Тяговая подстанция. Тяговые подстанции
Тяговая подстанция - это... Что такое Тяговая подстанция?
Тя́говая подста́нция — в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования тока (только для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.
Тяговые подстанции железной дороги
Тяговые подстанции постоянного тока
Тяговые подстанции постоянного тока в России строятся вдоль полотна железной дороги на расстоянии 25—50 км[источник не указан 120 дней]. Это расстояние зависит, как от размеров движения поездов, так и от профиля пути. Получают электроэнергию от подстанций РАО «ЕЭС России» по воздушным и кабельным линиям электропередачи напряжением 6—220 кВ. Электроэнергия поступает в первичное открытое или закрытое распределительное устройство. При напряжении питающей сети 110 или 220 кВ электроэнергия поступает на понижающий трансформатор. С понижающего трансформатора (а при питающем напряжении 6-35 кВ - напрямую) электроэнергия поступает на тяговый трансформатор, откуда она подаётся на преобразовательный агрегат (выпрямитель). С преобразовательного агрегата выпрямленный ток подаётся на основную и резервную системы шин и распределяется в контактную сеть через быстродействующие автоматы. В Российской Федерации номинальное напряжение выпрямленного тока железнодорожных тяговых подстанций нормируется Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации и установлено на уровне 3300В.
Тяговые подстанции переменного тока
Тяговые подстанции переменного тока имеют то же предназначение, что и подстанции постоянного тока, за исключением того, что в них отсутствуют преобразовательные агрегаты для выпрямления тока. Расстояние между подстанциями составляет 50-120 км. Номинальное напряжение, подаваемое в контактную сеть 27500 В. Подстанции переменного тока питаются по линиям напряжением 110 или 220 кВ. Первичные обмотки трансформаторов соединены в звезду, нейтраль заземляется. Вторичные обмотки соединены в треугольник, фаза C заземляется и соединяется с рельсами железной дороги без каких-либо коммутационных аппаратов. Напряжение фаз A и B через открытое распределительное устройство подается в контактную сеть двух путей соответственно, а также в линию ДПР ("Два Провода -- Рельс") для питания нетяговых потребителей.
Как правило, силовые трансформаторы имеют третью обмотку — 6, 10, реже 35 кВ, так как на железной дороге имеется множество других потребителей, кроме электровозов. Во-первых, это автоматика и телемеханика дороги — светофоры, стрелки, связь. Эти потребители требуют качественного и стабильного напряжения, для их снабжения прокладываются линиии СЦБ (Сигнализация-Централизация-Блокировка) напряжением 6 или 10 кВ, которые запитываются через повышающий трансформатор 0,23(0,4)/6(10) кВ от сети собственных нужд подстанции.
Во-вторых, прочие потребители — отопление и освещение станций, переездов и так далее, а также сторонние потребители. Для их подключения используются либо фидеры ДПР напряжением 27,5 кВ, либо специальные линии ПЭ (Продольное Электроснабжение) на напряжении 6 или 10 кВ.
Исторически сложилось так, что тяговые подстанции в России иногда были единственными источниками электрической энергии приемлемого уровня напряжения для последующего распределения электроэнергии, поэтому на большинстве тяговых подстанций имеется распределительное устройство для распределения и дальнейшей транспортировки электрической энергии напряжением 0,23 - 35 кВ как железнодорожным, так и нежелезнодорожным потребителям.
Тяговые подстанции метрополитена
В метро тяговые подстанции выдают постоянное напряжение 825В.
Тяговые подстанции наземного электротранспорта
Тяговые подстанции трамваев и троллейбусов выдают постоянное напряжение 600В.
Тяговые подстанции в истории и культуре
Тяговая подстанция № 11, известная как «Блокадная подстанция», расположена по адресу: Санкт-Петербург, набережная реки Фонтанки, 3, лит. А. На здании размещается мемориальная доска «ПОДВИГУ ТРАМВАЙЩИКОВ БЛОКАДНОГО ЛЕНИНГРАДА. ПОСЛЕ СУРОВОЙ ЗИМЫ 1941—1942 ГОДА ЭТА ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ ДАЛА ЭНЕРГИЮ В СЕТЬ И ОБЕСПЕЧИЛА ДВИЖЕНИЕ ВОЗРОЖДЕННОГО ТРАМВАЯ».
16 декабря 2010 года Совет по сохранению культурного наследия Санкт-Петербурга одобрил большинством голосов снос здания ради строительства гостиницы[1].
Примечания
Литература
- Загайнов Н.А., Финкельштейн Б.С. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. — издание третье, переработанное и дополненное. — М.: Транспорт, 1978. — 336 с. — 7000 экз.
- Гуревич В. И. Устройства электропитания релейной защиты: проблемы и решения. — М.: Инфра-Инженерия, 2012. — 288 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-9729-0043-5
dic.academic.ru
тяговая подстанция - это... Что такое тяговая подстанция?
.
- турбореактивный двигатель
- тяжёлый авианесущий крейсер
Смотреть что такое "тяговая подстанция" в других словарях:
Тяговая подстанция — «Горэлектротранс» в … Википедия
ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ — подстанция, предназначенная для преобразования и распределения электр. энергии на электрифицированных ж. д. На Т. п. трехфазный ток, получаемый от электр. станций, преобразуется мотор генераторами или ртутными выпрямителями в постоянный ток, к… … Технический железнодорожный словарь
тяговая подстанция — Электрическая подстанция, предназначенная в основном для питания транспортных средств на электрической тяге через контактную сеть. [ГОСТ 24291 90] EN traction substation a substation, the main function of which is to supply a traction system [IEV … Справочник технического переводчика
ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ — преобразовательная (см.) для питания устройств электрической тяги (электрических железных дорог, метрополитенов, трамваев и троллейбусов). На Т. п. установлены понижающие трансформаторы, выпрямители (для контактной сети постоянного тока),… … Большая политехническая энциклопедия
ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ — предназначена для передачи электроэнергии от линии электропередач главным образом в контактную сеть железных дорог. На тяговых подстанциях установлены понижающие трансформаторы, выпрямители (при питании контактной сети постоянным током),… … Большой Энциклопедический словарь
тяговая подстанция — 31 тяговая подстанция Электрическая подстанция, предназначенная в основном для питания транспортных средств на электрической тяге через контактную сеть 605 01 06 de Bahnunterwerk en traction substation fr sous station de traction Источник: ГОСТ… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
тяговая подстанция — предназначена для передачи электроэнергии от ЛЭП главным образом в контактную сеть железных дорог. На тяговой подстанции устанавливаются понижающие трансформаторы, выпрямители (при питании контактной сети постоянным током), распределительные… … Энциклопедический словарь
Тяговая подстанция — сооружение, в котором расположено оборудование, предназначенное для трансформации, преобразования и распределения электрической энергии, используемой на электрифицированных железных дорогах, трамвайных и троллейбусных линиях, в… … Большая советская энциклопедия
Тяговая подстанция — English: Traction substation Электрическая подстанция, предназначенная в основном для питания транспортных средств на электрической тяге через контактную сеть (по ГОСТ 24291 90) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник … Строительный словарь
тяговая подстанция (железной дороги) — Электрическая подстанция, предназначенная для обеспечения электрической энергией железнодорожного электроподвижного состава через тяговую сеть железной дороги и нетяговых потребителей железной дороги. [ГОСТ Р 53685 2009] Тематики электрификация,… … Справочник технического переводчика
dic.academic.ru
Тяговая подстанция - это... Что такое Тяговая подстанция?
сооружение, в котором расположено оборудование, предназначенное для трансформации, преобразования и распределения электрической энергии, используемой на электрифицированных железных дорогах, трамвайных и троллейбусных линиях, в метрополитене.
