორის წინ), ამიტომ ისინიც იყენებენ შეუერთებელ ნეიტრალურ სისტემას. გამჭოლი სამუშაო ხაზებისთვის ძაბვის რეგულატორის გადაყვანის მეთოდი შეიძლება შეირჩეს ფაქტობრივი საჭიროებების მიხედვით.

განსხვავებით მაღალსიჩქარიანი რკინიგზის ელექტროსისტემებისგან, რომლებიც ხშირად იყენებენ დაბალი წინაღობის გადაყვანას, ჩვეულებრივი სიჩქარის რკინიგზის სისტემები ძირეულად იყენებენ შეუერთებელ ნეიტრალურ კონფიგურაციებს. თუმცა ამ მიდგომას აქვს გარკვეული უპირატესობები, ევოლუციური უსაფრთხოების სტანდარტები და მიმდინარე ტექნიკური განახლებები მოითხოვს გადაყვანის სტრატეგიების თანამედროვე სამუშაო პირობებში ხელახლა შეფასებას.

2. შეუერთებელი ნეიტრალური სისტემების უპირატესობები და შეზღუდვები

რკინიგზის ელექტრომომარაგების დაგეგმვის კოდექსის (TB 10008–2015) თანახმად, გამჭოლი სამუშაო ხაზების კონფიგურაცია უნდა განისაზღვროს ელექტრომომარაგების საიმედოობისა და პროექტის კონკრეტული პირობების მიხედვით, გამოყენებით თუ არა ავტომაგისტრალურ-კაბელური ჰიბრიდული ხაზები ან სრულიად სამიწამდე კაბელური ხაზები.

ბიუჯეტური შეზღუდვების და ტექნიკური შესაძლებლობების გამო, უმეტეს მოქმედი ჩვეულებრივი სიჩქარის რკინიგზის გამჭოლი სამუშაო ხაზები ამჟამად დამოკიდებულია ძირეულად ავტომაგისტრალურ გამტარებზე ან ავტომაგისტრალზე დამყარებულ ჰიბრიდულ კონფიგურაციებზე. შესაბამისად, მათი ნეიტრალური გადაყვანის სქემები ჩვეულებრივ იყენებენ დაიზოლირებულ ნეიტრალურ (შეუერთებელ) ან მცირე დენის გადაყვანის სისტემებს. რკინიგზის ელექტრომომარაგების მართვის წესების 69-ე მუხლის თანახმად, ასეთ სისტემებში ერთფაზიანი გადაყვანის შეურაცხყოფები უნდა გადავიჭრიოთ დროულად, ხანგრძლივობა ჩვეულებრივ არ უნდა აღემატებოდეს 2 საათს.

კონკრეტული რკინიგზის ბიუროს მონაკვეთის ექსპლუატაციის მონაცემები 2023 წლის იანვრიდან ოქტომბრამდე ასახავს 152 გამორთვას, რომელთაგან 15 იყო მოწყობილობათა გამო (2 შიდა პასუხისმგებლობით, 13 გარე ფაქტორებით). განსაკუთრებით გამოირჩევა გარემოს საფრთხეები – განსაკუთრებით მცენარეულობის შეღწევა – როგორც ავტომაგისტრალური ხაზების სტაბილურობის ძირეული საფრთხე. ერთ-ერთ შემთხვევაში ხე-ტოტები შევიდნენ სავალ სივრცეში და გამოიწვიეს გვერდითი გამტარის ნაწილობრივი ფაზის და გადაყვანის შეერთება. შეურაცხყოფა იდენტიფიცირდა და გადაჭრა 2 საათის განმავლობაში, რაც თავიდან აიცილა რკინიგზის მოძრაობის დარღვევა და მეორადი შეურაცხყოფების გავრცელება. ეს ადასტურებს, რომ არსებული ტექნიკური პირობების მიხედვით, შეუერთებელი ნეიტრალური სისტემები იძლევიან პრაქტიკულ უპირატესობებს.

