6.3. Классификация и структурные схемы тяговых подстанций

Тяговые подстанции классифицируют по ряду признаков, в числе которых следующие:

• значение питающего (первичного) напряжения, т.е. напряже­ния в линии электропередачи, к которой подключена тяговая подстанция со стороны внешнего электроснабжения — 6; 10; 35; ПО; 220 кВ;

• род тока (постоянный или переменный) и напряжение на вы­ходе: переменный ток напряжением 27,5 кВ, 2x25 кВ; постоян­ный ток напряжением 3,3 кВ, 1650 В, 825 В, 600 В; постоянно-переменный ток (стыковые подстанции);

• схемы присоединения к сети внешнего электроснабжения —опорные, промежуточные, концевые (тупиковые);

• способ управления оборудованием тяговой подстанции — те­леуправляемые и без телеуправления;

• способ обслуживания — без дежурного персонала, с дежур­ством на дому и постоянным дежурным персоналом;

• размещение оборудования — закрытые, открытые, смешан­ные тяговые подстанции;

• конструктивное исполнение — стационарные и передвижные (используемые при капитальных ремонтах оборудования стацио­нарных подстанций или для усиления их мощности).

По первому признаку тяговые подстанции постоянного тока используют следующее питающее (первичное) напряжение:

• 6; 10 кВ для питания тяговых подстанций трамвая, троллейбу­са и метрополитена;

• 6; 10; 35; 110; 220 кВ — для электроснабжения тяговых подстанций постоянного тока железнодорожного и промышленном транспорта;

• 110; 220 кВ — для электроснабжения тяговых подстанций переменного тока железнодорожного транспорта.

Дальнейшее рассмотрение классификационных характеристик и особенностей тяговых подстанций, питающих тяговые сети рая личного подвижного состава, целесообразно провести, используя как структурные схемы самих подстанций, так и совмещенные схемы подстанций внешнего и внутреннего электроснабжения. Под структурными понимают схемы, включающие в себя совокупность основных функциональных узлов электроустановок и отражающие принцип их взаимодействия.

Тяговые подстанции постоянного тока напряжением 3,3 кВ на железных дорогах, получающих питание от ЛЭП 110 (220) кВ, име­ют структурную схему, представленную на рисунок 32. Прием электри­ческой энергии от ее источника осуществляется по специальным линиям — вводам 1, оборудованным распределительными устройствами (РУ) 2. Таких вводов на опорных подстанциях может быть четыре и более, а на промежуточных — два—четыре. Основное оборудование РУ переменного тока напряжением 110 (220) кВ (далее по тексту — РУ ПО (220) кВ) в зависимости от типа подстанции состоит из высоковольтных выключателей, разъединителей, короткозамыкателей и отделителей, предназначенных для наружного при­менения. Поэтому РУ носят названия открытых (ОРУ). От РУ 110 (220) кВ питающего напряжения энергия по присоединениям подается к понизительным трехобмоточным трансформаторам 3, которые понижают первичное напряжение до 10 кВ на обмотке ним кого (НН) напряжения и до 35 кВ на обмотке среднего (СН) напряжения. Напряжение 35 кВ через вводы поступает в РУ 35 кВ 12, а затем по питающим линиям 11 передается в трансформаторные подстанции района. Трехфазное напряжение 10 кВ через РУ 10 кВ 4 получают преобразовательные трансформаторы 5, которые понижают его до 2,63 кВ при схеме соединения обмоток «звезда—треугольник» и до 3,02 кВ при схеме «звезда—две обратные зведы» — с уравнительным реактором. От РУ 10 кВ 4 получают питание также нетяговые железнодорожные потребители 13.

От преобразовательного трансформатора пониженное напряжение подается в выпрямители 6 или выпрямительно-инверторные агрегаты, которые преобразуют его в напряжение постоянного (вы­прямленного) тока 3,3 кВ. Таким образом, на выпрямитель поступает дважды трансформированное напряжение; поэтому подстан­ции, выполненные по такой структурной схеме, называют подстанциями с двухступенчатой трансформацией.

От выпрямителей 6 через РУ 7 выпрямленное напряжение 3,3 кВ подается на положительную шину подстанции, затем через питающие фидеры 9 (распределительные линии) — в контактную сеть, а через сглаживающее устройство 8 и рельсовый фидер 10 — на рельсы. Число питающих фидеров на подстанции определяется числом участков контактной сети, разделенных воздушными про­межутками и получающих электрическую энергию от данной под­станции.

Рисунок 32 - Структурная схема тяговой подстанции постоянного тока напря­жением 3,3 кВ:

1 — вводы питающего напряжения; 2— распределительные устройства питающе­го (первичного) напряжения ПО (220) кВ; 3 — понизительный трансформатор; 4— распределительное устройство напряжения 10 кВ; 5 — преобразовательный трансформатор; 6— выпрямители; 7 — распределительные устройства постоянно­го тока; 8 — сглаживающее устройство; 9 и 10 — соответственно питающий и рельсовый фидеры; 11 — питающие линии районных трансформаторных подстан­ций; 12 — распределительное устройство напряжения 35 кВ; 13 — нетяговые же­лезнодорожные потребители