Unvrstt Thncă Gh. Asch Iş Fcultt d Innr Elctrcă, Enrtcă ş Inormtcă Aplctă Lortor Trcţun Elctrcă SUBAŢII DE TRACŢIUNE ELECTRICĂ. Concpţ nrlă unu sstm d trcţun lctrcă Vhcull lctrc cu lmntr d l ln d contct (vhcul nutonom, l cr surs d nr nu st p vhcul) ncstă o sr d nstlţ cr ormză un sstm d trcţun lctrcă. În. s przntă prncpll chpmnt l unu sstm d trcţun lctrcă. Instlţl d producr, trnsport ş dstruţ nr lctrc sunt consttut dn: cntrl lctrc (hdrocntrl, trmocntrl, cntrl nuclr, oln), stţ d trnsormr rdcător d tnsun ş lnl lctrc rn d înltă tnsun LIT (0 kv, 0 kv, 440 kv) pntru trnsportul nr lctrc l mr dstnţă. D mnţont că cst LIT B L SS LC V nstlţ nu sunt spcc trcţun lctrc. F.. Schm nrlă unu sstm d trcţun lctrcă. Sustţl d trcţun rlzză rcordr l sstmul nţonl lctronrtc d înltă tnsun su l sstmul lctronrtc propru l că rt, prcum ş dptr prmtrlor nr lctrc (tnsun, curnt, rcvnţă) l vlorl stndrdzt ncsr l ln d contct LC. Ln d contct LC st o rţ lctrcă rnă monttă dsupr că d rulr ş d l cr vhculul pr nr prn ntrmdul unu cpttor su culător d curnt. D nott că unl vhcul sunt lmntt prntr-o şnă d contct, stută l nvlul solulu. Almntr s c în curnt contnuu su curnt ltrntv l dvrs tnsun ş rcvnţ. Cl d rulr CR st mtlcă (dn şn) pntru vhcull rovr, trmv ş mtrour, vând în clş tmp ş rol d întorcr curntulu l sustţ d trcţun. ntru unl vhcul cl d rulr pot ş dn ton su slt (troluz) su pot mxtă (pntru unl mtrour). Clurl d lmntr sunt ln lctrc rn, cr rlzză lătur într rl d josă tnsun l sustţlor d trcţun (rl poztv B) ş ln d contct. Zon nutrlă ZN rprzntă o zonă d sprr porţunlor ln d contct lmntt d l drt z l sstmulu lctronrtc. osturl d scţonr S prmt conctăr su scţonăr lontudnl l ln d contct într două sustţ d trcţun, în cst l lmtând zon p cr s pot mnst un S ZN LC CR B
Sustţ d Trcţun Elctrcă dct. Scţonr lontudnlă s pot ctu suplmntr ş în postur d suscţonr SS, mplst într sustţ ş posturl d scţonr. În plus, în czul călor d rulr dul, S ş SS rlzză ş lr în prll lnlor d contct d p cl două că, c c îmunătăţşt nvlul tnsun în ctnră prn mcşorr cădrlor d tnsun. Dcă nu xstă posturl SS, lr în prll s c prn posturl d lr în prll L. Clurl d întorcr sură închdr crcutulu lctrc. El c lătur într cl d întorcr curntulu (şn) ş prt d josă tnsun sustţ d trcţun (l rl ntv ). Vhculul lctrc V pr nr d l ln d contct prn ntrmdul cpttorulu, nr p cr o trnsormă în nr mcncă l od roţlor motor, c c sură dplsr vhcululu. În czul vhcullor utonom, sstmul przntt ntror s răsşt cu numt rducr chr p vhcul. Astl, p un vhcul dsl-lctrc xstă un motor dsl cuplt cu un nrtor d c.c. su c.. (cr consttu cntrl lctrcă ), nr lctrcă nd po urnztă drct motorlor d trcţun. Astl, nu m sunt ncsr stţl rdcător d tnsun, lnl lctrc LIT, sustţl d trcţun sustţ d trcţun, în cst