1.12.8 Вибір високовольтних запобіжників

Високовольтні запобіжники використовуються для захисту вимірювальних ТН від струмів к.з. та струмів перевантаження. Вибір виконуємо в табличній формі.

Таблиця 1.26– Вибір високовольтних запобіжників

Найменування приєднання	Тип запобіжника	Умови вибору
		, кВ	, А	, кА	, МВА
РП-10 кВ	ПКТ-10	10=10	-	1723,2	1000>211,4

Розшифровка величин, що входять до формул таблиці:

U_ном; U_р - номінальна і робоча напруги електроустановки, кВ;

І_{ном пр} - номінальний струм запобіжника, А;

І_{р max} - максимальний робочий струм приєднання із таблиці 1.6, А;

І _{н відкл} - номінальний струм відключення запобіжника, кА;

І_к - струм к.з. на шинах приєднання, кА;

S_{н відкл} - номінальна потужність відключення запобіжника, МВА;

S_к - потужність короткого замикання на шинах приєднання, МВА.

12. Опис однолінійної схеми прохідної підстанції

Розрахункова підстанція є транзитною з первинною напругою 110 кВ. Підстанція живиться по двом живлячим вводам 110 кВ марки АС-400 через лінійні роз`єднувачі типу РД3.2.630/100 УХЛ1 з приводами ПДН-1.

Робоча перемичка 110 кВ служить для передачі потужності на сусідні підстанції. В неї включені: вимикач типу ВВК-110Б-20 з приводом ППРК, роз’єднувачі типу РД3.1.110/600 УХЛ1 з приводами типу ПР31 УХЛ1, трансформатори струму ТФЗМ-110Б-0,5/10р/10р-600/5.

Ремонтна перемичка 110 кВ служить для виводу в ремонт робочої перемички. В неї включені: роз’єднувачі типу РД31.110/600 УХЛ1 з приводами ПР31 УХЛ1, трансформатори струму ТФЗМ-110Б-0,5/10р/10р-600-5.

Для підключення вимірювальних приладів та приладів релейного захисту передбачені вимірювальні трансформатори напруги типу АКФ-100-58, які підключаються до уводів 110 кВ.

Первинна сторона знижувального трансформатора №1 типу ТРДН-2500/110 підключається до першого вводу 110 кВ через роз’єднувач типу РД3.110/630 УХЛ1 приводом типу ПДН1 УХЛ1, віддільник типу ОЕ-110/1000 з приводом ПРО.УХЛ1, доповнений короткозамикачем типу КЕ-110/1000 з приводом ПРК.УХЛ1, трансформатори струму ТФЗМ-110Б-0,5/10р/10р-150/5. Знижувальний трансформатор №2 підключається до другого вводу 110 кВ аналогічно.

Нейтраль знижуючого трансформатора заземлюється через заземлюючий однофазний ніж типу ЗОН-110М з приводом ПР90-VI, трансформатор струму типу ТВТ-110-300/1. Від перенапруги трансформатор захищається обмежувачем перенапруги ОПН-ПР-110-ІІУХЛ1 з первинної сторони, а нейтраль - РВС-35+РВС-15.

Вторинна сторона знижуючого трансформатора підключається шиною марки А₅-60×8 до першої секції шин 10 кВ через реактор РБАМ-10-1000-8 роз`єднувачі типу РД3.2.35/1000 УХЛ1 з ручним приводом ПР32.УХЛ1, вакуумний вимикач типу ВВЕ-10У-20/1000УЗ з приводом ПЕ-11 та трансформатор струму типу ТЛМ-10-0,5/10р/1000/5. Захищається від перенапруги обмежувачем перенапруги ОПН.

Збірні шини 10 кВ марки А_5­­-40×4 розділені на дві секції шин секційним вакуумним вимикачем типу ВВЕ-10У-20/1000УЗ з приводом ПЕ-11, та трансформатори струму типу ТЛМ-10-0,5/10р/1000/5.