На магистральных железных дорогах общего пользования и путях промышленного транспорта, работающих на переменном токе промышленной частоты, Т. п. выполняются в виде трансформаторных подстанций (См. Трансформаторная подстанция) и служат для понижения напряжения трёхфазного тока, получаемого от энергосистем, до необходимого значения —27,5 кв на магистральных железных дорогах и 6—10 кв на путях промышленного транспорта. На электрифицированных участках, работающих на переменном токе пониженной частоты (16 и 25 гц), Т. п. предназначены для понижения напряжения однофазного тока, получаемого от специальных электростанций, или преобразования трёхфазного тока промышленной частоты, получаемого от энергосистем, в однофазный ток пониженной частоты (см. Преобразовательная подстанция). На линиях, работающих на постоянном токе, Т. п. преобразуют трёхфазный переменный ток в постоянный ток напряжением 275 в (подземная электровозная откатка), 600 и 825 в (городской и промышленный транспорт), 1650 в (промышленный транспорт), 3300 в (магистральные железные дороги).Т. п. бывают без постоянного обслуживающего персонала — с автоматическим и телеуправлением (на магистральных железных дорогах, в метрополитене, на трамвайных и троллейбусных линиях) и с постоянным обслуживающим персоналом (на путях промышленного транспорта и др.).
По конструктивному выполнению различают Т. п. открытого типа, в которых основное оборудование размещается на открытом воздухе, и закрытого типа — с основным оборудованием, находящимся в здании. Применяют также передвижные Т. п. с оборудованием, обычно размещенным на железно-дорожном подвижном составе, которые предназначены главным образом для резерва на случай выхода из строя стационарных Т. п.
Лит.: Грубер Л. О., Засорин С. Н., Перцовский Л. М., Электрические станции и тяговые подстанции, М., 1964.
Л. О. Грубер.
dic.academic.ru
Тяговая подстанция — Википедия
Тя́говая подста́нция — в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии.
Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.
Тяговые подстанции железной дороги[править]
Тяговая подстанция железной дороги предназначена для распределения, преобразования электроэнергии, питания тяговых (электроподвижного состава) и нетяговых железнодорожных, а также нежелезнодорожных потребителей. Тяговые подстанции железной дороги получают электроэнергию от энергосистем через систему внешнего электроснабжения, после чего энергия распределяется между тяговыми (через систему тягового электроснабжения) и нетяговыми потребителями.
Классификация[править]
По способу присоединения к системе внешнего электроснабжения:
- Опорная (узловая) – получает питание от сети внешнего электроснабжения по трём и более линиям электропередачи напряжением 110 или 220 кВ, и служит источником питания для других тяговых подстанций.
- Тупиковая (концевая) – получает питание по двум радиальным ЛЭП от соседней подстанции.
- Промежуточная– получает питание по вводам от двух соседних подстанций.
Промежуточные в свою очередь делятся на:
- Транзитная (проходная) – включается в рассечку ЛЭП.
- Отпаечная – подключается к отпайкам или ответвлению ЛЭП.
По системе электрической тяги:
- Постоянного тока 3,3 кВ
- Переменного тока 25кВ
- Переменного тока 2х25 кВ
- Стыковые
По типу преобразователей:
- Выпрямительные
- Выпрямительно-инверторные
По значению питающего напряжения:
6, 10, 35, 110, 220 кВ
По системе управления:
- Телеуправляемые
- Нетелеуправляемые
По способу обслуживания:
- Без дежурного персонала
- С дежурством на дому
- С постоянным дежурным персоналом
По типу:
- Стационарные
- Передвижные
Схемы питания тяговых подстанций[править]
Максимальное расстояние между соседними тяговыми подстанциями: 15 км на постоянном токе и 50 км – на переменном.
Каждая тяговая подстанция получает питание от двух независимых источников, так как электрифицированные железные дороги являются потребителем первой категории.
Питание тяговых подстанций может осуществляется по одноцепной ЛЭП, двухцепной ЛЭП на общих и на раздельных опорах.
При питании от одноцепной линии между опорными подстанциями располагаются не более трёх транзитных подстанций.
При питании от двухцепной линии на общих опорах:
- для ЛЭП-220 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге как на переменном, так и постоянном токе;
- для ЛЭП-110 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге на постоянном и трех — на переменном токе.
При питании от двухцепной линии на раздельных опорах:
- для ЛЭП-220 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электротяге как на постоянном, так и на переменном токе;
- для ЛЭП-110 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электрической тяге на постоянном и трех (2 транзитные 1 отпаечная) — на переменном токе.
Структура тяговых подстанций[править]
Ввод
На тяговые подстанции железной дороги поступает энергия напряжением 110, 220 кВ, на некоторые старые тяговые подстанции постоянного тока может поступать напряжение 35 кВ.
Тяговые подстанции имеют от 2 (на транзитных, отпаечных, тупиковых подстанциях) до 6 (на опорных подстанциях) вводов.
Распределительное устройство высокого напряжения
Обычно это РУ 110 или 220 кВ, от них через понижающий трансформатор энергия поступает на РУ 6 (10), 35 кВ, а также на тяговое РУ 27,5 кВ.
На некоторых подстанциях постоянного тока РУ высокого напряжения может быть 35 кВ, в этом случае от него питаются: через преобразовательный агрегат тяговое РУ 3,3 кВ, трансформаторы собственных нужд, РУ 6 (10) кВ, а также нетяговые потребители.
Схемы РУ высокого напряжения различаются в зависимости от типа подстанции.
Распределительные устройства низкого напряжения
На тяговых подстанциях переменного тока РУ 6 (10) и 35 кВ используются только для питания нетяговых потребителей. Для питания тяговых потребителей, а также трансформаторов собственных нужд используется РУ 27,5 кВ.
На тяговых подстанциях постоянного тока РУ 6 (10) кВ используются для питания: через преобразовательный агрегат РУ 3,3 кВ, трансформаторов собственных нужд, а также нетяговых потребителей. РУ 35 кВ используется только для питания нетяговых потребителей, за исключением случаев, когда РУ 35 кВ является основным.
Преобразовательные агрегаты
Выпрямители и инверторы, используются на тяговых подстанциях постоянного тока для питания РУ 3,3 кВ выпрямленным током и для возврата энергии, вырабатываемой при рекуперативном торможении из контактной сети в общую сеть переменного тока.
Фидеры
Фидеры используются для присоединения к распределительным устройствам тяговой подстанции контактной сети и других потребителей электроэнергии.
Тяговые подстанции постоянного тока[править]
Тяговые подстанции постоянного тока в России строятся вдоль полотна железной дороги на расстоянии 10—15 км одна от другой[источник не указан 2108 дней]. Это расстояние зависит, как от объёмов движения поездов, так и от профиля пути. Получают электроэнергию от подстанций ФСК «ЕЭС России» по воздушным и кабельным линиям электропередачи напряжением 6—220 кВ. Электроэнергия поступает в первичное открытое или закрытое распределительное устройство.
Далее электроэнергия поступает на понижающий трансформатор, откуда она подаётся на преобразовательный агрегат (выпрямитель). С преобразовательного агрегата выпрямленный ток подаётся на основную и резервную системы шин и распределяется в контактную сеть через быстродействующие выключатели.
В связи с широким использованием на современном электротранспорте рекуперативного торможения, на тяговых подстанциях (в основном железнодорожных) начинают использоваться инверторы, передающие энергию из контактной сети в общую сеть переменного тока. Выключение выпрямителя и включение инвертора производится автоматически при повышении напряжения контактной сети выше номинального.
В Российской Федерации номинальное напряжение тяговой сети железных дорог установлено на уровне 3300 В Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. В тяговых сетях трамваев и троллейбусов используется напряжение 600 В, метрополитена — 825 В.
Тяговые подстанции переменного тока[править]
Тяговые подстанции переменного тока имеют то же предназначение, что и подстанции постоянного тока, за исключением того, что в них отсутствуют преобразовательные агрегаты для выпрямления тока. Расстояние между подстанциями составляет 40-50 км. Номинальное напряжение, подаваемое в контактную сеть 27,5 кВ. Подстанции переменного тока питаются по линиям напряжением 110 или 220 кВ. Первичные обмотки трансформаторов соединены в звезду, нейтраль заземляется. Вторичные обмотки соединены в треугольник, фаза C заземляется и соединяется с рельсами железной дороги без каких-либо коммутационных аппаратов. Напряжение фаз A и B через открытое распределительное устройство подаётся в контактную сеть двух путей соответственно, а также в линию ДПР («Два Провода — Рельс») для питания нетяговых потребителей.
