Proektirovanie_TTP_1

На рисунке Е.10 представлена СГЭС РУ 35 кВ ТП постоянного тока с питающим напряжением 35 кВ. Она выполняется аналогично

выше описанной схеме (рисунок Е.9). Дополнительно к каждой секции добавляются присоединения, обеспечивающее питание преобразовательного трансформатора Т1(Т2) и трансформатора собственных нужд ТСН1(ТСН2) (рисунок Е.10). В случае применения в РУ вакуумных выключателей на этих присоединениях также устанавли-

ваются ОПН (рисунок 6.1).

На рисунке Е.11 изображена СГЭС РУ 27,5 кВ ТП переменного тока. Она выполнена с одинарной системой сборных шин, секционированной двумя разъединителями на три секции — две рабочие

иодну (среднюю) соединительную. Каждая рабочая секция должна иметь: ввод от понижающего трансформатора, трансформатор напряжения с ОПН, присоединение, питающее один или два ТСН, фидер (фидеры) нетяговых потребителей «два провода — рельс» (ДПР)

ифидеры контактной сети (КС). Распредустройство 27,5 кВ должно быть оборудовано обходной (запасной) шиной с обходным (запасным) выключателем Q9 для замены любого из выключателей фидеров КС. Заземленная фаза С сборных шин не секционируется и напрямую соединяется с рельсами подъездных путей (РПП) и с контуром заземления подстанции (КЗП) (рисунок Е.6). На слабозагруженных участках с одним понижающим трансформатором сборные шины РУ 27,5 кВ не секционируют [1, 6, 8–12]. Если в РУ 27,5 кВ применяются вакуумные выключатели, то на присоединениях, питающих ТСН,

следует устанавливать ОПН [26, 27] (рисунок 6.1, б).

На рисунке Е.12 приведена СГЭС РУ 6(10) кВ ТП постоянного тока с питающим напряжением 110(220) кВ. На данном рисунке представ-

лен самый распространенный вариант выполнения такого РУ — на комплектных выкатных ячейках внутренней установки. Распредустройство 6(10) кВ выполняется одинарной системой шин, секционированной выключателем Q9. Каждая секция питается от ввода и имеет следующие отходящие линии: фидер преобразовательного трансформатора, фидер (фидеры) нетяговых потребителей, фидер продольного электроснабжения (ПЭ), один или два присоединения для питания ТСН. Контроль напряжения на секции осуществляется трансформатором напряжения в одну ячейку, с которым устанавливается ОПН. Если в РУ 6(10) кВ применяются вакуумные выключатели, то на присоединениях, питающих преобразовательные трансфор-

маторы и ТСН, следует устанавливать ОПН [26, 27] (рисунок 6.1, в). Если РУ 6(10) кВ устанавливается на ТП переменного тока, то оно

31

может быть как внутренней, так и наружной установки. В этом случае (рисунок Е.12) фидеры для питания преобразовательного трансформатора и ТСН отсутствуют. При питании РУ 6(10) кВ от одного понижающего трансформатора (слабозагруженные участки) сбор-

ные шины не секционируют [1, 6, 8–12].

На рисунке Е.13 изображена СГЭС типового РУ 3,3 кВ с обходной системой шин, которое применяется на существующих ТП постоянно-

го тока. Распредустройство состоит из главной «+» шины, обходной (запасной) «+» шины и «—» шины. Главная «+» и обходная «+» шины секционированы на три секции — две рабочие и одну (среднюю) соединительную. На подстанциях только с выпрямителями секционирование шин РУ 3,3 кВ выполняется разъединителями. При установке на ТП выпрямительно-инверторных преобразователей секционирование главной «+» шины может быть выполнено быстродействующими выключателями. Каждая рабочая секция имеет ввод от преобразователя, цепи для измерения постоянного тока и напряжения

ифидеры КС. Каждый фидер содержит устройство для измерения тока и ОПН с зашунтированным роговым разрядником для защиты от перенапряжений, поступающих из КС. К средней секции подключаются: сглаживающее устройство (СУ) и обходной (запасной) быстродействующий выключатель QF5, служащий для вывода в ремонт любого выключателя фидера КС без перерыва питания данного фидера. На рисунке Е.8 СУ показано в виде прямоугольника, так как его схема зависит от схемы и типа преобразователя. Основные типы СУ, применяемые в настоящее время на ТП, приведены в [17]. На слабозагруженных участках допускается сборные шины РУ 3,3 кВ не секционировать. Если число фидеров КС не превышает трех, то можно

ине устанавливать обходной выключатель [1, 6, 8-12].