Вимірювальний трансформатор напруги типу НАМИ-10 підключається до шин 10 кВ марки А­₅-­120×8 через високовольтний запобіжник типу ПКТ-10, який захищає від струмів короткого замикання та струмів навантаження. Захист від перенапруги розподільного пристрою 10 кВ виконується обмежувачем перенапруг ОПН-П1-10-ІІУХЛ1

Фідера районних споживачів живляться від шин 10 кВ. Споживачі першої категорії 10 кВ підключаються до першої та другої секцій шин через вакуумні вимикачі типу ВВЕ-10У-20/630-УЗ з приводами ПЕ-11, трансформатори струму типу ТЛМ-10-0,5/10р-150/5.

Споживачі другої категорії слід підключати до однієї із секцій шин 10 кВ аналогічно фідерам першої категорії.

Виводи за територію підстанції виконуються для споживачів силовими кабелями типу СБ-3×185-10; СБ-3×185-10; АСБ-3×35-10; АСБ-3×35-10.

Первинна сторона трансформатора власних потреб типу ТМН-160/10 підключається до секції шин 10 кВ через вакуумний вимикач типу ВВЕ-10У-20/630-УЗ з приводом ПЕ-11, трансформатор струму ТЛМ-10-0,5/10р-800/5 шиною марки А_5­­-50×5.

РП-3,3кВ повинен забезпечувати надійність електропостачання споживачів, безпечним в обслуговуванні. В нього включені робоча, мінусова і запасна шини типу А­₅-­120×8; А­₅-­100×8; А­₅-­80×10 відповідно. Робочу шину з΄єднують с контактною мережою, а мінусову-з ходовою рейкою.

До мінусової шини підключаються реактори типу РБФАУ-6500/3050. Відсмоктуюча лінія виконується повітряно. До першої та другої секції шин приєднуються: вторина сторона тягового трансформатора типу ТРДР-12500/10ЖУ1 через випрямляч типу ТПЕД-3150-3,3к У1 з земляним захистом ; швидкодіючий вимикач типу ВАБ-28-3000/30.

Фідера контактної мережі підключаються до 1 і 2 секцій шин 3,3 кВ через шинні і лінійні роз’єднувачі РВКЗ-10/1000 з приводом ПР-3, швидкодіючі вимикачі ВАБ-70-3200/30-АуХЛ1, мачтові роз’єднувачі РС-500 з приводами УМП-ІІ. До запасної секції шин фідери контактної мережі підключаються через обхідні роз΄єднувачі типу РВКЗ-10/3000 з приводом ПР-3.

До третьої секції шин приєднанні: резонансні контури з ТС типу ТКЧ-2 через роз΄єднувач типу ТКЧ-2 через роз΄єднувач типу РВЗ-10/1000 з приводом типу ПР-3; реактори типу РБФАУ -6500/3250 роз΄єднувач типу РВКЗ-10/3000 з притводом ПР-3 для плавки ожеледі. Секціонування робочої та запосної шин 3,3кВ дозволяє почергово виводити в ремонт першу і другу секцію шин без повного погашення РП-3,3Кв.

Для з΄єднання робочої та запасної шини передбачен запасний вимикач типу ВАБ-70-3200/30-Л-УХЛ1 з роз΄єднувача РВК-10/3000 з приводом ПР-3.

2. Спеціальна частина

2.1 Монтаж шин, проводів і ізоляторів на тягових підстанціях.

2.1.1 Монтаж шин

В ЗРУ напругою 6-10 кВ використовують головним чином алюмінієві шини прямокутного перетину.

Основними технологічними операціями при ошиновки закритих РУ є: правка,різання гнуття і монтаж контактних з΄єднань.

Шини правять, якщо вони мають кривизну більш ніж 2мм на 1 м довжини. На малих об΄єктах шини правять на правильній плиті або тавровій балці вручну киянкой або молотком.

Шини ріжуть дисковими пилами, ножовками з електропроводами, важільними ножицями і прес – ножицями.

Згинають шини по шаблонам, які були раніше заготовлені з стальної проволоки діаметром 3-5мм. Для цієї ж мети підчас монтажа використовують відрізки алюмінієвих шин малого перетину.

Найчастіше виконують згинання “на плоскість” і “на ребро”. Виконують також згиб шин “вуткой” і ”штопором”.