Как правило, силовые трансформаторы имеют третью обмотку — 6, 10, реже 35 кВ, так как на железной дороге имеется множество других потребителей, кроме электровозов. Во-первых, это автоматика и телемеханика дороги — светофоры, стрелки, связь. Эти потребители требуют качественного и стабильного напряжения, для их снабжения прокладываются линии СЦБ (Сигнализация-Централизация-Блокировка) напряжением 6 или 10 кВ, которые запитываются через повышающий трансформатор 0,23 (0,4)/6 (10) кВ от сети собственных нужд подстанции.
Во-вторых, прочие потребители — отопление и освещение станций, переездов и так далее, а также сторонние потребители. Для их подключения используются либо фидеры ДПР напряжением 27,5 кВ, либо специальные линии ПЭ (Продольное Электроснабжение) на напряжении 6 или 10 кВ.
Исторически сложилось так, что тяговые подстанции в России иногда были единственными источниками электрической энергии приемлемого уровня напряжения для последующего распределения электроэнергии, поэтому на большинстве тяговых подстанций имеется распределительное устройство для распределения и дальнейшей транспортировки электрической энергии напряжением 0,23 — 35 кВ как железнодорожным, так и нежелезнодорожным потребителям.
Тяговые подстанции наземного электротранспорта[править]
Тяговые подстанции трамваев и троллейбусов служат для преобразования трехфазного переменного тока (обычно напряжением 6 или 10 кВ) в постоянный ток. Напряжение постоянного тока для городского электротранспорта в большинстве городов мира принято: на токоприемнике трамвая и троллейбуса 550 В, на шинах тяговых подстанций 600 В.
Питание тяговых подстанций электроэнергией производится по воздушным или кабельным линиям напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы.
Классификация[править]
По способу работы и обслуживанию:
- С обслуживающим персоналом (автоматизированные и нет)
- Автоматические, без обслуживающего персонала
- Телеуправляемые, без обслуживающего персонала
Обслуживающий персонал на тяговых подстанциях используется в основном в небольших городах, где количество подстанций малое и системы телеуправления не рациональны, либо на на важных подстанциях в больших системах электротранспорта. Кроме того, часто пункты управления подстанциями размещаются на одной из них, поэтому такая подстанция становится обслуживаемой.
Но, даже при наличии персонала на подстанции, управление на ней может быть автоматизировано и человек выполняет лишь наблюдение (кроме аварийных ситуаций)
Автоматические подстанции редко могут использоваться без персонала и не имея никакого внешнего управления. Но они имеют самую низкую надёжность электроснабжения, поэтому используются лишь для малозначимых линий с низкой интенсивностью движения.
В средних и крупных системах электротранспорта подстанции управляются дистанционно, по системе телеуправления. Персонал на них не используется, оперативные переключения выполняются из районных центров управления.
По структуре:
- Одноагрегатные
- Многоагрегатные
Одноагрегатные подстанции предлагалось располагать для систем децентрализованого электроснабжения, на вылетных линиях. Но они не получили широкого распространения ввиду невысокой надёжности, так как агрегат может часто выходить из строя, кроме того, он требует частого обслуживания, которое ограничивается в таком случае режимом работы электротранспорта. Поэтому на таких линия более удобны двухагрегатные подстанции.
В централизованных системах электроснабжения, коих большинство, применяются 3-х агрегатные, а также 2-х и 4-х агрегатные, подстанции, которые обеспечивают достаточный резерв по мощности и по надёжности. Использование централизванной системы позволяет снизить суммарную мощность подстанций, их количество, а значит и затраты на их строительство, обслуживание.
По месторасположению:
- Наземные
- Открытые
- Закрытые
- Подземные
Структура подстанции[править]
Ввод[править]
Электроэнергия на тяговые подстанций поступает как правило напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы. Через коммутационную аппаратуру она подаётся на распределительное устройство (РУ) 6/10 кВ.
Коммутационная аппаратура ввода состоит из линейного разъединителя, высоковольтного выключателя (маломаслянного, вакуумного или др.) и шинного разъединителя.
Вводов у подстанции может быть до нескольких штук (1, 2, 3), но большинство подстанций на просторах СНГ имеют два: ввод α (основной) и ввод β (резервный). Переход с одного ввода может снабжаться автоматикой
Распределительное устройство высокого напряжения[править]
Схемы РУ ВН подстанций достаточно разнообразны. Это может быть одна секция шин, две секции с раздельным подключением к вводам, две секции с возможностью работы от всех вводов и др. Между секциями на мощных подстанциях используются схемы с двумя (возможно и более) секциями шин обеспечивающие высокую их надёжность в случае аварийных ситуаций (КЗ, отключение одной из секций) или ремонта без полного отключения подстанции.
От РУ ВН через коммутационную аппаратуру питаются трансформаторы собственных нужд и преобразовательные агрегаты
Преобразовательные агрегаты[править]
Количество преобразовательных агрегатов определяет мощность тяговой подстанции. Их может быть от одного и более, но наибольшее распространение на просторах СНГ имеют 2-х и 3-хагрегатные подстанции.
Преобразовательный агрегат тяговых подстанций трамвая и троллейбуса состоит из трансформатора и выпрямителя. Выпускавшиеся в СССР выпрямительные агрегаты ВАКЛЕ имели номинальный выходной ток 1000 А, 2000 А и, в редких случаях, 3000 А.
Трансформатор агрегата питается напряжением 6/10 кВ и на выходе имеет номинальное переменное напряжение в 565 В. Применяющиеся на тяговых подстанциях трансформаторы обычно имеют вторичную обмотку типа «звезда-обратная звезда» с уравнительным реактором, поэтому на выходе получается шестифазная система напряжения. Реактор соединяет нейтрали звёзд и имеет вывод со своей средней точки. Этот вывод — отрицательный полюс системы постоянного напряжения, поэтому он сразу подключается к РУ отрицательной полярности.
Трансформаторы современных агрегатов могут иметь и другие схемы вторичной обмотки (звезда, треугольник), так как что связано с применением более совершенных выпрямителей, например В-ТПЕД.
Выпрямитель ВАКЛЕ состоит из одного или нескольких блоков БВКЛЕ (номиналом 1000 А). Схема выпрямителя представляет из себя двойную схему Миткевича. Выпрямленный ток имеет шестипульсную форму. Выход выпрямителя имеет положительный потенциал и подключается к РУ положительной полярности.
До 1970-х гг. широко использовались ртутные выпрямители
Распределительное устройство постоянного тока[править]
Распределительное устройство (РУ) постоянного тока имеет две отдельных части РУ положительной шины (ПШ) и РУ отрицательной шины (ОШ).
РУ ПШ, как правило, имеет две шины, рабочую и запасную. На подстанциях большой мощности рабочая шина может быть разделена на секции, для повышения надёжности и ремонтопригодности.
Рабочая шина РУ ПШ получает питание от выпрямителей через коммутационные аппараты: автоматический быстродействующий выключатель (катодный автомат) и шинный разъединитель.
К рабочей шине через автоматический выключатель подключается запасная шина РУ ПШ. Иногда запасная шина может иметь и дополнительное подключение непосредственно от агрегата (в обход рабочей шины).
РУ ОШ подключается к нулевым точкам трансформаторов (при схеме «звезда-обратная звезда») либо к анодам выпрямителей (на современных агрегатах) через шинные разъединители. Автоматика, как правило отсутствует.
ОШ может заземляться через балластное сопротивление, это актуально для троллейбусных подстанций, так как у трамвайных подстанций это происходит естественным путём через рельсы. При незаземлённом «минусе» система называется изолированной, она позволяет сохранять работоспособность в случае безопасных замыканий на землю одного из полюсов.
Фидеры[править]
Фидеры (присоединения, выводы) используются для подключения контактной сети к РУ постоянного тока. Выполняются в виде подземных, надземных кабельных линий или ВЛ.
Количество фидеров определяется мощностью подстанции и разветвлённость сети в зоне энергоснабжения и может колебаться от одного-двух (в децентрализованных системах) до десятка (в централизованных).
Фидер положительной полярности подключается к РУ ПШ через устройство переключателя запасной шины (ПЗШ). ПЗШ имеет два положения рабочее и запасное, при которых соответственно фидер подключается к рабочей шине через линейный автомат (быстродействующий токоограничивающий выключатель) либо к запасной (без автомата). Такая система позволяет выводить для обслуживания линейный автомат без длительного отключения питания фидера, что происходит очень часто.