l lmtând zon p cr s pot, ln d contct LC, posturl d scţonr S, clurl d lmntr ş cl d întorcr, c c c c rndmntul lol l sstmulu d trcţun dsl-lctrc să m mr dcât cl l sstmulu lctrc. Astl rndmntul lol l sstmulu d trcţun lctrc, luând în consdrr c punct d plcr cntrll lctrc ş c punct nl roţl motor l locomotv, vrză într 5% ş 30%, în tmp c l o locomotvă dsl-lctrcă vrză într 4% ş 33%. Sstml d trcţun lctrcă rlzt până în prznt sunt următorl: Sstmul trzt d rcvnţă rovră, (nu s- dzvoltt dtortă dcultăţlor mr d cptr ztă); Sstmul d trcţun în curnt contnuu; Sstmul d trcţun în curnt ltrntv monozt d josă rcvnţă (6 /3 Hz,5 kv); Sstmul d trcţun în curnt ltrntv monozt d rcvnţă ndustrlă (50 Hz, 5 kv).. Sstmul d trcţun în curnt contnuu CC st sstmul în cr ln d contct st lmnttă în curnt contnuu, nd utlzt tât în trcţun lctrcă urnă cât ş în trcţun lctrcă rovră. Schm d prncpu st prznttă în ur. LIT 50 Hz RD RD B S LC c.c. B S CR F.. Sstmul d trcţun în c.c. S Autor: Ş.l.dr.n. Grl Chrc, Ş.l.dr.n. Costcă Nţucă
Lortor Trcţun Elctrcă 3 Sustţl d trcţun sunt lmntt d l lnl d înltă tnsun l sstmulu nrtc trzt d 0 kv su 0 kv ş 50 Hz. În sustţ r loc rducr nvlulu tnsun trzt prntr-un trnsormtor coorâtor l vlor convnl prcum ş convrtr curntulu ltrntv trzt în curnt contnuu. ntru un rd sport d surnţă în lmntr cu nr, în sustţ xstă în nrl două rupur d orţă, unul nd în uncţun r clăllt nd rzrvă. Tnsunl stndrdzt l ln d contct sunt d 750 V în trcţun urnă ş d 500V ş 3000V în trcţun rovră ş suurnă. Lmtr l 3000 V st mpusă d condţl d construcţ motorlor d c.c. cr nu pot construt rţonl l tnsun m mr d,5 kv. Cu tot cst, încă m xstă sstm d trcţun urnă cu tnsun l ln d contct d 600 V. Vrţl d tnsun în rport cu tnsun nomnlă l ln d contct (dms d pulcţ I nr. 38) sunt cuprns într 33% ş +0%. Introducr vhcullor cu rânr rcuprtvă rprzntt un ps mportnt cătr crştr cnţ nrtc sstmlor d trnsport. Frânr rcuprtvă st poslă dcă p trsul vhcululu cr rânză xstă cl puţn un vhcul în rm d trcţun cr pr nr rcuprtă în sstm, ltl nr rspctvă nd prdută în rm d rânr rosttcă. ntru lmn cstă stuţ, sustţ d trcţun pot chptă cu nvrtor (. 3). Astl ln d contct st lmnttă d l rdrsor, r când putr rcuprtă dpăşşt crnţl vhcullor d p trsu, nvrtorul st ctvt utomt ş v trnsr nr în sstmul d c.. d înltă tnsun. Dsur, cst sstm prsupun o nvstţ suplmntră mportntă, c c ncstă un studu conomc tnt. F. 3 Sustţ d trcţun pntru rcuprr d nr 3. Sstmul d trcţun în curnt ltrntv monozt d rcvnţă ndustrlă (50 Hz) Est sstmul în cr ln d contct st lmnttă în curnt ltrntv monozt cu rcvnţ d 50 Hz ş l tnsun d 5 kv nd utlzt dor în trcţun lctrc rovră, nd dzvoltt încpând cu n 50. Schm d prncpu st prznttă în ur 4. LIT 50 Hz ZN 5kV, 50Hz CR F. 4 Sstm d trcţun în c.. monozt d 50 Hz. 3