თუმცა, კაბელურ ხაზებს განსხვავებული გამოწვევები აქვს. ავტომაგისტრალურ ხაზებთან შედარებით, ელექტროკაბელებს აქვთ დაბალი იზოლაციის მარჟები და შეზღუდული ზემორგების დატვირთვის დამაგრება. შეუერთებელი სისტემის ერთფაზიანი გადაყვანის შეურაცხყოფის დროს, ჯანმრთელი ფაზების ძაბვები იზრდება ჩვეულებრივი ფაზა-დედამიწის დონის ზემოთ – შეიძლება მიაღწიოს ხაზი-ხაზის ძაბვას – რაც ზრდის მრავალწერტილოვანი იზოლაციის გატეხილობის რისკს არადაზიანებულ ფაზებში. მეტიც, კაბელურ სისტემებში ემატება ტევადობის გადაყვანის დენები, რაც იწვევს სწრაფ იზოლაციის დეგრადაციას შეურაცხყოფის წერტილში და მაღალ ალბათობას ერთფაზიანი შეურაცხყოფის გადასვლისა ორფაზიან შემოკლებულ გადაყვანაში.

რადგან კაბელები ჩვეულებრივ იმაგირდება დამახვილებით, მილით ან აბრეშუმით, შეურაცხყოფის ადგილის დადგენა რთულია. ეს კი ერთად კაბელური შეერთების ტექნიკური შეზღუდვებით, შეკეთების ლოგისტიკური შეზღუდვებით და რკინიგზის სამუშაო ფანჯრებით, ხშირად შეუძლებელს ხდის შეურაცხყოფების სწრაფად გადაჭრას. პრაქტიკაში, კაბელური გამართულებები ძირეულად გამოწვეულია მუდმივი იზოლაციის გატეხილობით – ორგანული იზოლაციის მასალები ვეღარ აღდგება. შეუერთებელ სისტემაში, დროული გამორთვის არ არსებობის გამო, შეურაცხყოფის დენი გრძელდება, რაც იწვევს მძიმე იზოლაციის დაზიანებას, შეურაცხყოფის ზონის გაფართოებას და შეიძლება გამოიწვიოს მეორადი პრობლ

თუ ერთფაზიანი დამრღვევი კაპაციტური დენი ≤ 10 A, უნდა გამოიყენოს არადამრღვეული სისტემა.

შედარებით, საქსოფონი "სამართალი სიჩქარის რკინიგზის დიზაინის კოდი" (TB 10621–2014) დაუშვებელია არადამრღვეული ნეიტრალური სისტემები, როდესაც დამრღვევი კაპაციტური დენი ≤ 30 A, რომელიც კომპენსირდება ნეიტრალური დამრღვევი რეაქტორით.

სტანდარტული რკინიგზის ელექტროტექნიკის ხელმისაწვდომი წიგნებიდან გამოთვლის მიხედვით, სამართლებრივი ალუმინიური კაბელების (70 mm² და 95 mm² სიგანეები) მაქსიმალური დაშვებული სიგრძეები, რომლებიც ესადარებიან ერთფაზიან დამრღვევ კაპაციტურ დენებს 10 A, 30 A, 60 A, 100 A და 150 A, შეჯამებულია ცხრილში 1. ეს მნიშვნელობები შეიძლება გამოვიყენოთ საშუალების არჩევაზე ფაქტიური კაბელის სიგრძის მიხედვით.

ნეიტრალური წერტილიდან გადაკავშირება სწრაფი ხარვეზის გამოსახერხებლად საშუალებას აძლევს. ნულოვანი თანმიმდევრობის დაცვა შეძლებს ხარვეზის 0.2-2.0 წამში იზოლაციას, რითაც შემცირდება შემდგომი სამუდამო ელექტრო ხარვეზების აღმოცენების ალბათობა და უფრო მცირე ხარვეზების დროს ელექტრო მართვის მოწყობილობების იზოლაციის და მომსახურების ხანგრძლივობის დაცვა.