Фидер отрицательной полярности подключается РУ ОШ лишь через разъединитель.
Тяговые подстанции метрополитена[править]
Подстанции метрополитена, также, как и подстанции наземного транспорта, предназначены для преобразования трехфазного переменного тока напряжением 6 или 10 кВ в постоянный ток, но имеют ряд особенностей.
Классификация[править]
В зависимости от назначения:
- Тяговые
- Понизительные
- Тяговопонизительные (совмещённые)
По месту расположения:
- Наземные
- Подземные
Понизительные подстанции по местоположению на трассе делятся на:
- Основные (у станций)
- Вестибюльные (возле машинных залов эскалаторов)
- Тоннельные (на перегоне)
- Деповские (при депо)
Тяговые подстанции[править]
На тяговых подстанциях осуществляется преобразование трехфазного переменного тока напряжением 6—10 кВ, получаемого от энергосистемы города, в постоянный ток номинальным напряжением 825 В для тяговой сети.
Понизительные подстанции[править]
На понизительных подстанциях трехфазный переменный ток напряжением 6—10кВ, получаемый от тяговых подстанций, трансформируется в трехфазный переменный ток напряжением 400 и 230/133 В для питания силовых и осветительных нагрузок и устройств СЦБ.
Тяговопонизительные подстанции[править]
На тяговопонизительных подстанциях совмещаются электротехнические устройства для электроснабжения тяговой и силовых сетей, СЦБ и осветительных приборов.
Исполнение, количество и расположение подстанций определяют на основе технико-экономических расчётов системы электроснабжения.
Схемы питания подстанций[править]
Каждая тяговая подстанция должна снабжаться энергией от двух независимых источников.
Питание может осуществляться как по двум самостоятельным линиям от двух источников, либо от одного источника с резервированием от второго через кабельную перемычку между подстанциями. В первом случае каждая линия должна быть рассчитана на всю нагрузку одной подстанции, так как одна из линий всегда находится в резерве, во втором случае линия должна быть рассчитана на полную нагрузку двух подстанций, а кабельная перемычка – одной.
Вторая схема питания наиболее распространена в системе электроснабжения метрополитенов страны, так как является более экономичной, а также обеспечивает надёжность и удобство в оперативной работе.
Для электроснабжения понизительных подстанций применяются централизованные схемы, которые могут быть двух видов:
Питание по радиальным линиям – такая схема применялась на первых участках строительства Московского метрополитена, но из-за необходимости в большом количестве кабелей и ячеек распределительных устройств была принята другая схема.
Питание по линиям и перемычкам – более экономически целесообразная схема, обладающая достаточной надёжностью при объединении в группы нескольких понизительных подстанций.
Каждая из них имеет две самостоятельные секции шин 6—10 кВ, которые в нормальном режиме работают раздельно, получая питание от разных источников энергосистемы через шины двух тяговых подстанций. Повреждение любой питающей линии не приводит к перерыву электроснабжения. При необходимости обе секции шин могут быть объединены секционным выключателем.
К каждой секции шин 6—10 кВ подключены по одному трансформатору силовой и осветительной нагрузок, а также трансформатор нагрузок СЦБ. При выходе из строя одного трансформатора или одной секции шин 6—10 кВ оставшиеся в работе трансформаторы обеспечивают питание всех ответственных нагрузок данного вида.
Для питания совмещённых тяговопонизительных подстанций используется децентрализованная схема, впервые такая система была применена на первой линии Ленинградского метрополитена.
Распределительное устройство 6—10 кВ совмещенной тяговопонизительной подстанции (СТП) выполняется из двух секций, работающих независимо и получающих питание от разных источников энергосистемы. При этом все преобразовательные агрегаты подключают к одной (первой) секции шин Р У 6—10 кВ, питание которой осуществляется по принципу тяговых подстанций. Необходимость подключения преобразовательных агрегатов к одной секции, обусловлена тем, что напряжение, подводимое к двум секциям Р У 6—10кВ от разных источников, как правило, имеет некоторое различие. Если преобразовательные агрегаты подключить к разным секциям, имеющим разное напряжение, то нагрузка агрегатов будет неодинаковой: одни из агрегатов будут перегружены, а другие недогружены. Таким образом, первые секции шин 6—10 кВ получают питание непосредственно от источников энергосистемы, а вторые секции связаны с вторым источником через смежные подстанции.
Структура подстанций метрополитена[править]
Основными элементами тяговых подстанций являются:
- Распределительные устройства 6–10 кВ;
- Распределительное устройство постоянного тока 825 В;
- Преобразовательные агрегаты;
- Аккумуляторные батареи;
- Распределительные устройства низкого напряжения.
Наземные подстанции[править]
РУ 6(10) кВ как правило выполнено с одинарной секционированной системой шин. Питание осуществляется двумя линиями от одного источника электроэнергии. Вводы могут быть подключены к двум секциям (тогда секционный выключатель включен) или к 1-й секции и работают параллельно. Во втором случае питание 2-й секции осуществляется по перемычке с другой подстанции, в первом же перемычка используется в качестве резерва. В качестве РУ 10 кВ применяют комплектные распределительные устройства. К шинам 10 кВ подключены преобразовательные агрегаты, трансформаторы силовых, осветительных, СЦБ нагрузок, а также перемычки к другим подстанциям.
Подземные тяговопонизительные подстанции[править]
Подстанция получает основное питание от одного источника электроэнергии по двум параллельно работающим линиям, оборудованным максимальной направленной, максимально-токовой защитой и токовой отсечкой. Обе линии подключены через электромагнитные выключатели к первой секции шин РУ 10(6) кВ. К первой секции подключены выпрямительные агрегаты (количество их зависит от мощности подстанции, но как правило их 3 или 2), а также по одному трансформатору силовых, осветительных нагрузок и СЦБ. А также к первой секции подключаются перемычки для питания смежных подстанций.
Вторая секция шин РУ 10(6) кВ получает питание по кабельной перемычке от смежной подстанции, электроснабжение которой осуществляется от другого источника энергосистемы. К ней подключено по одному трансформатору силовых, осветительных нагрузок и СЦБ и перемычки.
Распредустройство 825 В получает питание от выпрямительных агрегатов через быстродействующие автоматы, защищающие их от обратных токов. РУ 825 В как правило имеет одну шину, от которой питаются все фидеры через быстродействующие автоматы, защищающие РУ 825 В от перегрузок и коротких замыканий. Часто, помимо автоматов основных фидеров, имеется один резервный, который может питать любой из фидеров, в случае отказа основного питания. Кроме этого, шина РУ 825 В в ночное "окно" заземляется через специальный замыкатель, для безопасности работников в тоннеле. В отдельных случаях РУ 825 может иметь более сложную систему с запасной шиной (см. тяговые подстанции наземного транспорта), а также секционирование основной шины, когда от одной подстанции питаются и главные пути и депо, отключение электроснабжения которого в ночное время не допустимо.
Как правило, подстанции размещаются в непосредственной близости от пассажирских станций между путевыми тоннелями. Они имеют по два этажа, на верхнем расположено оборудование, а на нижнем либо только кабели (кабельный коллектор), либо ещё и часть оборудования. Подстанции мелкого заложения сооружают открытым способом, они имеют прямоугольное поперечное сечение. Подстанции глубокого заложения в большинстве случаев имеют круглое сечение, их выполняют в чугунной обделке или в бетоне.
На всех тяговых, совмещённых тягово-понизительных, а также на подземных понизительных подстанциях имеются аккумуляторные батареи, которые используются для аварийного (в случае полной пропажи напряжения на подстанции) питания систем управления, сигнализации и т.п., а также для аварийного освещения станции. АБ подключена распредустройству постоянного тока РУ 115(220) В, которое получает питание в нормальном режиме от зарядно-подзарядных устройств.
Основной вход на подстанцию выполнен со стороны станции. Другими входом являются технологические двери в тоннель из отсека трансформаторов, РУ. Для вентиляции используются приточные и вытяжные вентиляторы имеющие выход через вентиляционную шахту к открытому воздуху.