У наш час при монтажі розподільчих пристроїв використовують алюмінієві шини. З΄єднання їх використовують електрозваркою. Для сварки використовують трансформатори з вторинною напругою 65В. Матеріалом для сварки служать угольні або графітові електроди, припадочні прутки і флюси.

Шини можна встановлювати як на ребро так і на плоскість і закріплювати шино держателем. В деяких випадках шини можна закріплювати на головці ізоляторів.

При всіх засобах кріплення повинно бути забезпечена можливість свобідного переміщення шинних полос вздовж їх осі при нагріві струмами навантаження і струмами короткого замикання.

Прокладаючи шини закритих розподільчих пристроїв, звичайно виконують таку послідовність робіт.

Спочатку на опорні ізолятори встановлюють шино держатель, на яких потім вкладають шинні полоси. Потім виміряють положення шин по натянутій вздовж їх прокольній вісі стальної проволоки. Крім того, рейкою і рівнем перевіряють розміщення кожної ділянки і горизонтальної плоскості. Після цього підганяють і вкладають виконані по шаблону відгалужені шини, а потім виконують з΄єднання і монтаж шинних компенсаторів. Зазор між многострічковими шинами забезпечується шинними розпорками.

Шини, які прокладають в одній горизонтальній плоскості, частіше закріпляють шиноутримляча. В цьому випадку шино утримувач слід розгорнути так щоб при появі в ошиновці потужних динамічних зусиль в момент протікання струмів короткого замикання шино утримувач працював би на обгортання, а не на розгортання свого болта.

Розфарбування шин. Цією операцією завершають монтаж шин. Фарбування шин різними кольорами необхідно для того, щоб легше було впізнати окремі фази шин, захищати їх від корозії, поліпшити умови охолодження.

Фарбують шини в два слої емаллю ПФ-115 (жовтий, зелений і червоний). В другий слій додають 50% лаку №170.

Сушка першого слою - 24год, другого - 48год. Якщо шина складається з однієї смуги, її фарбують з усіх боків. Не фарбують місця болтових з΄єднань і ділянки шин призначених для накладання переносних заземлень. Ділянки для заземлень обводять по краях чорною фарбою. Разом з шинами фарбують і шиноутримлювач.

По стандарту для фарбування шин прийняті наступні кольори:

Фаза А – жовтий (Ж);

Фаза В – зелений (З);

Фаза С – червоний (Ч);

Нульова шина незаземлена – чорний з білими смугами;

Нульова шина заземлена – чорний з фіолетовими смугами;

Позитивний полюс (+) постійного струму – червоний;

Негативний полюс (-) постійного струму – синій.

Контроль за нагрівом контактів. Контролюють нагрів контактів в ЗРУ за допомогою термоплівки, яку накліюють на шини у місцях болтових контактних з΄єднань, яка при підвищенні температури змінює свій колір. Місце наклеювання термоплівки ретельно очищають і протирають ганчіркою, змоченою у бензині. Потім на зачищене місце наносять слой бензилцелюллозного лаку, на який накладають термоплівку. Потім плівку знову покривають лаком.

2.1.2 Монтаж проводів

Операції по обробці проводів (зняття ізоляції жил, різка сталеалюмінієвих проводів, зачистка жил проводів, виготовлення кілець на жилах, оконцовка і з΄єднання жил проводів та ін.) важко поділяються механізації і особливо комплексній механізації і виконуються вручну. Тому особливо важливі розробка і внесення інструментів і устаткування, які на ряду з механізмами підвищують працездатність при виконанні різних операцій по обробці проводів.

Нижче проводиться перелік інструментів і устаткування для обробки проводів.

Кліщі універсальні типу КУ-1 призначені для зняття ізоляції, перекусу і зачистки жил плоских і круглих проводів перетином жил 1,5; 2,5 і 4 , а також для виготовлення на кінцях жил кілець діаметром 3, 4, 5 і 6 мм.

Ножиці секторні серії НС служать для перерізу проводів. Для відрізання короткого куска кабелю чи проводу встановлюють рухомий ніж так, щоб між ним і не рухомим ножем пройшов відрізає мий кінець проводу. Переріз проводу проводиться подачею рухомого ножа храповим пристроєм шляхом гойдання рукоятки.

