_методички / ТиТрПС / Проектирование-21.42

ВВЕДЕНИЕ

Каждая тяговая подстанция является отдельной электротехнической установкой, оснащенной современной силовой коммутационной, защитной и контрольно-измерительной аппаратурой с широким применением телеуправления.

Тяговые подстанции являются многофункциональными, так как они питают не только электроподвижной состав, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

В настоящее время оборудование тяговых подстанций непрерывно совершенствуется, предстоит переход к полностью телеуправляемым объектам («безлюдный» метод обслуживания). Грамотная эксплуатация оборудования тяговых подстанций и умение видеть пути его совершенствования возможны только при понимании принципов действия отдельных узлов и всего устройства тяговых подстанций.

Строительство, монтаж и реконструкция тяговых подстанций постоянного и переменного тока должны производиться на основе комплексного подхода с учетом современного уровня развития техники и основываться на технологии создания укрупненных функциональных блоков заводского изготовления; выполнении всех распределительных устройств (ОРУ и ЗРУ) в виде комплектных ячеек; управлении тяговыми подстанциями с помощью распределенной автоматизированной системы телемеханического и радиоуправления (АСТМУ); осуществлении учета электропотребления автоматизированной системой коммер- ческо-технического учета электроэнергии (АСКУЭ); повышении надежности работы тяговых подстанций совместно с упрощением технического обслуживания за счет применения внедрения современных типов оборудования. Ведущей организацией в Российской Федерации по разработке и изготовлению оборудования тяговых подстанций для электрифицированных железных дорог в блочно-модульном виде является «НИИЭФА-ЭНЕРГО».

При выполнении курсовой работы по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции» студент должен научиться выбирать для заданных условий эксплуатации схемы главных электрических соединений тяговых подстанций новое коммутационное и защитное оборудование и контрольно-измери- тельную аппаратуру.

5

2.СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ГЛАВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Под схемой главных электрических соединений тяговой подстанции понимается совокупность основного электротехнического оборудования (линий электропередач, понизительных трансформаторов, выпрямителей), сборных шин, коммутационной (выключателей, разъединителей и т. д.) и другой аппаратуры со всеми выполненными между ними соединениями.

Схема главных электрических соединений тяговой подстанции должна обеспечивать надежное электроснабжение электрической железной дороги и районных потребителей, простоту обслуживания электрооборудования с минимальными затратами материальных ресурсов и времени; допускать поэтапное расширение; предоставлять возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах тяговой подстанции без отключения соседних присоединений.

Выбор схемы главных электрических соединений тяговой подстанции производится следующим образом. В каждом конкретном случае на основании учета местных условий и общих требований выбирается несколько вариантов схемы главных электрических соединений, которые затем сравниваются между собой по основным показателям надежности и экономичности.

Задача выбора схемы главных электрических соединений является достаточно сложной, так как нет универсальных схем, пригодных для любых условий эксплуатации и удовлетворяющих многочисленным, часто противоречивым требованиям.

По способу выполнения схемы главных электрических соединений тяговых подстанций разделяются на трехлинейные, на которых показываются все фазы электроустановки и нулевой провод, и однолинейные, на которых в силу симметрии изображается только одна фаза. Графическое выполнение однолинейных схем значительно проще и нагляднее, вследствие чего они чаще используются.

Тяговые подстанции (ТП) – главные устройства системы тягового электроснабжения (СТЭ), их питание осуществляется от системы внешнего электроснабжения (СВЭ). Основным электроприемником преобразованной электроэнергии является электроподвижной состав (ЭПС) железных дорог. От ТП

6

также получают питание железнодорожные нетяговые и районные потребители.

Тяговые подстанции принято классифицировать по роду тока, способу подключения к питающим линиям электропередач (ЛЭП), способу управления (телеуправляемые и нетелеуправляемые), способу обслуживания (с постоянным дежурным персоналом, с дежурством на дому, без дежурного персонала) и по конструктивному исполнению.

2.1. Схемы внешнего электроснабжения

Электрифицированная железная дорога относится к электроприемникам первой категории, поэтому схема внешнего электроснабжения должна обеспечивать высокую надежность и бесперебойность питания ТП. Для выполнения этих условий рекомендуется использовать, как правило, два независимых источника, а также двухцепные или две одноцепные ЛЭП.

О п о р н о й ТП называется подстанция, у которой система сборных шин (ССШ) включается в рассечку обеих питающих ЛЭП, т р а н з и т н о й – подстанция, у которой ССШ включается в рассечку одной из питающих ЛЭП, а о т п а е ч н о й – подстанция, у которой ССШ подключается с помощью отпаек к обеим ЛЭП.

При двухцепных или двух одноцепных ЛЭП рекомендуется подключать между опорными ТП при напряжении 220 кВ не более пяти промежуточных (транзитных или отпаечных) ТП при электрификации железных дорог как на постоянном, так и на переменном токе, а при напряжении 110 кВ – не более пяти ТП при электрификации железных дорог на постоянном токе и не более трех ТП на переменном (при двухцепных или двух одноцепных ЛЭП транзитные ТП подключаются поочередно к каждой из них; отпаечные ТП разрешается применять только в случае их питания двумя одноцепными ЛЭП). Опорные, транзитные и отпаечные ТП обычно чередуются между собой.

При проектировании ТП руководствуются нормативными докумен-

тами [1 – 4].

2.2. Схемы главных электрических соединений тяговых подстанций

При выборе схемы главных электрических соединений ТП необходимо учитывать следующие общие требования: надежность работы, экономичность, удобство эксплуатации, безопасность обслуживания и возможность ее расширения.

7

Требование надежности является основным. Под надежностью ТП понимается свойство (способность) выдавать мощность в контактную сеть и нетяговым потребителям в соответствии с заданным графиком (для тяговых нагрузок – с заданным графиком движения поездов), обеспечивая при этом качество электрической энергии в соответствии с действующими нормами

[5].

Количественная оценка надежности схемы главных электрических соединений ТП является основной задачей вследствие большого числа влияющих факторов (технологических, конструктивных, схемных, оперативных), поэтому при выборе схемы главных электрических соединений осуществляется отбор вариантов на основе качественного анализа надежности и пригодности схемы для заданных конкретных условий. При этом следует иметь в виду то, что повышение надежности может быть достигнуто

дублированием силовых трансформаторов, выпрямителей, токоведущих частей и другого электротехнического оборудования;

секционированием ССШ с помощью разъединителей или высоковольтных выключателей, снабженных соответствующими автоматическими устройствами;

устройством обходных цепей с резервными выключателями для замены основных выключателей, находящихся в работе, на время ремонта.

Другим важным требованием, предъявляемым к схеме главных электрических соединений, является ее экономичность, т. е. требование минимальных затрат материальных ресурсов и времени при сооружении ТП.

Экономическая целесообразность варианта схемы оценивается приведенными затратами, включающими в себя затраты на сооружение электрической установки, ее эксплуатацию и возможный ущерб, обусловленный недоотпуском электрической энергии при нарушении схем электроснабжения.

Удобство эксплуатации и безопасность обслуживания основного оборудования схемы главных электрических соединений обеспечиваются простотой и наглядностью схемы, минимальным объемом переключений, связанных с изменением режима работы, доступностью оборудования для ремонта.

В целях повышения качества проектных работ и сокращения сроков проектирования научно-исследовательскими и проектными институтами раз-

8