Электроснабжение и электрификация железных дорог
С 1926 года началась массовая электрификация железных дорог СССР. В соответствии с планом ГОЭЛРО к 1930 году была предусмотрена электрификация железных дорог общей протяженностью
Электрификация железных дорог предусматривает наличие мощной инфраструктуры – системы тягового электроснабжения (внешнее электроснабжение, тяговые подстанции, контактная сеть, другие линейные устройства, предприятия обслуживания и ремонта). В настоящее время разработаны блочно-модульные подстанции постоянного тока, двухуровневая система автоматики тяговых подстанций на базе микропроцессоров и микроконтроллеров, цифровой системы передачи данных и многое другое. Ряд новых разработок эксплуатируется на реконструированной под скоростное движение магистрали Москва – Санкт-Петербург с обращением скоростных поездов типа «Сапсан» со скоростью, достигающей
Интенсификация прироста электрифицированных линий обусловлена конкурентной привлекательностью скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения, низкой себестоимостью перевозок по сравнению с автомобильным и авиационным транспортом, ужесточением экологических требований.
Аппаратура микропроцессорной телемеханики (АМТ)
Назначение:
Управление объектами электроснабжения железнодорожного транспорта, городского электрического транспорта и производственных предприятий.

Система АМТ обеспечивает:
- Передачу от ДП команд телеуправления (ТУ) на КП для переключения объектов электроснабжения на КП
- Получение на ДП информации о состоянии объектов телесигнализации (ТС) на КП
- Получение на ДП информации о величине измеряемых параметров объектов телеизмерения (ТИ) на КП
- Получение на ДП данных диагностики электрооборудования
Возможности и преимущества:
Работа по комбинированным каналам связи в режиме «кольцо»:
- Аналоговым физическим линиям связи
- Цифровым линиям связи
- Беспроводным линиям связи
- Диагностика устройств электроснабжения постоянного и переменного тока
- Программная организация телеблокировок выключателей 3,3 кВ
- Видеонаблюдение за состоянием объектов электроснабжения
- Самодиагностика узлов и модулей системы
- Контроль и анализ состояния линии связи
- Подсистема климат-контроля
- Интеграция в цифровые информационные системы
- Применение современного связевого оборудования
- Удобство монтажа
- Широкий температурный диапазон
- Защита цепей питания и линий связи от перенапряжений
- Наличие системы бесперебойного питания
Стойка КП большого объема
Стойка КП малого объема
Линейный полукомплект АМТ
Технические характеристики
Наименование параметров |
Стойка КП | ||
Исполнения |
-00 |
-01 |
-02 |
Напряжение питания: основное, от сети переменного тока промышленной частоты, В |
220 | ||
Резервное питание, В |
24±2,5 | ||
Потребляемая мощность, Вт |
25 | ||
Число объектов телеуправления (ТУ) |
128 (256) |
80 (160) |
16 (32) |
Число объектов телесигнализации (ТС) |
384 |
144 |
48 |
Выходное напряжение постоянного тока цепей телеуправления, В Ток нагрузки, А, не более |
24±1 0,5 | ||
Входной ток через контакты датчика ТС, мА, не более Напряжение, В, не более |
5 24 | ||
Температурный диапазон, ºС |
-40 – +60 | ||
Число контролируемых пунктов КП в энергодиспетчерском круге, шт. |
до 256 |
В скобках указано количество объектов при однорелейной схеме подключения
Диспетчерский полукомплект АМТ
Технические характеристики
Наименование параметров |
Диспетчерский полукомплект | ||
Исполнения |
-00 |
-01 |
-02 |
Напряжение питания: от сети переменного тока промышленной частоты, В |
220 | ||
Потребляемая мощность, ВА, не более |
700 |
650 |
500 |
Габариты мебели, мм, не более |
2500х1900х1000 | ||
Габариты шкафа, мм, не более |
600х1830х800 | ||
Масса, кг, не более |
190 |
180 |
170 |
Число ЖК-мониторов в видео-стене |
8 |
6 |
4 |
Возможности и преимущества:
- Обзор мнемосхемы участка на ЖК-мониторах, плазменных панелях, проекционных экранах
- Самодиагностика оборудования
- Гарантированный резерв документации
- Гарантированный резерв для управляющего ПК
Комплекс АРМ Энергодиспетчера
Надежность, проверенная временем:
- Длительная эксплуатация почти в 70 диспетчерских пунктах (в том числе и находящихся за полярным кругом) с
- Регистрация в ОФАП (№637-1 от 2005г.)