На рисунке Е.14 изображена СГЭС РУ 3,3 кВ без обходной шины. Такая схема рекомендуется при проектировании вновь сооружаемых

иреконструируемых ТП постоянного тока. Отказ от обходной шины

иобходного выключателя стал возможен потому, что в последнее время значительно возросла надежность быстродействующих выключателей, а также существенно снизились их габариты. Это позволило установить выключатели постоянного тока на выкатные тележки, что в значительной степени упростило их обслуживание и уменьшило габариты всего РУ 3,3 кВ [12]. В РУ без обходной шины обязательно должны использоваться современные выключатели, такие как ВАБ-206 (Россия), Gerapid (Гермения), Secheron (Швейцария) или аналогичные. Кроме этого ячейки фидеров КС должны ком-

32

плектоваться цифровыми устройствами защиты и автоматики фидеров ЦЗАФ-3,3 [28].

Такое РУ 3,3 кВ состоит из секционированной на три секции «+» шины и несекционированной «—» шины. Каждая рабочая секция, как и в предыдущей схеме (рисунок Е.13), должна иметь ввод от преобразователя, содержащий цепи для измерения постоянного тока и напряжения (амперметры PA, вольтметры PV [17]). Отличие заключается в том, между выпрямителем и «+» шиной РУ нет катодного быстродействующего выключателя, который в схеме по рисунку Е13 служит для защиты от пробоя диодов выпрямителя. В схеме по рисунку Е.14 эту роль выполняют релейные защиты самого выпрямителя.

Ячейка фидера КС, кроме выкатного выключателя, содержит шунт RS, подключенный к блоку высоковольтной развязки (БР). Этот блок осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала тока и напряжения и через оптический кабель передает данные

вустройства защиты и автоматики. Все ячейки фидеров 3,3 кВ оборудованы электронными устройствами отображения информации, позволяющими выводить на экран значения измеряемых величин (ток, напряжение, мощность и т.д.). Поэтому в таких ячейках фидеров КС нет необходимости устанавливать обычные амперметры, как

всхеме по рисунку Е.13.

Ктретьей (соединительной) секции подключаются только сглаживающее устройство и фидер обратного тока. В данной ячейке нет электронных устройств отображения информации. Поэтому кроме БР, который передает информацию на устройства защиты и автоматики, в фидере обратного тока для визуального отображения величины тока всей ТП установлен амперметр РА.

Вывод в ремонт какого-либо фидерного выключателя в РУ 3,3 кВ без обходной шины осуществляется при помощи дополнительного быстродействующего выключателя QFN, расположенного на выкатной тележке и показанного в правой нижней части рисунка Е.14. Последовательность действий следующая. Необходимо отключить выводимый в ремонт выключатель и выкатить тележку с ним в ремонтное положение. В освободившуюся ячейку следует вкатить тележку с дополнительным быстродействующим выключателем QFN

врабочее положение и включить QFN. После ремонта выключателя все операции повторяются в обратном порядке.

В качестве шинных разъединителей ввода в схеме по рисунку Е.14 используются разъединители с моторным приводом, например типа

STROL MO или STOR (Чехия).

33

Все РУ соединяются между собой силовыми трансформаторами или преобразователями агрегатами. Условные обозначения понижающих трансформаторов с первичным напряжением 110 и 220 кВ приведены на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 — Условные обозначения:

а, в – двухобмоточных; б, г – трехобмоточных силовых трансформаторов с первичным напряжением 110 кВ (а, б) и 220 кВ (в, г)

Схемы преобразовательных трансформаторов изображены на рисунках А.1 и А.2. Схемы выпрямителей и выпрямительноинверторных преобразователей приведены на рисунках Б.1 и Б.2,

атакже в [8–12, 19–22].

Впроекте СГЭС выполняется в виде чертежа формата А1. На чертеже показываются все РУ подстанции. По мере расчета и выбора оборудования ТП (раздел 7) на чертеже необходимо последовательно указывать типы аппаратов и марки проводов РУ. Чертеж выполняется с учетом требований ГОСТ и ЕСКД для электрических схем [23].

7 Выбор силового оборудования тяговой подстанции

Для обеспечения нормальной работы аппаратов и токоведущих частей в электроустановках необходимо производить их выбор по условиям длительной работы в номинальном режиме, поэтому необходимо определить номинальные напряжения и максимальные рабочие токи всех сборных шин и всех присоединений ТП.

Однако только это не будет гарантировать надежной работы электрооборудования в аварийных режимах, при которых аппарат или проводник кратковременно подвергается существенному электродинамическому и электротермическому воздействию токов КЗ. По-

34

сле выбора аппарата по рабочему режиму необходимо проверить его по аварийным режимам, основным из которых является режим КЗ, когда в цепи протекают токи, в несколько раз превышающие номинальные.

