Схема силовых цепей подземной подстанции

Значительно меньшие резервы имеет тяговая часть совмещенных тягово-понизительных подстанций (СТП), применяемых при распределенной системе электропитания (рис. 22). Благодаря небольшим расстояниям между подстанциями (1—1,5 км) питание контактной сети не будет нарушено даже при выходе из строя одной подстанции, так как поездные нагрузки распределятся между смежными подстанциями. Расстояние между работающими подстанциями станет равным 2—3 км, что вполне обеспечит нормальный уровень напряжения на токоприемнике поездов и защиту контактной сети. Поэтому на совмещенных подстанциях, как правило, не предусмотрены вторая система шин 6—10 кВ, шиносоединительный масляный выключатель, запасная шина 825В и запасной быстродействующий выключатель постоянного тока. В большинстве случаев на подземных совмещенных подстанциях установлено по два преобразовательных агрегата, а на линиях метрополитенов с небольшими размерами движения — по одному.
Распределительное устройство 6 или 10 кВ совмещенной подстанции состоит из двух секций 1 я 3 одинарных систем шин, соединенных одна с другой секционным масляным выключателем 2. В нормальном режиме секции шин 6—10 кВ работают раздельно при отключенном выключателе 2. Питание каждой секции осуществляется от различных пунктов энергосистемы. В большинстве случаев секция 1 получает питание от одного из пунктов энергосистемы по основному вводу, а секция 3 — от другого пункта энергосистемы, но не непосредственно, а через соседнюю подстанцию по кабельной перемычке. Подсоединение кабельных вводов и перемычек к шинам выполнено так же, как и на наземных подстанциях.
На параллельно работающих вводах установлена максимальная направленная защита. В случае исчезновения напряжения на одной из секций шин 6—10 кВ ее питание может быть восстановлено путем включения секционного масляного выключателя, управление которым телемеханизировано и осуществляется с диспетчерского пункта. Масляными выключателями вводов, кабельных перемычек и преобразовательных агрегатов также управляют по системе телемеханики с диспетчерского пункта. К секции 1 подключены преобразовательные агрегаты 11, причем как со стороны переменного, так и со стороны выпрямленного тока их силовые цепи не отличаются от подобных цепей наземных подстанций (только отсутствуют вторые шинные разъединители). На подстанции устанавливают быстродействующие анодные выключатели 12.
Распределительное устройство постоянного тока состоит из плюсовой 13 и минусовой 14 шин, без запасного выключателя. Отходящие фидеры, питающие контактный рельс, включены так же как и на наземных подстанциях, только не предусмотрен обходной разъединитель с электродвигательным приводом.
Для питания силовых и осветительных нагрузок на СТП установлено четыре понижающих трансформатора. От каждой секции 6—10 кВ получает питание один моторный трансформатор 4 с вторичным напряжением 380 В и один осветительный трансформатор 5 с вторичным напряжением 220/127 В. Все трансформаторы подключены к шинам через масляные выключатели и шинные разъединители.
На некоторых СТП помимо моторных и осветительных трансформаторов устанавливают два (по одному на каждую секцию) трансформатора питания автоблокировки СЦБ (5), служащих для питания устройств автоблокировки. Так как мощность трансформаторов невелика (50 кВ-А), их подсоединяют к шинам через масляные выключатели или разъединители и трубчатые предохранители.
Шины моторного щита 380В разделены на две секции. Напряжение от моторных трансформаторов к секциям шин подводится через рубильники. В нормальном режиме оба трансформатора и секции работают раздельно. В случае отключения одного из моторных трансформаторов можно соединить секции шин 380В одну с другой, включив секционный рубильник, и вся нагрузки перейдет на другой трансформатор. Мощность моторных трансформаторов рассчитана на это. На некоторых подстанциях вместо трансформаторных и секционных рубильников установлены контакторы и переключение нагрузки происходит автоматически.
Шины щита освещения 220/127В разделены на четыре секции: две (9 и 10) — рабочие, одна (8) — резервируемая и одна (7) — аварийная. Все осветительные нагрузки делят по их значимости на три группы. Нагрузки третьей группы, без которых метрополитен может продолжать нормально работать, подключены к рабочим секциям щита, нагрузки второй группы; без которых нормальная работа не может осуществляться, к резервируемой секции и нагрузки первой группы (аварийное освещение станций и тоннелей)— к аварийной секции. Резервируемую секцию при помощи контакторов можно подключать к любой рабочей секции, поэтому ее нагрузки получают питание при наличии напряжения хотя бы на одной из рабочих секций.
Аварийная секция в нормальном режиме присоединена к резервируемой, и ее нагрузки получают питание переменного тока. В случае исчезновения напряжения на резервируемой секции, т. е. когда оба осветительных трансформатора не работают, аварийная секция автоматически (контакторами) переключается на питание от аккумуляторной батареи. Аккумуляторные батареи СТП значительно мощнее, чем на наземных тяговых подстанциях, так как они должны обеспечить питание не только цепей управления, сигнализации И аварийного освещения подстанций, но и аварийного освещения пассажирских станций и тоннелей (в течение часа).
Схемы силовых цепей понизительных подстанций, не совмещенных с тяговыми и применяемых при сосредоточенной системе электропитания, принципиально не отличаются от приведенной выше схемы СТП (без тяговой части).
Контрольные вопросы
1.            Назовите типы электрических станций и кратко охарактеризуйте их.
2.            Перечислите элементы электрических систем и укажите их назначение.
3.            Как составляют графики нагрузок и определяют коэффициенты, характеризующие работу электротехнической установки?
4.            Какие требования предъявляют к электротехническим устройствам?
5.            Из каких элементов состоит система тягового энергоснабжения железных дорог и каковы особенности этой системы для метрополитенов?
6.            Опишите одну из однолинейных схем РУ питающего напряжения НО—220, 35, 10 или 6 кВ опорной транзитной или отпаечной тяговой подстанции.
7.            Расскажите об однолинейных схемах РУ тягового напряжения тяговой подстанции переменного и постоянного тока.
8.            Охарактеризуйте схему силовых цепей тяговых подстанций метрополитенов.
9.            Расскажите о схеме питания не тяговых потребителей от тяговых подстанций железных дорог и метрополитенов.