- Сертификат ССЖТ (RU.ЦШ08.Г.00084)
Возможности и преимущества:
- Автоматическая регистрация событий в оперативном журнале и каталоге событий
- Удобный процесс создания приказов на переключение с последующим автоматическим формированием уведомления по этому приказу
- Многоступенчатая система подтверждения правильности производимых переключений
- Система звукового, речевого и визуального сопровождения событий
- Автоматизация процесса приема смены и формирование циркулярного приказа
- Работа по заявкам, нарядам и распоряжениям
- Электронный аналог суточной ведомости
- Отображение схем на экране коллективного пользования (многомониторном щите)
- Возможность описания опасных мест на дистанции энергоснабжения
- Возможность интеграции в состав Центрального энергодиспетчерского пункта (ЦЭДП)
- Практически неограниченное количество контролируемых объектов (с произвольным числом состояний) и отображение схем большого размера
- Функциональность редактора схем практически не уступает Microsoft (R) Visio (R)
- Наличие сервиса «Центр поддержки АРМ энергодиспетчера» в СПД
Основные функции АРМ энергодиспетчера центрального энергодиспетчерского пункта железной дороги (ЦЭДП)
1. Индикация текущего положения телемеханизированных и нетелемеханизированных объектов сигнализации в режиме реального времени.
2. Информация об изменении состояния объектов телесигнализации за заданный период времени.
Информация передается по запросу ЦЭДП, поддерживаются следующие фильтры:
– наименование энергодиспетчерского круга;
– наименования контролируемых пунктов (до пяти контролируемых пунктов в одном запросе);
– дата;
– интервал времени (максимум 2 ч).
Данные по каталогу событий передаются по запросам.
3. Автоматизированное формирование текста циркулярного приказа.
Сформированный приказ содержит фамилию дежурного диспетчера ЦЭДП, а также данные, полученные от участковых АРМ ЭЧЦ.
В том числе:
– фамилия участкового энергодиспетчера;
– данные о состоянии схемы (нормальная или ненормальная), при ненормальной схеме передается информация
– об объектах, которые выведенных из работы;
– данные по местоположению дрезин (в резерве или вне резерва);
– список оборудования вне резерва.
4. Передача данных суточной ведомости от линейного АРМ ЭЧЦ. Используются следующие фильтры:
– наименование энергодиспетчерского круга;
– дата;
– интервал времени;
– тип приказа (приказы на переключения, приказы на работу, прием смены, запрещения на движения поездов).
В АРМ ЦЭДП данные поступают по запросу диспетчера ЦЭДП.
5. Согласование работ по заявкам.
Для согласования с диспетчером ЦЭДП от АРМ ЭЧЦ передаются заявки на производство работ, требующие закрытия или ограничения на движение поездов.
Заявка содержит следующие данные:
– наименование ЭЧЦ;
– наименование ЭЧК;
– номер рабочей заявки;
– место работы с указанием номеров путей и километража;
– ФИО руководителя работ, его должность и группа;
– длительность окна.
Данные передаются по инициативе АРМа ЭЧЦ на сервер ЦЭДП сразу же после приема рабочей заявки линейным диспетчером. После чего, участковому энергодиспетчеру посылается уведомление о получении заявки диспетчером ЦЭДП. Согласованная диспетчером ЦЭДП заявка передается в соответствующий АРМ ЭЧЦ со следующими данными:
– Разрешена работа или нет;
– Время начала окна (если работа разрешена);
– Время окончания окна (если работа разрешена).
По моменту окончания работ формируются отчеты о выполненных работах и фактическом времени работы в «окне». При этом от АРМ ЭЧЦ на ЦЭДП передается следующая информация:
– наименование ЭЧЦ;
– наименование ЭЧК;
– номер рабочей заявки;
– фактическое время начала «окна» (по моменту выдачи приказа на работу);
– фактическое время окончания «окна» (по моменту получения уведомления об окончании работы);
– время закрытия движения поездов (по моменту получения приказа о закрытии на движение поездов от ДНЦ);
– время открытия движения поездов (по моменту получения приказа об открытии движения поездов от ДНЦ);
– вид работы (наименование работы).