4 Sustţ d Trcţun Elctrcă Sustţ d trcţun st ormtă dn trnsormtor coorâtor d tnsun lmntt d l sstmul nrtc nţonl. Dorc sstmul d trcţun st un consumtor monozt, rcordr s l sstmul trzt ntroduc nsmtr d curnt ş tnsun. ntru dmnur cstor, trnsormtorl dn sustţ s conctză în montj Scott, în V/V su s rlzză conctr cclcă trnsormtorlor monozt l cl 3 z. Dorc tnsunl dstrut nu sunt în ză, p ln d contct s prvăd zon nutrl ZN lt l pământ, cr sură sprr sctorlor vcn, cst nd conctt l lt z. În cst cz lmntr ltrlă nu v m poslă, însă s pot l în prll cl două ln d contct l un că dul, d o prt ş d lt zon nutrl. În prznt st cl m utlzt sstm d trcţun lctrcă (nd ş sstmul utlzt în Român în trnsportul rovr); cst s- mpus dtortă smpltăţ în construcţ ş d conctr sustţlor l sstmul nrtc trzt d 50 Hz ş după punr l punct locomotv lctrc monozt - contnuu cu rdrsor. Vrţl dms d tnsun în rport cu tnsun nomnlă l ln d contct sunt cuprns într 4% ş +0%. Sstmul d c.. monozt d rcvnţă ndustrlă przntă unl vntj: sustţl s conctză uşor l sstmul trzt d 50 Hz, u o construcţ smplă r chpmntul utlzt st în mr prt smlr cu cl pntru sstmul nrtc nţonl; dstnţl dntr sustţ sunt mr (50-80 km); rul d contct r scţun rdusă (50-00mm ), dc chltull d nvstţ sunt m mc r ctnr st m uşoră. Dzvntjl sstmulu sunt: locomotv lctrcă st complxă; ln d contct nlunţză lnl rn d tlcomuncţ dn propr; ntroduc nsmtr în sstmul trzt, c c nlunţză ntv consumtor trzţ. 3.. Sustt d trctun cu trnsormtor monozt O stl d solut utlzză cl m smplu trnsormtor monozt, st smplă dn punct d vdr constructv ş comodă în xplotr. ntru rducr dsmtrlor în sstmul nrtc, sustţl s lă cclc l cl tr z l sstmulu dup cum s osrv n. 5. Acst c mposlă uncţonr în prll sustţlor prn lmntr ltrlă tronsonlor ln d contct ş dn cst motv prdrl d tnsun în ln d contct sunt mult mărt. F. 5 Lr cclcă sustţlor. Autor: Ş.l.dr.n. Grl Chrc, Ş.l.dr.n. Costcă Nţucă
Lortor Trcţun Elctrcă 5 3.. Sustt d trcţun cu trnsormtor Scott rn ntrmdul schm Scott (. 6) s oţn în scundrul trnsormtorulu un sstm zt d tnsun dzt cu 90 0 lctrc. In cst scop s utlzză două trnsormtor monozt cu rport d trnormr drt. S oşnust s dnum:,,ză trnsormtorul cu 3N rport d trnormr N /N s,,înălţm trnsormtorul cu rportul. N F. 6 Sustţ cu trnsormtor în montj Scott. Sstmul zt d tnsun mpun c ln d contct s scţontă n ţ sustţ prn ntrmdul un,,zon nutrl. Dsmtrl produs d cstă schmă în sstmul nrtc sunt nul dor în czul încărcăr l clor două scundr (I I ). Dorc cstă condţ nu pot îndplntă în condţl trcţun lctrc, smtrzr compltă pr întâmplător. 