Прес-ножиці ручні призначені для пере різання сталеалюмінієвих проводів перетином до 500 .

Станок для маркування бирок призначений для виготовлення маркувальних знаків на стандартних алюмінієвих бирках.

Опресовні агрегати і преси застосовують для опресовки проводів гнучкої ошиновки ОРП в натяжних, з’єднувальних, відгалуджуючих і апаратних затискачах, а також для опресовки ізольованих проводів з’єднуючих гільзах.

2.1.3 Монтаж ізоляторів

Монтаж опорних ізоляторів.

Опорні ізолятори повинні відповідати наступним технічним вимогам:

фарфор не повинен мати оскалів, металевих вкраплень, лисин і волосяних тріщин на глазурі; волосяну тріщину на глазурі можна виявити за допомогою лупи або змазуючи ізолятор гасом, який при наявності тріщини поглинається в фарфор, у цьому випадку тріщина виявиться у вигляді темної лінії;

ковпачки і фланці повинні бути міцно закріплені;

не паралельність плоскості ковпачка відносно плоскості фланця дозволяється до 1 мм;

різниця між окремими ізоляторами не повинна перевищувати ±2мм.

Установка. До металоконструкцій РУ збірного типу і КРУ ізолятори кріплять болтами. При цьому основа фланців ізоляторів ретельно зачищають і змазують технічним вазеліном або солідолом, тим самим забезпечують електричний зв’язок фланця ізолятора з металоконструкціями .

На ділянках збірних шин спочатку встановлюють крайні ізолятори з обох боків, а проміжні монтують, орієнтуючись на тросик, натягнутий між крайніми.

При установці опорних ізоляторів любим засобом осі головки або фланця ізолятора кожної фази повинні знаходитися відповідно на одній лінії. Вісі усіх трьох ізоляторів кожного комплекту також повинні співпадати (дозволяється ±5мм).

Вірність установки ізоляторів виміряють рейкою або рівнем. Перекоси устраняють, підкладаючи під фланці прокладки з тонкої листової сталі або одягаючи розрізані стальні шайби на крепежні болти. Прокладки або шайби не повинні виступати за межу фланців.

Відстань між вісями різних фаз, а також від вісей крайніх фаз до будівельних плоскостей і заземлених конструкцій повинні відповідати відстаням, заданим вертежами проекта (дозволяється ±5мм).

Монтаж прохідних ізоляторів

До фарфору і армування приміняємих для монтажу прохідних ізоляторів прид’являють ті ж вимоги, що до фарфору і армування опорних ізоляторів. У ізоляторів, які мають струмопровідні частини провіряють прочність їх кріплення і якість різьби стрижня або болта шини.

Установка. Прохідні ізолятори частіше кріплять на залізобетонних плитах або металоконструкціях.

При установки, виверці і закріпленні центри прохідних ізоляторів повинні співпадати з продольними і поперечними вісями розмітки. Відстані між центрами ізоляторів повинно відповідати розміром, вказаним в кресленнях проектування.

Для виверки правильність установки ізоляторів використовують шнур з відвісом, рейку з рівнем, складний метр, масштабну лінійку. Можливі перекоси запобігають підкладаючи під фланці розрізані шайби або прокладки с тонкої листової сталі.

Фланці прохідних ізоляторів з’єднують до заземлюючої мережі.

3. Охорона праці та довкілля

Електробезпека на тягових і трансформаторних підстанціях повинна забезпечуватися виконанням вимог (правил і норм) до конструкції і устрою електроустановки, встановлених в стандартах системи стандартів безпеки праці, а також технічними способами і засобами захисту: організаційними і технічними заходами.

Безпечне обслуговування електричного устаткування передбачає технічними заходами при виконанні робіт. До таких заходів відносяться: поліпшення технологічних процесів; упровадження машин і механізмів інструменту; установка захисних і блокировочних пристроїв; упровадження пристроїв телекерування і дистанційного керування, автоматичної сигналізації, що забезпечують безпечні умови праці на робочих місцях; вживання різних засобів індивідуального захисту.

