Застосування високовольтних відключувачів у системах живлення тяги
Традиційні вимикачі все більше не відповідають експлуатаційним вимогам сучасних систем живлення тягових мереж. Поява високонапіжних роз'єднуючих пристроїв ефективно заповнила цю порожнину. Системи високонапіжних роз'єднуючих пристроїв оптимізують структуру традиційних вимикачів, розширюють їхню застосовність і приділяють більшу увагу дрібницям, що збільшує безпеку та надійність електричних мереж під час реальної експлуатації. Тому важливо аналізувати та вивчати застосування високонапіжних роз'єднуючих пристроїв у системах живлення тягових мереж.
1. Системи живлення тягових мереж
Електрична система живлення тягових мереж, яка зараз використовується в Китаї, представляє новий вид електричного тягу на колії — перспективну технологію, широко застосовану на магістральних залізничних шляхах та у міській залізничній перевезення, яка забезпечує відмінну продуктивність та значно покращує зручність громадського транспорту. У практичному застосуванні електричний тяговий привід постійно перетворює електричну енергію на механічну тягу для переміщення залізничних локомотивів та електропоїздів.
Сучасні електричні системи тяги в Китаї поділяються за типом струму на три категорії: промислова частота однофазного струму, постійний струм та низькочастотний однофазний струм. Серед них найпоширенішою є система промислової частоти однофазного струму, яка в основному використовується на електрифицьованих залізничних шляхах.
Електричний тяговий привід має три ключові переваги:
Електролокомотиви не перевозять паливо, а використовують вторинні джерела енергії, що дозволяє ефективно переміщати потяги без самостійного живлення.
Він сприяє економії енергії; з появою нового етапу розвитку залізничного сектору в Китаї, електролокомотиви впроваджуються більш широко.
Він підвищує безпеку експлуатації. Благодія досягнень у галузі мікроелектроніки та інформаційних технологій, сучасні електролокомотиви підтримують реального часу виявлення вад, автономне керування та віддалене управління, що значно підвищує рівень інформатизації систем тяги.
2. Особливості, функції, типи та еволюція високонапіжних роз'єднуючих пристроїв
(1) Функції та роль
Хоча високонапіжні роз'єднуючі пристрої лише недавно стали широко використовуватися в електроенергетичних системах Китаю, вони продемонстрували відмінну продуктивність. Їхні основні функції такі:
У відкритому стані вони забезпечують видиму та електрично безпечну дистанцію відділення між контактами;
У закритому стані вони надійно проводять номінальний неперервний струм.
Ці можливості значно підвищують безпеку та ефективність експлуатації. Основні ролі включають:
• Електричне відділення: під час обслуговування роз'єднуючі пристрої відділяють деенергізоване обладнання від живих цеглин, створюючи чітко видиму точку розриву, що забезпечує безпеку особистого складу та обладнання.
• Переводні операції (перехід на шину): вони дозволяють безпечні переходи обладнання між режимами роботи, резерву або обслуговування, що сприяє гнучким та безпечним операційним переконфігураціям.
(2) Типи
Типи роз'єднуючих пристроїв варіюються залежно від декількох критеріїв:
За місцем встановлення: зовнішні та внутрішні;
За рівнем напруги: низьконапіжні та високонапіжні;
За конструктивним дизайном: однопілові, двопілові або трьохпілові;
За механізмом управління: механічні, електричні або пневматичні.
(3) Технологічні досягнення
Традиційні роз'єднуючі пристрої часто страждали від зменшення площі контакту між рухомими та нерухомими контактами після довготривалого використання, що призводило до збільшення опору, вищих провідних втрат та зростання витрат енергії. Недавні інновації, такі як технологія пальцевих контактів та текстуровані поверхні, значно покращили провідність та надійність. Ці поліпшення розширили область застосування сучасних високонапіжних роз'єднуючих пристроїв в електроенергетичній інфраструктурі Китаю.
3. Застосування в системах живлення тягових мереж
(1) Віддалене керування (телекерування)
Високонапіжні роз'єднуючі пристрої тепер є ключовими компонентами в системах контактної мережі електрифікованих залізниць, дозволяючи відокремлювати вади та проводити розділене обслуговування, що підвищує безпеку та точність експлуатації. враховуючи велику кількість та широке розподілення вузлових станцій в електрифікованій залізничній мережі Китаю, ручне на місці управління є неефективним і обмежує автоматизацію. Тому впровадження віддаленого керування є важливим для прогресу модернізації залізниць.
З розвитком проводового та безпровідного зв'язку, термінальні пристрої віддаленого управління (RTU) тепер можуть бути інтегровані в електричні механізми управління. Ця інтеграція не тільки вирішує ключові проблеми віддаленого управління роз'єднуючими пристроями, але також підвищує надійність системи, забезпечує стабільне живлення та підвищує загальний рівень автоматизації електрифікованих залізниць.
(2) Проводове/безпровідне відеоспостереження
Оскільки роз'єднуючі пристрої контактної мережі зазвичай встановлюються на відкритому повітрі та не наглядаються, віддалене моніторинг є необхідним разом з віддаленим управлінням. Системи відеоспостереження дозволяють постійний контроль за полівними умовами, мінімізуючи людські помилки в рішенні команд.
Впровадження таких систем вимагає гібридних рішень зв'язку, що поєднують проводові та безпровідні технології, такі як прискокова широкосмугова модуляція та Wi-Fi, які є зрілими в Китаї. Інтеграція цих передових методів зв'язку дозволяє створити надійне віддалене відеоспостереження, що ще більше підвищує безпеку, надійність та ефективність експлуатації електрифікованих залізниць.
(3) Онлайн-моніторинг температури
Незважаючи на просту конструкцію, контакти та контактні пальці роз'єднуючих пристроїв викладені до жорстких умов на відкритому повітрі, що робить їх вразливими до окислення. Окислення збільшує опір контакту та генерує надмірне тепло, що може призвести до виходу обладнання з ладу або пожежі, якщо це не контролювати.
У еру споживчих підстанцій та безпілотних операцій, віддалений моніторинг температури став незамінним. У Китаї використовуються три основні методи: бездротові датчики, датчики на оптоволоконній основі та термографія за допомогою інфрачервоної технології — з яких найбільш поширеним є оптоволоконний сенсоринг.
Оптоволоконні датчики температури кріпляться безпосередньо до контактів або контактних пальців. Дані передаються через оптоволоконні кабелі, стійкі до високого напруги, до центрального процесорного блоку, а потім пересилаються на комп'ютери заднього плану підстанці для реального аналізу. Вже розроблено спеціальне програмне забезпечення для управління та аналізу даних, що гарантує надійний моніторинг температури. Проте високі витрати на обладнання та розробку програмного забезпечення все ще є проблемою.
4. Висновок
Електрифікована система залізничного транспорту Китаю вступила у новий етап розвитку. Постійна оптимізація традиційних відключувачів — за допомогою технологій контактних пальців та насічення поверхні — значно покращила характеристики високонапругових відключувачів у тягових системах, прискоривши модернізацію національної мережі залізниць.
Порівняно з традиційними режимами живлення, електрична тяга пропонує більшу ефективність, підвищену безпеку та нижче споживання енергії. Інтеграція передових високонапругових відключувачів з системами електричної тяги стала візитною карткою модернізації залізниць Китаю, що розташовує електрифікаційну технологію країни серед найкращих у світі.
