Конструкции тяговых подстанций метрополитенов

Как уже говорилось, тяговые подстанции метрополитенов по своей конструкции подразделяются на две основные категории: наземные при сосредоточенной системе электропитания и подземные (совмещенные) — при распределенной системе. Наземные подстанции сооружались на первых очередях строительства Московского метрополитена. В дальнейшем же как в Москве, так и в других городах Советского Союза сооружались только подземные подстанции, поскольку система распределенного электропитания в технико-экономическом отношении более совершенна.
Тяговые подстанции метрополитенов — закрытого типа. Конструктивное выполнение их менялось по мере накопления опыта эксплуатации и проектирования, применения новых видов оборудования и аппаратуры и усовершенствования системы управления и обслуживания. Рассмотрим по одному типу конструкции наземной и подземной тяговой подстанции.
Наземные тяговые подстанции четвертой очереди Московского метрополитена отличаются от подстанций первых трех очередей меньшей кубатурой здания и более компактным расположением оборудования. На подстанциях этой очереди автоматика и телемеханика приняты как основное средство управления. Это дало возможность вместо крупногабаритных щитов установить компактный пульт управления с упрощенной мнемонической схемой, что позволило уменьшить габариты машинного зала.
Применение малообъемных масляных выключателей позволило заменить ранее применяемые железобетонные ячейки сборной металлической конструкцией распределительного устройства 10 кВ.
Несколько упрощена строительная часть камер тяговых трансформаторов, ворота которых выполнены из металлической сетки. Это обеспечивает естественную вентиляцию камер без вентиляционных шахт. В подвальных помещениях подстанций проложены кабели и установлено вспомогательное оборудование.
Защитное заземление наземных тяговых подстанций выполнено металлическими трубами или электродами из угловой стали, которые забиваются в землю в непосредственной близости от здания подстанции. Все электроды соединяются стальными полосами и образуют общий заземляющий контур.
Подземные тяговые подстанции совмещены с понизительными подстанциями и располагаются в тоннеле в непосредственной близости от платформы пассажирских станций. Они размещаются в тоннельных выработках диаметром около 9,5 м и имеют совершенно отличную от наземных подстанций компоновку.
Подземные подстанции — двухэтажные. На первом этаже расположено наиболее громоздкое и тяжелое оборудование — силовые трансформаторы, распределительные устройства, преобразователи. Это облегчает монтаж и ремонт оборудования. Кроме того, на первом этаже помещены распределительные устройства переменного и постоянного тока. Такое расположение основного оборудования позволяет иметь наиболее короткие внутренние кабельные связи. Камеры масляных тяговых трансформаторов оборудованы противопожарной защитой. Маслосборные ямы в камерах трансформаторов рассчитаны на полный объем масла.
Для напряжения 10 кВ применено комплектное распределительное устройство с выкатными тележками (КРУ), которое полностью монтируется на заводе-изготовителе. Ячейки привозят в готовом виде на подстанцию, где их комплектуют. Применение КРУ не только сокращает срок монтажа, но и повышает безопасность при проведении ремонтных работ.
На втором этаже размещены аккумуляторная батарея, зарядный двигатель-генератор, щиты постоянного тока и вспомогательное оборудование. Такое расположение оборудования сводит длину кабельных связей к минимуму так же, как и на первом этаже. Транспортировка оборудования, расположенного на втором этаже, осуществляется через люк с помощью тельфера.
В подвальном помещении размещаются кабельный коллектор, теплообменники, насосы, минусовая шина и ее разъединители.
В связи с применением в последние годы сухих трансформаторов конструкция подземных подстанций значительно изменяется. Трансформаторы устанавливают в общих помещениях с преобразователями, что технически упрощает их электрические соединения и облегчает их совместную вентиляцию. Для подземных подстанций в качестве заземлителей используют чугунную обделку тоннелей, наклонного хода эскалаторов или других сооружений. Если такая возможность отсутствует, контур защитного заземления выполняется на поверхности, как для наземных подстанций.
Контрольные вопросы
1.            Какие требования предъявляют к компоновке территории тяговых подстанций?
2.            В чем заключаются строительные и конструктивные особенности зданий тяговых подстанций?
3.            Перечислите оборудование, размещаемое в открытой части подстанции, и устройства, обеспечивающие установку оборудования.
4.            Как устанавливают трансформаторы и другое громоздкое оборудование?
5.            Какие материалы и строительные элементы применяют для конструкций открытой части?
6.            Расскажите о конструктивном устройстве бес фундаментных и блочных РУ.
7.            Как прокладывают кабели на открытой части?
8.            Какие основные типы подстанций существуют на метрополитенах?