Logo name

Подстанция метрополитена



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Подстанция метрополитена — электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии.

На метрополитене применяются подстанции трёх видов: тяговые (ТП), понизительные (ПП) и совмещённые тягово-понизительные (СТП, ТПП).

Содержание

Тяговые подстанции

Тяговые подстанции предназначены для преобразования трёхфазного переменного тока напряжением 6, 10 или 20 кВ, получаемого от питающих центров, в постоянный (выпрямленный) ток напряжением 825 В для питания электропоездов. Кроме того, часть электрической энергии напряжением 10 кВ передаётся на понизительные подстанции.

Основным оборудованием тяговой подстанции является силовой преобразовательный агрегат. Агрегат состоит из трансформатора, выпрямительного шкафа с кремниевыми вентилями, высоковольтного выключателя на стороне 10 кВ и быстродействующего автоматического выключателя на стороне 825 В.

Силовые трансформаторы представляют собой трёхфазные преобразователи переменного тока, которые понижают напряжение переменного тока с 10 кВ до 670—770 В (и при выпрямленном токе напряжением 825—875 В). Уровень напряжения на токоприёмнике электроподвижного состава должен быть не менее 550 В и не более 975 В.

Кремниевый выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, пропуская его только в одном направлении, точнее говоря, в силовую цепь поступает ток постоянный по направлению, но несколько пульсирующий по величине. Высоковольтный выключатель выполняет коммутационные функции по включению и отключению агрегата к шинам 10 кВ. Быстродействующий автоматический выключатель осуществляет защиту выпрямителя от токов обратного направления и короткого замыкания.

На каждой тяговой подстанции установлено от трёх до пяти силовых преобразовательных агрегатов. Каждый из них способен длительно выдерживать нагрузку до 3000 А, а в течение 5—10 секунд нести двойную нагрузку.

Все тяговые подстанции оборудованы устройствами автоматики и телемеханики и управляются одним лицом — энергодиспетчером с диспетчерского пункта.

Автоматика поддерживает заданный режим работы оборудования, обеспечивает повторное включение фидеров 825 В в случае отключения их быстродействующим автоматом и включает (при необходимости) резервные агрегаты. Устройства телемеханики позволяют электродиспетчеру производить необходимые включения и отключения оборудования подстанций и постоянно контролировать их работу.

Схема и габариты наземных тяговых подстанций
Схема тягового электроснабжения метрополитена

Понизительные подстанции

Понизительные подстанции размещают либо на пассажирских станциях, либо вблизи от них. Эти подстанции предназначены для понижения напряжения переменного тока 6 или 10 кВ, получаемого по кабелям от ближайших тяговых подстанций, и передачи питания соответствующим потребителям электрической энергии.

На понизительной подстанции к шинам 10 кВ через высоковольтные выключатели подсоединяются понижающие трансформаторы, несущие различные нагрузки потребителей. Электропитание эскалаторов, сантехнических устройств и других силовых установок производится от двух трансформаторов ТМ-1 и ТМ-2, которые подключены к разным секциям шин напряжением 10 кВ. Оба трансформатора нормально находятся в работе. В случае отключения одного из них всю нагрузку принимает на себя другой.

Пониженное до 400 В напряжение полается на силовой щит и далее к потребителям.

Питание устройств СЦБ осуществляется трёхфазным переменным током от одного из двух самостоятельных трансформаторов ТСЦБ-1 пли ТСЦБ-2, подключённых к разным секциям шин 10 кВ и выдающим на щит СЦБ 400 В. Один из трансформаторов является резервным. Переключение с основного трансформатора на резервный происходит автоматически при срабатывании следящих приборов СП.

Аналогичным образом к шинам 10 кВ подключены два трансформатора освещения ТО-1 и ТО-2. Для питания цепей освещения в случае исчезновения переменного тока на СТП и основных понизительных подстанциях установлены мощные свинцовые кислотные аккумуляторные батареи напряжением 150 В, рассчитанные на работу в течение не менее 1 часа. Переключение на питание от батареи происходит автоматически.

Аккумуляторные батареи находятся на постоянном подзаряде, для чего служат специальные зарядно-подзарядные устройства.

Трансформаторы освещения вторичными обмотками подключены к рабочим секциям освещения, а аккумуляторная батарея — к аварийной секции, через которые нагрузка равномерно распределяется среди потребителей.