Подземные понизительные подстанции[править]
Схема подземной понизительной подстанции имеет некоторые особенности. На подстанциях установлены двухобмоточные трансформаторы с изолированной нейтралью со вторичным напряжением 400 и 230/133В. В виду требования высокой надежности электроснабжения на подстанции устанавливают два трансформатора для силовых нагрузок и два для осветительных, причем каждый трансформатор одного вида потребителей должен получать питание напряжением 6—10 кВ от отдельного источника электроэнергии.
Распределительные устройства 6—10 кВ выполняют с двумя секциями шин, которые могут быть объединены секционным выключателем. Последний в нормальном режиме выключен, обе секции работают независимо друг от друга, и каждая из них получает питание от отдельного источника электроэнергии. На подстанции устанавливают один или дватрансформатора для питания устройств СЦБ.
Наиболее распространенные станционные понизительные подстанции сооружают вблизи пассажирских станций, где сосредоточены основные силовые и осветительные нагрузки. Для удобства в эксплуатации все РУ10 кВ; 380,220/127 и 115—150 В компактно размещены в одном помещении.
Так как подстанция, как правило, сооружается в обделке из металлических тюбингов, последние используют для устройства защитного заземления.
Вентиляция выполняется как и для подстанции мелкого заложения, но приточный воздух забирается только из тоннеля.
Тяговые подстанции в истории и культуре[править]
Тяговая подстанция № 11, известная как «Блокадная подстанция», расположена по адресу: Санкт-Петербург, набережная реки Фонтанки, 3, лит. А. На здании размещается мемориальная доска «Подвигу трамвайщиков блокадного Ленинграда. После суровой зимы 1941—1942 года эта тяговая подстанция дала энергию в сеть и обеспечила движение возрожденного трамвая».
16 декабря 2010 года Совет по сохранению культурного наследия Санкт-Петербурга одобрил большинством голосов снос здания ради строительства гостиницы[1].
- Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. — М.: Транспорт, 1997. — 79 с.
- Бей Ю.М., Мамошин Р.Р., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции: Учебник для вузов ж.д. транспорта. — М.: Транспорт, 1986. — 319 с.
- Быков Е. И. Электроснабжение метрополитенов. Устройство, эксплуатация и проектирование. — М.: Транспорт, 1977. — 431 с.
- Загайнов Н. А., Финкельштейн Б. С. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. — издание третье, переработанное и дополненное. — М.: Транспорт, 1978. — 336 с. — 7000 экз.
- Штин А.Н., Несенюк Т.А. Проектирование тяговых и трансформаторных подстанций. — Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014. — 88 с.
- Ю.И.Ефименко, М. М.Уздин, В. И. Ковалев и др. Общий курс железных дорог: Учеб. пособие для учреждений сред. проф. образования - М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 256 с.- 5100 экз.
wp.wiki-wiki.ru
Тяговая подстанция Википедия
Тя́говая подста́нция — в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии.
Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.
Содержание
- 1 Тяговые подстанции железной дороги
- 1.1 Классификация
- 1.2 Схемы питания тяговых подстанций
- 1.3 Структура тяговых подстанций
- 1.4 Тяговые подстанции постоянного тока
- 2 Тяговые подстанции наземного электротранспорта
- 2.1 Классификация
- 2.2 Структура подстанции
- 2.2.1 Ввод
- 2.2.2 Распределительное устройство высокого напряжения
- 2.2.3 Преобразовательные агрегаты
- 2.2.4 Распределительное устройство постоянного тока
- 2.2.5 Фидеры
- 3 Тяговые подстанции метрополитена
- 3.1 Классификация
- 3.1.1 Тяговые подстанции
- 3.1.2 Понизительные подстанции
- 3.1.3 Тяговопонизительные подстанции
- 3.2 Схемы питания подстанций
- 3.3 Структура подстанций метрополитена
- 3.3.1 Наземные подстанции
- 3.3.2 Подземные тяговопонизительные подстанции
- 3.3.3 Подземные понизительные подстанции
- 3.1 Классификация
- 4 Тяговые подстанции в истории и культуре
ru-wiki.ru
Тяговая подстанция — Википедия РУ
Тяговые подстанции железной дороги
Тяговая подстанция железной дороги предназначена для распределения, преобразования электроэнергии, питания тяговых (электроподвижного состава) и нетяговых железнодорожных, а также нежелезнодорожных потребителей. Тяговые подстанции железной дороги получают электроэнергию от энергосистем через систему внешнего электроснабжения, после чего энергия распределяется между тяговыми (через систему тягового электроснабжения) и нетяговыми потребителями.
Классификация
По способу присоединения к системе внешнего электроснабжения:
- Опорная (узловая) – получает питание от сети внешнего электроснабжения по трём и более линиям электропередачи напряжением 110 или 220 кВ, и служит источником питания для других тяговых подстанций.
- Тупиковая (концевая) – получает питание по двум радиальным ЛЭП от соседней подстанции.
- Промежуточная– получает питание по вводам от двух соседних подстанций.
Промежуточные в свою очередь делятся на:
- Транзитная (проходная) – включается в рассечку ЛЭП.
- Отпаечная – подключается к отпайкам или ответвлению ЛЭП.
По системе электрической тяги:
- Постоянного тока 3,3 кВ
- Переменного тока 25кВ
- Переменного тока 2х25 кВ
- Стыковые
По типу преобразователей:
- Выпрямительные
- Выпрямительно-инверторные
По значению питающего напряжения:
6, 10, 35, 110, 220 кВ
По системе управления:
- Телеуправляемые
- Нетелеуправляемые
По способу обслуживания:
- Без дежурного персонала
- С дежурством на дому
- С постоянным дежурным персоналом
По типу:
- Стационарные
- Передвижные
Схемы питания тяговых подстанций
Максимальное расстояние между соседними тяговыми подстанциями: 15 км на постоянном токе и 50 км – на переменном.
Каждая тяговая подстанция получает питание от двух независимых источников, так как электрифицированные железные дороги являются потребителем первой категории.
Питание тяговых подстанций может осуществляется по одноцепной ЛЭП, двухцепной ЛЭП на общих и на раздельных опорах.
При питании от одноцепной линии между опорными подстанциями располагаются не более трёх транзитных подстанций.
При питании от двухцепной линии на общих опорах:
- для ЛЭП-220 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге как на переменном, так и постоянном токе;
- для ЛЭП-110 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге на постоянном и трех — на переменном токе.
При питании от двухцепной линии на раздельных опорах:
- для ЛЭП-220 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электротяге как на постоянном, так и на переменном токе;
- для ЛЭП-110 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электрической тяге на постоянном и трех (2 транзитные 1 отпаечная) — на переменном токе.
Структура тяговых подстанций
Ввод
На тяговые подстанции железной дороги поступает энергия напряжением 110, 220 кВ, на некоторые старые тяговые подстанции постоянного тока может поступать напряжение 35 кВ.
Тяговые подстанции имеют от 2 (на транзитных, отпаечных, тупиковых подстанциях) до 6 (на опорных подстанциях) вводов.
Распределительное устройство высокого напряжения
Обычно это РУ 110 или 220 кВ, от них через понижающий трансформатор энергия поступает на РУ 6 (10), 35 кВ, а также на тяговое РУ 27,5 кВ.
На некоторых подстанциях постоянного тока РУ высокого напряжения может быть 35 кВ, в этом случае от него питаются: через преобразовательный агрегат тяговое РУ 3,3 кВ, трансформаторы собственных нужд, РУ 6 (10) кВ, а также нетяговые потребители.
Схемы РУ высокого напряжения различаются в зависимости от типа подстанции.
Распределительные устройства низкого напряжения
На тяговых подстанциях переменного тока РУ 6 (10) и 35 кВ используются только для питания нетяговых потребителей. Для питания тяговых потребителей, а также трансформаторов собственных нужд используется РУ 27,5 кВ.
На тяговых подстанциях постоянного тока РУ 6 (10) кВ используются для питания: через преобразовательный агрегат РУ 3,3 кВ, трансформаторов собственных нужд, а также нетяговых потребителей. РУ 35 кВ используется только для питания нетяговых потребителей, за исключением случаев, когда РУ 35 кВ является основным.
Преобразовательные агрегаты
Выпрямители и инверторы, используются на тяговых подстанциях постоянного тока для питания РУ 3,3 кВ выпрямленным током и для возврата энергии, вырабатываемой при рекуперативном торможении из контактной сети в общую сеть переменного тока.