3.3. Sustt d trcţun cu trnsormtor monozt conctt în V S rlzză cu două trnsormtor dntc conctt c în ur 7. Acstă soluţ mlorză cnt dsmtrl d tnsun ntrodus d srcn monoztă d trcţun, dr dsmtrl d curnt sunt smlr soluţ cu trnsormtor trzt. Conctr cclcă l zl sstmulu nrtc sustţlor succsv prmt chlrr compltă srcnlor monozt prn ntrmdul 3 sustt. Soluţ przntă ş posltt uncţonr în prll sustţlor învcnt. Alt vntj: utlzr unor trnsormtor monozt d construcţ normlă, ncstt unu snur trnsormtor d rzrvă pntru cl două în uncţun (rzrvă d 50%), lps curnţlor d lzr, poslt rljulu tnsun su srcnă sprt p cr trnsormtor. Acstă soluţ st lr utlztă. R S T URS Tr I Tr II U I I U RS U TS Ln d contct Zon nutr F. 7 Sustţ cu trnsormtor în montj în V. 5
6 Sustţ d Trcţun Elctrcă 4. Inlunţ srcn nsmtrc supr sstmulu lctronrtc. Dtrmnr xprmntlă nsmtrlor In comprţ cu lţ consumtor, cl rtă lctrctă în curnt ltrntv monozt d 50 Hz st un consumtor c încrcă nsmtrc sstmul nrtc. Locomotvl lctrc u o putr nstltă d 500 kw ş sunt chpt cu rdrsor, l ctl produs d nsmtr srcn dăuându-s ş ctl produs d rmoncl supror d curnt cuzt d consumtorul dormnt. ntru dtrmnr nsmtr în uncţ d tpul sustţ, în lortor s-u modlt cl tr tpur d sustţ d c.. przntt. Astl, stndul prmt conctr monoztă trnsormtorlor dn sustţ, prcum ş conctr Scott ş în V. ntru dtrmnr xprmntlă nsmtr s c următorl oprţ: - s închd I ş s dconctză srcn chlrtă; - s cuplză p rând C, C +C ş sprt C 3 ş s otn dzchlrul dort; - s măsoră cu jutorul unu wttmtru monozt putrl p zl R, S, T, ctrl trcândus într-un tl d orm: Indcţ wttmtru: Curnt I R I S I T Tnsun U c U d s U TR h und,,c... sunt ndcţl wttmtrulu. In tl s r în vdr nu dor urmărr ndcţlor wttmtrulu, c ş snsul cstor ndcţ. Intr cst sunt urmtorl rlţ undmntl, c rs dn condt închdr trunhulu curnţlor ş tnsunlor: + + c 0 + d + 0 d + + 0 () s + + h 0 + h + 0 + + 0 () ntru un sstm trzt: ' 3U I cosϕ ' ' Q 3U I snϕ und U st vlor cc tnsun drct d z. Cu ndcl prm s-u nott componntl drct l curntlor s tnsunlor, r cuφ unhul dntr cst componnt. Formull cr du ltur într cl două putr sunt: + d 3 Q c h d 3 Q c h rn dunr ş scădr rlţlor (3) ş (4) s ăssc ormul vntjos pntru clculul putrlor ctv ş rctv în snsul că, prn ntrmdul sum 3 chpj s pot măsur, olosnd Autor: Ş.l.dr.n. Grl Chrc, Ş.l.dr.n. Costcă Nţucă (3) (4)
Lortor Trcţun Elctrcă 7 7 rlţl dt, tât putr ctvă cât ş c rctvă. Dtortă încărcăr nsmtrc sstmulu, pr d smn ş o putr nsmtrcă, ns dtă d ormul: ns 3U I und I st o componntă nvrsă curntulu. rctc, 3 ns +, und s sunt dt d: - pntru comnţ ndpndnt,,: (5) (6) - Consdrnd comnţ ndpndnt,,: (7) (8) Cu jutorul rlţlor d m sus s vor dtrmn putrl ctvă, rctvă s nsmtr. S v dtrmn rdul d dsmtr cu rlţ: Q I I ns p ns " d + δ (9) rsul lucrăr. S vor prznt cl tr tpur d sustţ pntru lmntr în c... stndul dn lortor s vor cupl p rând cl 3 tpur d sustţ ş s v complt tlul putrlor przntt m sus. 3. S vor clcul nsmtrl pntru cl tr czur olosnd rlţl d l punctul 4. 4. S vor prznt concluzl studulu.