Проектована тягова підстанція повинна відповідати вимогам діючих «Правил улаштування електроустановок» (ПУЕ). Устаткування розподільчих пристроїв повинне бути вибрано за умовою забезпечення надійної роботи як при можливих робочих режимах, так і при коротких замиканнях і перенапруженнях, а також повинне забезпечувати необхідну безпеку при його обслуговуванні.

Габарити розподільчих пристроїв, відстані від струмоведучих частин до заземлених частин будівель і споруд, а також відстані між струмоведучими частинами повинні задовольняти ПУЕ.

Щоб уникнути випадкових дотиків обслуговуючим персоналом до голих струмоведучих частин, устаткування на відкритій частині підстанції встановлюється на фундаментах і порталах. Розподільчі пристрої напругою 6-10 кВ проектуються в комплектних осередках.

Випрямляючі агрегати монтують в шафах. Устаткування на підстанції вибране однотипне, що покращює обслуговування при ревізіях і ремонтах. У данних час більшість тягових підстанцій переведена на телекерування і дистанційне керування. Для забеспечення безпечних умов обслуговування устаткування на щиті підстанції передбачена установка мнемонічної схеми підстанції з покажчиками положень вимикачів і роз’єднувачів, і світлова сигналізація.

Для запобігання неправильних дій персоналу застосовують блокування наступних видів: блокування беспеки, забороняюче і оперативне блокування.

Для виконання перемикань, перевірки відсутності напруги, а також для виконання робіт під напругою тягова підстанція комплектується захисними засобами.

При роботах на устаткуванні, на яке помилково може бути подана напруга, воно заземляється стаціонарним заземленням, тому в проекті повинні бути передбачені роз'єднувачі із стаціонарними заземлюючими ножами, а в тих місцях, де останніми заземлити не можна, а також для більшої надійності захисту працюючих від поразки електрострумом, додатково встановлюють переносні заземлення.

Велику небезпеку при експлуатації електричних установок являє пробій ізоляції. Одним з радикальних засобів захисту при цьому є робочі і захисні заземленя.

До складу технічних заходів входить також вивішування плакатів безпеки, які по характеру вживання бувають постійні і переносні, а за призначенням розділяються на чотири групи: застережливі, забороняючі, передписуючі і вказивні.

До організаційних заходів відносяться: медичний огляд осіб, що

приймаються на роботу і періодичні огляди їх під час роботи; спеціальна підготовка персоналу з присвоєнням кваліфікаційної групи з електробезпеки; проводяться інструктажі під час вступу на роботу (вводний) і в первод роботи персоналу на підстанції (цільовий, повторний, позаплановий), перевірку знань з технічної безпеки.

Робота на підстанції проводиться по наряду – допуску розпорядженню або у порядку поточної експлуатації з виконанням усіх необхідних заходів.

Виробнича санітарія розглядає питання санітарного впорядкування підприємств, поліпшення умов праці, попередження професійних захворювань і травматизму на виробництві, а також охорони здоров'я населення. Всі проектовані тягові підстанції повинні відповідати вимогам санітарних норм (СН). При проектуванні плану підстанції враховують місцеві умови: клімат, напрям вітрів, рельєф місцевості, оточуюче довкілля, забудову, висоту підвіски проводів, освітлення території.

Санітарні заходи передбачають: розподіл майданчиків і альтанок для відпочинку працюючих; виконання норм на робочих місцях по шуму, вібрації, освітлення, опаленню, вентиляції.

На тягових і понижуючих підстанціях передбачаються гардеробна, вмивальна, душова. Вбиральня призначена для зберігання особистого робочого і домашнього одягу, вона обладнується вішалками або шафками.

У вмивальних кількість кранів визначається з розрахунку одного крана на сім чоловік, що відповідає кількості працюючих в одній зміні на тяговій підстанції. Планування побутових приміщень повинне враховувати їх наближення до робочих місць. Підлоги у вбиральнях виконуються вологостійкими, покриваються вологостійкою фарбою.