4. ჩვეულებრივი ნეიტრალური გადაკავშირების მეთოდების შედარება

4.1 უგადაკავშირებული ნეიტრალური სისტემა

უგადაკავშირებული ნეიტრალური მეთოდი არის ისეთი, რომ ერთფაზიანი გადატვირთვის დროს ხარისხის ხარვეზის შემთხვევაში 1-2 საათი უშუალო ენერგიის უშეშესაძლებლობა ხდება არეული ხარისხის ხარვეზის შემთხვევაში. თუმცა, კაბელის დომინირებული ხარისხების შემთხვევაში, ეს მეთოდი ხარვეზის გაფართოების მიზეზი ხდება.

4.2 ნეიტრალური გადაკავშირება დისტიქტიორის მიერ

უგადაკავშირებული ნეიტრალური სისტემის შედარებით, ეს მეთოდი დისტიქტიორის ინდუქტიური დენის გამოყენებით კაპაციტური დენის კომპენსაციას უზრუნველყოფს, რითაც შემცირდება ნულოვანი თანმიმდევრობის დენი ისეთი დონის მისაღებად, რომ ის თავად გაქრება. ასევე შესაძლებელია 1-2 საათი უშუალო მუშაობა ერთფაზიანი გადატვირთვის დროს და ერთფაზიანი ხარვეზის გადაქცევა ფაზებს შორის ხარვეზად. თუმცა, ეს მეთოდი მაღალი მოთხოვნების მოიცავს ნულოვანი თანმიმდევრობის დენის დაცვაზე, არ შეუძლია დაზიანებული ხარისხის იდენტიფიკაცია, დაირჩება რეზონანსის დამუშავების რისკი და არ უზრუნველყოფს ხარისხის დანარჩენი დენის ეფექტურ დასრულებას.

4.3 ნეიტრალური გადაკავშირება დაბალი რეზისტორის მიერ

კაბელის დომინირებული ხარისხების შემთხვევაში, დაბალი რეზისტორის გადაკავშირების მეთოდი ეფექტურად კონტროლირებს ერთფაზიანი გადატვირთვის დროს არკის ნეიტრალური გადატვირთვის საშუალებით შემცირდება სისტემის რეზონანსული დენი, რითაც შემცირდება დენი და რეზისტორი ეფექტურად დაკარგული დენის დასარღვევად. თუმცა, ეს მეთოდი იმ შემთხვევაში შეზღუდულია, როცა ხარისხები არეული ხარისხების დონეზე არიან: გადატვირთვების ხშირობის ზრდა არის ელექტრო სისტემის მუშაობაზე უარყოფითი გავლენა, შემცირდება ენერგიის დამუშავების შესაძლებლობა და ზრდას იღებს მოწყობილობების მექანიკური მრთველობის რთულება.

5. ნეიტრალური გადაკავშირების მეთოდების შესახებ სარკის ელექტრო სისტემებში

(1) ავტომატური ტრეკინგის დისტიქტიორის მოწყობილობების გამოყენების შესაძლებლობის გაუმჯობესება. ეს მიდგომა არის ელექტრო სისტემის ტრანზიტული ნეიტრალური ხარვეზის ავტომატური დასასრული, რითაც შემცირდება გადატვირთვების რაოდენობა. ხარვეზის ალარმის სიგნალის გამოცხადების დროს, ავტომატური ტრეკინგის დისტიქტიორი შექმნის შესაბამის კომპენსირების დენს, რითაც ხარისხის ხარვეზის რეკომპენსაცია ხდება. ეს შემცირებს სამ ფაზაში შორის შორტის ხარვეზების აღმოცენების რიცხვს და უზრუნველყოფს სისტემის სტაბილურობას და უსაფრთხოებას. ამის გარდა, რადგან დისტიქტიორის მოწყობილობას აქვს კონკრეტული არკის გასაქრების კრიტიკული მნიშვნელობა, თუ ნეიტრალური ხარვეზის დენი მცირეა ამ კრიტიკულ მნიშვნელობაზე, დენის აღდგენის სიჩქარე დისტიქტიორის მოქმედების ქვეშ იზრდება, რითაც დაზუსტდება არკის დასრულება და შემცირდება არკის ხარვეზის ხარვეზის რისკი, რითაც შემცირდება ელექტრო ხარვეზები და ეფექტურად უზრუნველყოფს ნეიტრალური გადაკავშირების უსაფრთხო მუშაობა.