Фидеры
Фидеры используются для присоединения к распределительным устройствам тяговой подстанции контактной сети и других потребителей электроэнергии.
Тяговые подстанции постоянного тока
Тяговые подстанции постоянного тока в России строятся вдоль полотна железной дороги на расстоянии 10—15 км одна от другой[источник не указан 2150 дней]. Это расстояние зависит, как от объёмов движения поездов, так и от профиля пути. Получают электроэнергию от подстанций ФСК «ЕЭС России» по воздушным и кабельным линиям электропередачи напряжением 6—220 кВ. Электроэнергия поступает в первичное открытое или закрытое распределительное устройство.
Далее электроэнергия поступает на понижающий трансформатор, откуда она подаётся на преобразовательный агрегат (выпрямитель). С преобразовательного агрегата выпрямленный ток подаётся на основную и резервную системы шин и распределяется в контактную сеть через быстродействующие выключатели.
В связи с широким использованием на современном электротранспорте рекуперативного торможения, на тяговых подстанциях (в основном железнодорожных) начинают использоваться инверторы, передающие энергию из контактной сети в общую сеть переменного тока. Выключение выпрямителя и включение инвертора производится автоматически при повышении напряжения контактной сети выше номинального.
В Российской Федерации номинальное напряжение тяговой сети железных дорог установлено на уровне 3300 В Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. В тяговых сетях трамваев и троллейбусов используется напряжение 600 В, метрополитена — 825 В.
Тяговые подстанции наземного электротранспорта
Тяговые подстанции трамваев и троллейбусов служат для преобразования трехфазного переменного тока (обычно напряжением 6 или 10 кВ) в постоянный ток. Напряжение постоянного тока для городского электротранспорта в большинстве городов мира принято: на токоприемнике трамвая и троллейбуса 550 В, на шинах тяговых подстанций 600 В.
Питание тяговых подстанций электроэнергией производится по воздушным или кабельным линиям напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы.
Классификация
По способу работы и обслуживанию:
- С обслуживающим персоналом (автоматизированные и нет)
- Автоматические, без обслуживающего персонала
- Телеуправляемые, без обслуживающего персонала
Обслуживающий персонал на тяговых подстанциях используется в основном в небольших городах, где количество подстанций малое и системы телеуправления не рациональны, либо на на важных подстанциях в больших системах электротранспорта. Кроме того, часто пункты управления подстанциями размещаются на одной из них, поэтому такая подстанция становится обслуживаемой.
Но, даже при наличии персонала на подстанции, управление на ней может быть автоматизировано и человек выполняет лишь наблюдение (кроме аварийных ситуаций)
Автоматические подстанции редко могут использоваться без персонала и не имея никакого внешнего управления. Но они имеют самую низкую надёжность электроснабжения, поэтому используются лишь для малозначимых линий с низкой интенсивностью движения.
В средних и крупных системах электротранспорта подстанции управляются дистанционно, по системе телеуправления. Персонал на них не используется, оперативные переключения выполняются из районных центров управления.
По структуре:
- Одноагрегатные
- Многоагрегатные
Одноагрегатные подстанции предлагалось располагать для систем децентрализованого электроснабжения, на вылетных линиях. Но они не получили широкого распространения ввиду невысокой надёжности, так как агрегат может часто выходить из строя, кроме того, он требует частого обслуживания, которое ограничивается в таком случае режимом работы электротранспорта. Поэтому на таких линия более удобны двухагрегатные подстанции.
В централизованных системах электроснабжения, коих большинство, применяются 3-х агрегатные, а также 2-х и 4-х агрегатные, подстанции, которые обеспечивают достаточный резерв по мощности и по надёжности. Использование централизванной системы позволяет снизить суммарную мощность подстанций, их количество, а значит и затраты на их строительство, обслуживание.
По месторасположению:
- Наземные
- Открытые
- Закрытые
- Подземные
Структура подстанции
Ввод
Электроэнергия на тяговые подстанций поступает как правило напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы. Через коммутационную аппаратуру она подаётся на распределительное устройство (РУ) 6/10 кВ.
Коммутационная аппаратура ввода состоит из линейного разъединителя, высоковольтного выключателя (маломаслянного, вакуумного или др.) и шинного разъединителя.
Вводов у подстанции может быть до нескольких штук (1, 2, 3), но большинство подстанций на просторах СНГ имеют два: ввод α (основной) и ввод β (резервный). Переход с одного ввода может снабжаться автоматикой
Распределительное устройство высокого напряжения
Схемы РУ ВН подстанций достаточно разнообразны. Это может быть одна секция шин, две секции с раздельным подключением к вводам, две секции с возможностью работы от всех вводов и др. Между секциями на мощных подстанциях используются схемы с двумя (возможно и более) секциями шин обеспечивающие высокую их надёжность в случае аварийных ситуаций (КЗ, отключение одной из секций) или ремонта без полного отключения подстанции.
От РУ ВН через коммутационную аппаратуру питаются трансформаторы собственных нужд и преобразовательные агрегаты
Преобразовательные агрегаты
Количество преобразовательных агрегатов определяет мощность тяговой подстанции. Их может быть от одного и более, но наибольшее распространение на просторах СНГ имеют 2-х и 3-хагрегатные подстанции.
Преобразовательный агрегат тяговых подстанций трамвая и троллейбуса состоит из трансформатора и выпрямителя. Выпускавшиеся в СССР выпрямительные агрегаты ВАКЛЕ имели номинальный выходной ток 1000 А, 2000 А и, в редких случаях, 3000 А.
Трансформатор агрегата питается напряжением 6/10 кВ и на выходе имеет номинальное переменное напряжение в 565 В. Применяющиеся на тяговых подстанциях трансформаторы обычно имеют вторичную обмотку типа «звезда-обратная звезда» с уравнительным реактором, поэтому на выходе получается шестифазная система напряжения. Реактор соединяет нейтрали звёзд и имеет вывод со своей средней точки. Этот вывод — отрицательный полюс системы постоянного напряжения, поэтому он сразу подключается к РУ отрицательной полярности.
Трансформаторы современных агрегатов могут иметь и другие схемы вторичной обмотки (звезда, треугольник), так как что связано с применением более совершенных выпрямителей, например В-ТПЕД.
Выпрямитель ВАКЛЕ состоит из одного или нескольких блоков БВКЛЕ (номиналом 1000 А). Схема выпрямителя представляет из себя двойную схему Миткевича. Выпрямленный ток имеет шестипульсную форму. Выход выпрямителя имеет положительный потенциал и подключается к РУ положительной полярности.
До 1970-х гг. широко использовались ртутные выпрямители
Распределительное устройство постоянного тока
Распределительное устройство (РУ) постоянного тока имеет две отдельных части РУ положительной шины (ПШ) и РУ отрицательной шины (ОШ).
РУ ПШ, как правило, имеет две шины, рабочую и запасную. На подстанциях большой мощности рабочая шина может быть разделена на секции, для повышения надёжности и ремонтопригодности.
Рабочая шина РУ ПШ получает питание от выпрямителей через коммутационные аппараты: автоматический быстродействующий выключатель (катодный автомат) и шинный разъединитель.
К рабочей шине через автоматический выключатель подключается запасная шина РУ ПШ. Иногда запасная шина может иметь и дополнительное подключение непосредственно от агрегата (в обход рабочей шины).
РУ ОШ подключается к нулевым точкам трансформаторов (при схеме «звезда-обратная звезда») либо к анодам выпрямителей (на современных агрегатах) через шинные разъединители. Автоматика, как правило отсутствует.
ОШ может заземляться через балластное сопротивление, это актуально для троллейбусных подстанций, так как у трамвайных подстанций это происходит естественным путём через рельсы. При незаземлённом «минусе» система называется изолированной, она позволяет сохранять работоспособность в случае безопасных замыканий на землю одного из полюсов.
Фидеры
Фидеры (присоединения, выводы) используются для подключения контактной сети к РУ постоянного тока. Выполняются в виде подземных, надземных кабельных линий или ВЛ.
Количество фидеров определяется мощностью подстанции и разветвлённость сети в зоне энергоснабжения и может колебаться от одного-двух (в децентрализованных системах) до десятка (в централизованных).