Протипожежна безпека в устаткуванні підстанції може бути забезпечена при виконанні наступних вимог: відповідність класу ізоляції устаткування

нормам; відповідність захисту від перенапружень класу установок; відповідність плавких вставок запобіжників і уставок автоматів розрахунковим значенням; виконання норм для підстанцій по протипожежному устаткуванню; протипожежний інструктаж працівникам підстанцій і навчання правилам користування протипожежним устаткуванням і пристосуваннями.

Протипожежні заходи передбачають правильне зберігання і користування вогненебезпечними, змащувальними і промисловими обтиральними матеріалами.

Куріння на підстанції дозволяється тільки в спеціально відведених місцях.

При виникненні пожежі устаткування, що горить, повинне бути негайно відключено, після чого необхідно відразу ж приступити до гасіння пожежі. Пожежу гасять вуглекислотними вогнегасниками і в крайньому випадку використовують воду. Якщо з яких-небудь причин не трапляється нагода зняти напругу з устаткування, що горить, допускається гасіння пожежі без зняття напруги, використовуючи лише вуглекислотні вогнегасники і пісок.

Пожежна безпека включає комплекс заходів щодо попередження пожежі і усунення їх причин виникнення, обмеженню розповсюдження виниклої пожежі, забезпеченню успішної евакуації людей і майна з приміщення, що горить, а також по успішному і швидкому розгортанню тактичних дій пожежних команд при гасінні пожежі.

У спеціально відведених місцях повинні зберігатися протипожежні засоби - пісок, вогнегасники, лопати, відра, ломи тощо.

Тягові підстанції повинні бути укомплектовані вогнегасниками типу ОУ-5 і ОУ-7. Кожний працівник підстанції повинен уміти користуватися протипожежними засобами.

Відповідно до вказівки Укрзалізниці усі об'єкти залізничного транспорту, у тому числі тягові і трансформаторні підстанції, повинні обладнатися системами охоронної і пожежної сигналізації.

Охорона довкілля є невід'ємним елементі розвитку суспільства і законодавчо закріплена в Конституції країни.

Охорона природи стала важливим розділом в діяльності залізниць. При будівництві і монтажі тягових підстанцій обов'язково враховується наявність зелених насаджень, не допускається їх знищення. Більш того, в період експлуатації здійснюється озеленення території підстанції.

Наявність маслонаповненної апаратури на тяговій підстанції вимагає пристрою маслоприймачів під цим устаткуванням, розрахованих на поглинання 100% об'єму масла.

Для зберігання чистого трансформаторного масла і для зливу забрудненого масла на тяговій підстанції передбачена установка спеціальних резервуарів, оскільки щонайменший розлив трансформаторного масла на тяговій підстанції згубно впливає на рослинність.

Територія підстанції постійно упорядковується, не забруднюється відходами виробництва.

Органи санітарного нагляду систематично контролюють водопостачання і роблять аналізи повітряного середовища на пил і хімічні речовини.

Основною метою промислової естетики є створення необхідних умов для високопродуктивної праці. Устаткування і конструкції відкритої частини підстанції фарбують в оранжево-жовтий або сірий колір. Устаткування усередині будівлі підстанції слід фарбувати в кольори, то поєднуються із забарвленням стін.

На закінчення можна відзначити, що питання про охорону праці на підстанціях - це питання створення нормальних умов праці і побуту. Тому не тільки керівники повинні піклуватися про охорону праці та довкілля, але і самі робітники. Безпечна праця - турбування загальне, вона сприяє зростанню продуктивності праці і добробуту населення.

Перелік використаних джерел

1. Прохорский A.A. Тяговые и трансформаторные подстанции, М.: Транспорт, 1983

2. Давидова И.К. и др.. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. М.: Транспорт, 1978.

3. Гринберг-Басин М.М. Тяговые подстанции. Пособие по дипломному проектированию. М.: Транспорт.

4. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. Київ, 1998.

5. Типовые нормы времени на текучий ремонт оборудования и устройств тяговых подстанций и постов секционирования электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1988.

6. Эксплуатация оборудования тяговых подстанций. Под ред. Волкова. М.: Транспорт, 1978