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 удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать надежное электроснабжение электрической железной дороги и районных потребителей; допускать возможность поэтапного расширения; обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах тяговой подстанции без отключения соседних присоединений; обеспечивать наглядность, простоту обслуживания при экономичности ее сооружения, т.е. обеспечивать минимальные затраты материальных ресурсов и времени при строительстве тяговой подстанции.

Выбор схемы главных электрических соединений тяговых подстанций производится следующим образом. В каждом конкретном случае на основании учета местных условий и общих требований к главной схеме выбираются несколько вариантов, которые затем сравниваются между собой по основным показателям надежности и экономичности.

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

По способу изображения главные схемы подстанций разделяются на многолинейные, на которых показываются все фазы электроустановки и нулевой провод, и однолинейные, на которых в силу симметрии изображается только одна фаза. Графическое изображение однолинейных схем значительно проще и нагляднее, вследствие чего они чаще используются.

Тяговые подстанции (ТП) являются одним из основных устройств системы тягового электроснабжения (СТЭ). Их питание осуществляется от системы внешнего электроснабжения (СВЭ), а основным электроприемником преобразованной электроэнергии является электроподвижной состав (ЭПС) железных дорог. От ТП 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), по способу обслуживания (с постоянным дежурным персоналом, с дежурством на дому, без дежурного персонала), 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 тяговых подстанций. Для обеспечения надежного и бесперебойного питания тяговых подстанций рекомендуется осуществлять их питание, как правило, от двух независимых источников, а также использовать для питания тяговых подстанций двухцепные или две одноцепные ЛЭП.

Опорной тяговой подстанцией называется подстанция, у которой система сборных шин (ССШ) включается в рассечку обеих питающих ЛЭП. Соответственно промежуточной тяговой подстанцией называется подстанция, у которой ССШ включается в рассечку одной из питающих ЛЭП, а отпаечной – такая подстанция, у которой ССШ подключается с помощью отпаек к обеим ЛЭП.

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

При проектировании тяговых подстанций руководствуются нормативными документами [1-4].