Фидер положительной полярности подключается к РУ ПШ через устройство переключателя запасной шины (ПЗШ). ПЗШ имеет два положения рабочее и запасное, при которых соответственно фидер подключается к рабочей шине через линейный автомат (быстродействующий токоограничивающий выключатель) либо к запасной (без автомата). Такая система позволяет выводить для обслуживания линейный автомат без длительного отключения питания фидера, что происходит очень часто.
Фидер отрицательной полярности подключается РУ ОШ лишь через разъединитель.
Тяговые подстанции метрополитена
Подстанции метрополитена, также, как и подстанции наземного транспорта, предназначены для преобразования трехфазного переменного тока напряжением 6 или 10 кВ в постоянный ток, но имеют ряд особенностей.
Классификация
В зависимости от назначения:
- Тяговые
- Понизительные
- Тяговопонизительные (совмещённые)
По месту расположения:
- Наземные
- Подземные
Понизительные подстанции по местоположению на трассе делятся на:
- Основные (у станций)
- Вестибюльные (возле машинных залов эскалаторов)
- Тоннельные (на перегоне)
- Деповские (при депо)
Тяговые подстанции
На тяговых подстанциях осуществляется преобразование трехфазного переменного тока напряжением 6—10 кВ, получаемого от энергосистемы города, в постоянный ток номинальным напряжением 825 В для тяговой сети.
Понизительные подстанции
На понизительных подстанциях трехфазный переменный ток напряжением 6—10кВ, получаемый от тяговых подстанций, трансформируется в трехфазный переменный ток напряжением 400 и 230/133 В для питания силовых и осветительных нагрузок и устройств СЦБ.
Тяговопонизительные подстанции
На тяговопонизительных подстанциях совмещаются электротехнические устройства для электроснабжения тяговой и силовых сетей, СЦБ и осветительных приборов.
Исполнение, количество и расположение подстанций определяют на основе технико-экономических расчётов системы электроснабжения.
Схемы питания подстанций
Каждая тяговая подстанция должна снабжаться энергией от двух независимых источников.
Питание может осуществляться как по двум самостоятельным линиям от двух источников, либо от одного источника с резервированием от второго через кабельную перемычку между подстанциями. В первом случае каждая линия должна быть рассчитана на всю нагрузку одной подстанции, так как одна из линий всегда находится в резерве, во втором случае линия должна быть рассчитана на полную нагрузку двух подстанций, а кабельная перемычка – одной.
Вторая схема питания наиболее распространена в системе электроснабжения метрополитенов страны, так как является более экономичной, а также обеспечивает надёжность и удобство в оперативной работе.
Для электроснабжения понизительных подстанций применяются централизованные схемы, которые могут быть двух видов:
Питание по радиальным линиям – такая схема применялась на первых участках строительства Московского метрополитена, но из-за необходимости в большом количестве кабелей и ячеек распределительных устройств была принята другая схема.
Питание по линиям и перемычкам – более экономически целесообразная схема, обладающая достаточной надёжностью при объединении в группы нескольких понизительных подстанций.
Каждая из них имеет две самостоятельные секции шин 6—10 кВ, которые в нормальном режиме работают раздельно, получая питание от разных источников энергосистемы через шины двух тяговых подстанций. Повреждение любой питающей линии не приводит к перерыву электроснабжения. При необходимости обе секции шин могут быть объединены секционным выключателем.
К каждой секции шин 6—10 кВ подключены по одному трансформатору силовой и осветительной нагрузок, а также трансформатор нагрузок СЦБ. При выходе из строя одного трансформатора или одной секции шин 6—10 кВ оставшиеся в работе трансформаторы обеспечивают питание всех ответственных нагрузок данного вида.
Для питания совмещённых тяговопонизительных подстанций используется децентрализованная схема, впервые такая система была применена на первой линии Ленинградского метрополитена.
Распределительное устройство 6—10 кВ совмещенной тяговопонизительной подстанции (СТП) выполняется из двух секций, работающих независимо и получающих питание от разных источников энергосистемы. При этом все преобразовательные агрегаты подключают к одной (первой) секции шин Р У 6—10 кВ, питание которой осуществляется по принципу тяговых подстанций. Необходимость подключения преобразовательных агрегатов к одной секции, обусловлена тем, что напряжение, подводимое к двум секциям Р У 6—10кВ от разных источников, как правило, имеет некоторое различие. Если преобразовательные агрегаты подключить к разным секциям, имеющим разное напряжение, то нагрузка агрегатов будет неодинаковой: одни из агрегатов будут перегружены, а другие недогружены. Таким образом, первые секции шин 6—10 кВ получают питание непосредственно от источников энергосистемы, а вторые секции связаны с вторым источником через смежные подстанции.
Структура подстанций метрополитена
Основными элементами тяговых подстанций являются:
- Распределительные устройства 6–10 кВ;
- Распределительное устройство постоянного тока 825 В;
- Преобразовательные агрегаты;
- Аккумуляторные батареи;
- Распределительные устройства низкого напряжения.
Наземные подстанции
РУ 6(10) кВ как правило выполнено с одинарной секционированной системой шин. Питание осуществляется двумя линиями от одного источника электроэнергии. Вводы могут быть подключены к двум секциям (тогда секционный выключатель включен) или к 1-й секции и работают параллельно. Во втором случае питание 2-й секции осуществляется по перемычке с другой подстанции, в первом же перемычка используется в качестве резерва. В качестве РУ 10 кВ применяют комплектные распределительные устройства. К шинам 10 кВ подключены преобразовательные агрегаты, трансформаторы силовых, осветительных, СЦБ нагрузок, а также перемычки к другим подстанциям.
Подземные тяговопонизительные подстанции
Подстанция получает основное питание от одного источника электроэнергии по двум параллельно работающим линиям, оборудованным максимальной направленной, максимально-токовой защитой и токовой отсечкой. Обе линии подключены через электромагнитные выключатели к первой секции шин РУ 10(6) кВ. К первой секции подключены выпрямительные агрегаты (количество их зависит от мощности подстанции, но как правило их 3 или 2), а также по одному трансформатору силовых, осветительных нагрузок и СЦБ. А также к первой секции подключаются перемычки для питания смежных подстанций.
Вторая секция шин РУ 10(6) кВ получает питание по кабельной перемычке от смежной подстанции, электроснабжение которой осуществляется от другого источника энергосистемы. К ней подключено по одному трансформатору силовых, осветительных нагрузок и СЦБ и перемычки.
Распредустройство 825 В получает питание от выпрямительных агрегатов через быстродействующие автоматы, защищающие их от обратных токов. РУ 825 В как правило имеет одну шину, от которой питаются все фидеры через быстродействующие автоматы, защищающие РУ 825 В от перегрузок и коротких замыканий. Часто, помимо автоматов основных фидеров, имеется один резервный, который может питать любой из фидеров, в случае отказа основного питания. Кроме этого, шина РУ 825 В в ночное "окно" заземляется через специальный замыкатель, для безопасности работников в тоннеле. В отдельных случаях РУ 825 может иметь более сложную систему с запасной шиной (см. тяговые подстанции наземного транспорта), а также секционирование основной шины, когда от одной подстанции питаются и главные пути и депо, отключение электроснабжения которого в ночное время не допустимо.
Как правило, подстанции размещаются в непосредственной близости от пассажирских станций между путевыми тоннелями. Они имеют по два этажа, на верхнем расположено оборудование, а на нижнем либо только кабели (кабельный коллектор), либо ещё и часть оборудования. Подстанции мелкого заложения сооружают открытым способом, они имеют прямоугольное поперечное сечение. Подстанции глубокого заложения в большинстве случаев имеют круглое сечение, их выполняют в чугунной обделке или в бетоне.
На всех тяговых, совмещённых тягово-понизительных, а также на подземных понизительных подстанциях имеются аккумуляторные батареи, которые используются для аварийного (в случае полной пропажи напряжения на подстанции) питания систем управления, сигнализации и т.п., а также для аварийного освещения станции. АБ подключена распредустройству постоянного тока РУ 115(220) В, которое получает питание в нормальном режиме от зарядно-подзарядных устройств.