(2) როდესაც ხარისხების რეკონსტრუქცია ხდება ხელისუფლი სისტემების და ავტომატური ბლოკირების ხარისხებში, თუ კაბელის ხარისხები (შემდეგ არეული ხარისხების ჩანაცვლებით) დაკავებულია დიდი მნიშვნელობის პროპორციაში, რეკომენდებულია დაფუძნებული ან დანარჩენი კომპენსაციის განხილვა ყუთის ტიპის რეზონანტებით ნორმალური კაპაციტური დენის დროს. თავისი მნიშვნელობებით ცხრილი 2-ში, მუშაობის კაპაციტანციის მნიშვნელობები არის 70 მმ ალუმინიური გარდაცემის შემთხვევაში 0.22 μF/km და 95 მმ ალუმინიური გარდაცემის შემთხვევაში 0.24 μF/km. ამავე დროს, უნდა განვიხილოთ დისტრიბუციის თავების ადაპტაციის შეცვლებები და დისტრიბუციის თავების ვოლტის რეგულატორების ნეიტრალური გადაკავშირების მეთოდების შესაბამისი ადაპტაცია დათვლის მონაცემების შესაბამისად.

ექსტრემალურ შემთხვევებში, თუ სისტემა არ არის დაზედაპირებული და გამოყენებულია ერთკარგიანი კებლები, რომლებიც შეესაბამებიან სიჩქარით მოძრავი რკინიგზის სტანდარტებს, ერთფაზიანი დაზედაპირების შეცდომა არ იქნება დამოკიდებული დაზუსტების 2-საათიან ფანჯარაში. ეს იწვევს კებლის წარმატებულ თერმიკ დაზიანებას. ადრევე, როდესაც ერთკარგიანი კებელი დაზიანდება, მისი შედეგი მეზობელ ფაზებზე შეიძლება იყოს შეზღუდული, რაც არ იწვევს დაცვითი დართვის გამოწვევას, რითაც ერთმაგად იწვევს სისტემურ შეცდომებს.

6. შეჯამება

ნებისმიერ სიჩქარით მოძრავი რკინიგზის ელექტროსადგურების სისტემებში, ნეიტრალური დაზედაპირების მეთოდის შერჩევა ダイレクトに影響を与えます。不正确的中性点接地方式选择很容易导致二次故障和连锁事故的发生。通过计算和对比分析，综合合理地选择中性点接地方式对于有效清除故障、保护设备绝缘、确保可靠的牵引供电以及提高人员和列车运行安全具有重要意义。

ნებისმიერ სიჩქარით მოძრავი რკინიგზის ელექტროსადგურების სისტემებში, ნეიტრალური დაზედაპირების მეთოდის შერჩევა დირექტულად არსებულია სისტემის უსაფრთხოებასა და სტაბილურობას. არასწორი ნეიტრალური დაზედაპირების სქემის შერჩევა სავარაუდოდ იწვევს მეორად შეცდომებს და კასკადურ ავარიებს. გამოთვლის და შედარებითი ანალიზის საშუალებით, ნეიტრალური დაზედაპირების მეთოდის შერჩევა კომპლექტურად და რაციონალურად არის მნიშვნელოვანი შეცდომების ეფექტური დასასრულისთვის, მოწყობილობების იზოლაციის დაცვისთვის, სართულის დაზუსტების უსაფრთხო დასაზუსტებლად და პირველი და ტრაინის ოპერაციის უსაფრთხოების ამაღლებისთვის.