Для распределения нагрузок среди потребителей понизительные подстанции имеют сборные шины; для отключения и включения участков цепи установлены разъединители с рычажным приводом. Для защиты аппаратов от перегрузок и переключений в цепях имеются масляные или воздушные выключатели. Отдельные цепи, идущие к потребителям, защищены плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

На площадке депо имеются самостоятельные понизительные подстанции наземного исполнения. Понизительная подстанция депо получает питание по двум кабелям 10 кВ от ближайшей тяговой подстанции и понижает напряжение до 400, 220 и 127 В. Подстанция питает потребителей переменного тока депо и предприятий метрополитена, расположенных на его площадке (заводы, мастерские, лаборатории и т. п.). Аккумуляторные батареи на таких подстанциях не ставят.

Понизительная подстанция
План и разрез понизительной подстанции мелкого заложения

Совмещённые тягово-понизительные подстанции

Совмещённые тягово-понизительные подстанции служат для преобразования переменного тока в постоянный, необходимый для движения электропоездов и для понижения напряжения переменного тока 10 кВ до 380, 220 и 127 В, необходимого для питания соответствующих потребителей электроэнергии.

Совмещённая тягово-понизительная подстанция состоит из двух частей: тяговой и понизительной.

Тяговая часть СТП выполнена идентично с тяговой подстанцией и также оборудована устройствами автотелеуправления; разница состоит лишь в том, что количество преобразовательных агрегатов на СТП находится в пределах от одного до трёх, то есть меньше, чем на тяговых подстанциях.

В совмещённой тягово-понизительной подстанции основные вводы от питающих центров 10 кВ подходят к шинам 10 кВ СТП, состоящим из двух секций, соединяемых секционным выключателем, который в нормальном режиме отключён. Питание каждой секции шин 10 кВ производится от различных питающих центров. Причём первая секция шин 10 кВ получает его непосредственно от питающего центра, а вторая — через кабельную перемычку с соседней смежной подстанции.

С силовых преобразовательных агрегатов тяговой части СТП ток поступает на шину +825 В, от которой питающие фидеры идут к контактному рельсу. На подстанции к шине −825 В ток возвращается по ходовым рельсам и подключённым к ним кабельным отсосам.

Понизительная часть СТП аналогична обычной понизительной подстанции.

Тяговые подстанции (как ТП, так и СТП) имеют два режима работы: во время движения поездов и во время ночного «окна», когда оборудование, относящееся к питанию электропоездов, отключают. Понизительные подстанции в течение суток практически не меняют своего режима, и в работе находится всё их оборудование, кроме резервного.

В Московском метрополитене совмещённые тягово-понизительные подстанции в расположены на каждой станции (кроме станций линий первых четырёх очередей) в их торце, в специальных подземных выработках. В настоящее время СТП являются основным типом подстанций при сооружении новых линий метрополитенов в РФ.

Совмещённая тягово-понизительная подстанция
Оборудование СТП
Электрическая схема СТП
План и разрез наземной СТП
План и разрез СТП мелкого заложения
План и разрез СТП глубокого заложения

Преобразовательные агрегаты

Тяговые трансформаторы и выпрямители
Тяговые трансформаторы и выпрямители

Преобразовательные агрегаты тяговых подстанций метрополитена по многим узлам унифицированы с агрегатами тяговых подстанций городского электротранспорта. По требованиям пожарной безопасности тяговые трансформаторы, устанавливаемые в подземных выработках, выполняются сухими (безмасляными). С целью снижения уровня пульсаций выходного напряжения выпрямительные агрегаты тяговых подстанций выполняют шести- и двенадцатипульсовыми с соединением вентилей по нулевой и мостовой схемам, а также применяют уравнительные реакторы. Выпрямительные агрегаты производятся как с неуправляемыми вентилями (диодами), так и с управляемыми (тиристорами), что позволяет регулировать уровень выпрямленного напряжения и избегать возникновения уравнительных токов при параллельной работе нескольких агрегатов. Применяются выпрямители как с естественным, так и принудительным воздушным охлаждением.

На тяговых подстанциях устанавливают трансформаторы серий ТСЗП и ТМРУ.

Тип трансформатора ТСЗП-1600/10МУЗ ТСЗП-1600/10МНУ3 ТСЗП-2500/10МУ3 ТСЗП-2500/10МНУ3
Номинальное напряжение сетевой обмотки, кВ 6,3 10,5 6,3 10,5
Ток преобразователя, А 1600 1600 2500 2500
Напряжение короткого замыкания, % 6,7 6,8 7,1 5,8
Потери в режиме короткого замыкания, Вт 10500 10500 13500 14000
Потери в режиме холостого хода, Вт 2500 2800 4800 4000
Масса, кг 5500 5500 8050 8200

См. также

Литература


[2 наблюдающих участника] 
Эта страница последний раз была изменена 19 апреля 2014 в 17:18, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участники Энциклопедия нашего транспорта E69 и Битник
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2013
Rambler's Top100