Основной вход на подстанцию выполнен со стороны станции. Другими входом являются технологические двери в тоннель из отсека трансформаторов, РУ. Для вентиляции используются приточные и вытяжные вентиляторы имеющие выход через вентиляционную шахту к открытому воздуху.
Подземные понизительные подстанции
Схема подземной понизительной подстанции имеет некоторые особенности. На подстанциях установлены двухобмоточные трансформаторы с изолированной нейтралью со вторичным напряжением 400 и 230/133В. В виду требования высокой надежности электроснабжения на подстанции устанавливают два трансформатора для силовых нагрузок и два для осветительных, причем каждый трансформатор одного вида потребителей должен получать питание напряжением 6—10 кВ от отдельного источника электроэнергии.
Распределительные устройства 6—10 кВ выполняют с двумя секциями шин, которые могут быть объединены секционным выключателем. Последний в нормальном режиме выключен, обе секции работают независимо друг от друга, и каждая из них получает питание от отдельного источника электроэнергии. На подстанции устанавливают один или дватрансформатора для питания устройств СЦБ.
Наиболее распространенные станционные понизительные подстанции сооружают вблизи пассажирских станций, где сосредоточены основные силовые и осветительные нагрузки. Для удобства в эксплуатации все РУ10 кВ; 380,220/127 и 115—150 В компактно размещены в одном помещении.
Так как подстанция, как правило, сооружается в обделке из металлических тюбингов, последние используют для устройства защитного заземления.
Вентиляция выполняется как и для подстанции мелкого заложения, но приточный воздух забирается только из тоннеля.
Тяговые подстанции в истории и культуре
Тяговая подстанция № 11, известная как «Блокадная подстанция», расположена по адресу: Санкт-Петербург, набережная реки Фонтанки, 3, лит. А. На здании размещается мемориальная доска «Подвигу трамвайщиков блокадного Ленинграда. После суровой зимы 1941—1942 года эта тяговая подстанция дала энергию в сеть и обеспечила движение возрожденного трамвая».
16 декабря 2010 года Совет по сохранению культурного наследия Санкт-Петербурга одобрил большинством голосов снос здания ради строительства гостиницы[1].
Примечания
Литература
- Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. — М.: Транспорт, 1997. — 79 с.
- Бей Ю.М., Мамошин Р.Р., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции: Учебник для вузов ж.д. транспорта. — М.: Транспорт, 1986. — 319 с.
- Быков Е. И. Электроснабжение метрополитенов. Устройство, эксплуатация и проектирование. — М.: Транспорт, 1977. — 431 с.
- Загайнов Н. А., Финкельштейн Б. С. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. — издание третье, переработанное и дополненное. — М.: Транспорт, 1978. — 336 с. — 7000 экз.
- Штин А.Н., Несенюк Т.А. Проектирование тяговых и трансформаторных подстанций. — Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2014. — 88 с.
- Ю.И.Ефименко, М. М.Уздин, В. И. Ковалев и др. Общий курс железных дорог: Учеб. пособие для учреждений сред. проф. образования - М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 256 с.- 5100 экз.
http-wikipediya.ru
Тяговая подстанция - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Тяговая подстанция
Cтраница 1
Тяговые подстанции по системе тока подразделяют на подстанции постоянного и переменного тока. Подстанции постоянного тока размещают на расстоянии друг от друга 10 - 25 км, а переменного-на расстоянии 40 - 50км обычно в районе железнодорожной станции. На тяговых подстанциях постоянного тока имеются понижающие трансформаторы, статические преобразователи с полупроводниковыми вентилями для преобразования переменного тока в постоянный, а также аппаратура и устройства, необходимые для включения и выключения агрегатов и защиты оборудования от токов короткого замыкания, перегрузок и перенапряжений. Принцип работы подстанции постоянного тока заключается в следующем. [1]
Тяговые подстанции по системе тока подразделяются на подстанции постоянного и переменного тока. Подстанции постоянного тока размещают на расстоянии 10 - 25 км друг от друга, а переменного - на расстоянии 40 - 50 км обычно в районе железнодорожной станции. На тяговых подстанциях постоянного тока имеются понижающие трансформаторы, статические преобразователи с полупроводниковыми вентилями для преобразования переменного тока в постоянный, а также аппаратура и устройства, необходимые для включения и выключения агрегатов и защиты оборудования от токов короткого замыкания, перегрузок и перенапряжений. Принцип работы подстанции постоянного тока заключается в следующем. Затем через распределительное устройство переменного тока это напряжение подается к тяговым трансформаторам, где понижается до 3 3 кВ, и поступает на преобразователи. [2]
Тяговые подстанции, контактная сеть и другие сооружения электроснабжения, обслуживание и ремонт этих устройств находятся в ведении участков энергоснабжения, которые, кроме линий тягового энергоснабжения, обслуживают также высоковольтные линии автоблокировки и диспетчерской централизации, линии автоблокировки и диспетчерской централизации, линии энергоснабжения предприятий транспорта и железнодорожных поселков, а иногда и близлежащих промышленных и сельскохозяйственных предприятий. [3]
Тяговые подстанции и секционные посты на электрифицированных железных дорогах оборудуются устройствами ТУ-ТС, особенно интенсивно в последние годы. [4]
Тяговые подстанции, контактная сеть, мастерские, ремонтно-ревизион - - ный цех, складское хозяйство и др. находятся в ведении участков энергоснабжения ( дистанции электроснабжения), которые обслуживают 150 - 250 км линий при постоянном токе или 200 - 300 км при переменном токе. Тяговые подстанции бывают с ручным и телемеханичес -, ким управлением. В первом случае управление и контроль за работой оборудования осуществляет эксплуатационный персонал, находящийся на подстанциях. [5]
Тяговые подстанции при этом представляют собой обычные трансформаторные пункты, позволяющие наиболее широко и просто обеспечить автоматизацию управления. [6]
Тяговые подстанции проектируют автоматическими и телеуправляемыми, и лишь при отсутствии диспетчерского пункта предусматривается дежурный персонал. [7]
Тяговые подстанции создают радиопомехи, когда в них используются ртутные выпрямители с сеточным регулированием в наиболее экономичном режиме, который за счет угла отсечки тока создает большие радиопомехи, распространяющиеся по троллейным проводам питания электротранспорта. Для подавления помех на ртутных вентилях тяговых подстанций устанавливаются блокировочные конденсаторы и переключается реактор подстанции таким образом, чтобы он препятствовал проникновению радиопомех в питающую электротранспорт сеть. [8]
Тяговые подстанции для питания промышленного электрифицированного транспорта бывают преобразовательные постоянного тока, на которых устанавливают выпрямительные агрегаты, преобразующие переменный трехфазный ток в выпрямленный постоянный, который подается в тяговую сеть ( плюс к контактному проводу, минус к ходовому рельсу), и однофазного переменного тока, на которых устанавливают, как правило, стандартные, трехфазные понизительные трансформаторы, питающие тяговую сеть переменным однофазным током. В этом случае преобразовательные агрегаты для питания тяговых двигателей постоянного тока устанавливают на электровозах. [9]
Тяговые подстанции и распределительные посты должны быть телеуправляемыми с возможно большим объемом автоматизации и, как правило, без дежурного персонала, кроме того, так как они относятся к электроустановкам с большими токами замыкания на землю, их заземляющие устройства должны соответствовать требованиям ПУЭ. [11]
Тяговые подстанции проМИредпрйятий часто совмещаются с подстанциями для питания силовых потребителей карьеров или цехов промпредприятий. В этих случаях подстанции называются совмещенными. [13]
Тяговые подстанции представляют собой комплекс электротехнических установок, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии с целью питания транспортных средств на электрической тяге. В зависимости от системы тяги, т.е. типа используемого подвижного состава, различают тяговые подстанции постоянного ( выпрямленного) тока с напряжением на шинах: 3 3 и 16 5 кВ для подвижного состава железных дорог, электрифицированных на постоянном токе; 825 В для электроснабжения вагонов метрополитена; 600 В для подвижного состава городского электрического транспорта - трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции переменного тока обеспечивают электроснабжение однофазным переменным током 27 5 кВ промышленной частоты 50 Гц тяговые сети железных дорог, электрифицированных на переменном токе. Стыковые подстанции постоянно-переменного тока располагают вблизи стыков участков тяговой сети постоянного и переменного тока. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