Инвертор
Инвертор предназначен для приёма электроэнергии, выработанной электроподвижным составом при применении электрического торможения и переработки этой электроэнергии из постоянного тока в трёхфазный переменный для последующей передачи другим (нетяговым) потребителям электроэнергии той же тяговой подстанции либо во внешнюю электрическую сеть.
Основные характеристики инвертора:
– номинальная выходная частота – 50 Гц;
– номинальное напряжение на стороне постоянного тока – 3800 В;
– максимальное напряжение на стороне постоянного тока – 4000 В;
– число фаз выходного напряжения – 3 или 6;
– диапазон изменения уровня стабилизации напряжения – 3700-3900 В;
– номинальный инвертируемый ток – 1,6 кА;
– номинальная инвертируемая мощность – 6000 кВт;
– допустимые перегрузки по току (от номинального значения):
– в течение 15 мин один раз в час – 125 %;
– в течение 2 мин один раз в час – 150 %;
– в течение 10 с один раз в 2 мин – 200 %.
Тяговая подстанция переменного тока на основе мобильных зданий
Начиная с 1990-х годов был взят курс на широкомасштабное применение мобильных зданий усовершенствованной конструкции, которые сделали возможным более чем двукратное сокращение капитальных затрат на сооружение объекта при столь же существенном сокращении сроков строительства, а также обладали множеством дополнительных преимуществ:
1. Высокой степенью заводской готовности размещаемого внутри оборудования, что позволяло основной объём монтажных и пусконаладочных работ вести в заводских условиях, отличающихся комфортными условиями, а следовательно – высокими качеством и производительностью труда, доля трудозатрат непосредственно на объекте была сведена к минимуму.
2. Наличием возможности реализовать всю необходимую номенклатуру схемотехнических решений, от самых простых до наиболее сложных.
3. Приспособленностью к демонтажу и перевозке (при необходимости) на новое место эксплуатации.
Тяговая подстанция переменного тока на основе мобильных зданий


Оборудование тяговой подстанции
Тяговая подстанция переменного тока
В течение 2014 – 2015 годов аналогичное оборудование внедрялось при реконструкции тяговых подстанций в ОАО «РЖД».
В 2016-2017 годах запланировано внедрение: на Восточно-Сибирской ж.д. - 3 тяговые подстанции, на Дальневосточной ж.д. - 2 тяговые подстанции.
Диагностика тяговых подстанций
Интеллектуальные терминалы присоединений (ИТП). Область применения – ячейки комплектных распределительных устройств напряжением 6-35 кВ тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог электрифицированных на постоянном и переменном токе.
Терминалы предназначены для выполнения функций защиты и автоматики, контроля и сигнализации, местного и дистанционного управления коммутационными аппаратами присоединений, а также диагностики выключателей и самодиагностики.
Терминалы обеспечивают запись:
– осциллограмм аварийных событий;
– мгновенных значений тока в каждой из фаз и линейных присоединений;
– мгновенных значений выходных и входных дискретных сигналов;
– даты и времени аварийного отключения;
– действующих значений токов и напряжений;
– перечень сработавших защит;
Накопление информации:
– общее количество отключений;
– количество аварийных отключений;
– выработанный ресурс выключателя;
– параметры последнего аварийного отключения;
– время хранения накопительной информации не ограничено.
Система ОПН-Монитор
Позволяет осуществлять непрерывную диагностику и комплексный контроль исправного состояния ОПН-110 кВ под рабочим напряжением по токам проводимости. Источником информации служат датчики ОПН-Монитор установленные в разрыв цепи заземления ОПН. Прибор в целом позволяет контролировать несколько параметров, отражающих состояние ОПН:
– количество импульсов, прошедших через ОПН;
– полный ток утечки;
– 1, 3, 5 гармоники тока утечки;
– температуру окружающей среды.
Прибор HYDRAN M2 производства General Electric
Прибор HYDRAN M2 выполняет мониторинг трансформаторного масла по содержанию растворенных газов: водород (Н2), ацетилен (С2Н2), окись углерода (СО), этилен (С2Н4) и вода (Н2О).
Контактная подвеска КС-160
В контактной сети КС-160 применены медные или низколегированные контактные провода сечением 100 мм2 с натяжением 10-12 кН. Токопроводящая арматура выполнена из алюминиевой бронзы БрАЖ9-4 методом горячей штамповки. Все металлические конструкции имеют защитное цинковое покрытие, обеспечивающее срок службы не менее 50 лет. Изделия и узлы КС-160 обладают повышенной надежностью и рассчитаны на работу в широком диапазоне климатических условий.
Компенсаторы контактной подвески типа «Ретрактор»

Конструкция компенсатора представляет собой блок спиральных пружин, устройство экстренной блокировки в случае обрыва проводов и устройство типа «улитка» со специальными каналами для равномерного натяжения проводов во всем диапазоне температур. Предусмотрено 9 модификаций для различного натяжения компенсируемых проводов контактной подвески от 10 до 40 кН.
Компенсатор является более адаптивным к изменению температур, нежели блочно-полиспастный компенсатор, особенно при резких изменениях температуры окружающей среды, исключается использование грузов.
Компенсаторы типа «Ретрактор» приняты в качестве приоритетного варианта при новой электрификации, реконструкции, обновлении и всех видов ремонта контактной сети.

Контактные подвески КС-200 и КС-250
На 31 декабря 2015 года по проектам КС-200 выполнена реконструкция контактной сети на участке Санкт-Петербург – Бусловская (336 км), Москва – Санкт-Петербург (1063 км), Москва – Нижний Новгород (96 км).
В 2016 г. запланирована реконструкция 21 км контактной сети на станции Санкт-Петербург – Сортировочный.
По проектам КС-250 выполнена реконструкция 169 км контактной сети на участке Мстинский Мост – Окуловка Октябрьской железной дороги.
В 2016 г. запланирована реконструкция 49 км контактной сети на участке Москва – Санкт-Петербург.
Тип |
рессорная компенсированная |
Контактный провод |
бронзовый двойной 2БрФ-120 |
Натяжение в каждом проводе |
16,5 кН
|
Несущий трос |
бронзовый Бр-120 |
Натяжение несущего троса |
20 кН
|
Максимальная длина пролета |
65 м |
Конструктивная высота |
1,8 м |
Высота контактного провода от УГР |
6 м |
Длина рессорного провода |
18 м |
Рессорный провод |
бронзовый Бр-35 |
Натяжение рессорного провода |
300 даН |

Алюминиевая консоль на перегоне Лихославль-Калашниково (КС-250)
Энергосберегающие системы освещения железнодорожных станций
В настоящее время светодиодные системы освещения на жестких поперечинах являются наиболее эффективным техническим решением при освещении территорий железнодорожных станций. Также достаточно эффективно применение светодиодных светильников и для освещения платформ. Экономия электроэнергии при применении светодиодных светильников достигает 2,5 – 3,5 раза по сравнению с лампами ДРЛ.
Для достижения существенного экономического эффекта необходимо качественное предпроектное обследование объектов, проведение светотехнических расчетов, правильный выбор типов светильников по светораспределению и мощности, применение интеллектуальных систем управления освещением.

Светодиодное освещение станции
Светодиодная система освещения на жестких поперечинах
Светодиодная система освещения на жестких поперечинах предназначена для освещения открытых территорий станций, сортировочных парков и путей отстоя подвижного состава.
- ст. Шексна Северной железной дороги, площадь 20 200 кв. м;
- ст. Коноша-2 Северной железной дороги, площадь 67 818 кв. м;
- ст. Санкт-Петербург-Сортировочный-Московский Октябрьской железной дороги, общая площадь 118 030 кв. м (3 объекта);
- ст. Челябинск-Главный, парк «Д», площадь 63 910 кв. м.
Эффективные системы освещения станций с автоматической системой управления
Система освещения станций с автоматической системой управления предназначены для эффективного, рационального использования энергоресурсов, обеспечения автоматизированного управления наружными осветительными приборами, подготовки данных для своевременного технического обслуживания и ремонта оборудования.
- постоянный световой поток и цвет, независимо от напряжения и срока службы лампы;
- увеличение срока службы лампы на 20-30%;
- надежное включение;
- комфортный свет (нет НЧ модуляций света и мигания);
- защита от эффектов конца службы лампы (разряд, свечение).