Так как порядок расчета максимальных рабочих токов, а также методика выбора и проверки оборудования распредустройств ТП подробно изложена в [17], то здесь приведены лишь некоторые пояснения.

При курсовом и дипломном проектировании необходимо произвести выбор и проверку всего силового электротехнического оборудования, которое предполагается установить на данной ТП. В некоторых случаях по указанию преподавателя выбор может быть произведен не для всех РУ.

Для установки на проектируемых или модернизируемых ТП следует выбирать самое современное оборудование, требующее меньшего технического обслуживания, обладающее высокими энергетическими показателями, а также минимальным воздействием на окружающую среду. На сегодняшний день таким условиям отвечают: немасляные силовые трансформаторы, элегазовые и вакуумные коммутационные аппараты, изоляторы из кремнийорганической резины, литые измерительные трансформаторы, бесконтактные быстродействующие выключатели. Однако не все эти электроаппараты

внастоящий момент серийно выпускаются отечественной промышленностью, а некоторые еще находятся в стадии проектирования или научных разработок.

Виды электротехнического оборудования приведены в приложениях литературы [17]. Для получения данных о более современных аппаратах и устройствах можно воспользоваться поисковыми системами Интернета.

Внекоторых случаях при выполнении курсового проекта следует выбирать только те типы аппаратов, которые заданы преподавателем.

При оформлении пояснительной записки о выборе какого-то вида оборудования, например выключателей, достаточно подробно показать выбор одного аппарата, например выключателя рабочей перемычки на 110 кВ, а остальное оборудование данного типа свести

втаблицу и изобразить на отдельном рисунке в проекте и схеме главных электрических соединений.

35

8 Индивидуальное задание

При разработке проекта тяговой подстанции студенты должны выполнить индивидуальное задание, которое заключается в подробном описании какого-либо электрического оборудования или в составлении плана РУ подстанции. В первом случае выполненное задание должно состоять из 10-15 страниц текста и чертежа формата А2, во втором случае – чертежа формата А1. Некоторые вопросы для индивидуальных заданий приведены в приложении Ж.

9 Техника безопасности при выводе в ремонт силового оборудования

Вданном разделе курсового проекта необходимо описать меры по технике безопасности и составить технологическую карту на вывод

времонт указанного преподавателем силового оборудования в приложении И. Этот раздел должен состоять из трех подразделов.

Впервом подразделе следует перечислить организационные и технические мероприятия, необходимые для безопасного производства работ [5].

Во втором подразделе следует нарисовать эксплуатационную схему той части тяговой подстанции, коммутационные аппараты которой участвуют в переключениях. Отличие такой схемы от СГЭС (см. разд. 6) состоит в том, что если на СГЭС все аппараты показаны в отключенном положении, то на эксплуатационной схеме все нормально включенные аппараты показываются включенными, а нормально отключенные – отключенными. Условные обозначения на эксплуатационных схемах включенных и отключенных коммутационных аппаратов, принятые в ОАО «РЖД», приведены в таблице 9.1.

Втретьем подразделе следует составить технологическую карту на вывод в ремонт указанного преподавателем силового оборудования разрабатываемой тяговой подстанции. Карта должна имеет шесть обязательных для заполнения пунктов.

36

Таблица 9.1 – Условные обозначения включенных и отключенных коммутационных аппаратов

1.Место производства работ. Указать РУ, название присоединения, а также тип и номер аппарата, который следует вывести в ремонт.

2.Категория работ. Согласно [4] работы в электроустановках в отношении мер безопасности подразделяются на три категории:

а) со снятием напряжения; б) без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них;

в) без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

В большинстве случаев при выводе в ремонт электрооборудования подстанций работы выполняются со снятием напряжения.

3.Отключить (включить), проверить отключенное (включенное)

положение. В данном пункте необходимо в соответствующем порядке перечислить коммутационные аппараты:

а) отключенное либо включенное положение которых надо проверить, а также которые надо включить или отключить, чтобы обеспечить бесперебойность электроснабжения при выводе в ремонт заданного оборудования;

б) которые необходимо отключить для снятия напряжения (создания видимого разрыва цепи) со всех сторон выводимого в ремонт оборудования.

Также необходимо указать, какие плакаты следует вывесить на ключи управления (КУ) выключателей и приводы разъединителей.

4.Включить заземляющие ножи, установить переносные заземления. Необходимо перечислить заземляющие ножи, которые надо включить,

37

и переносные заземления, которые следует установить, чтобы заземлить со всех сторон выводимое в ремонт оборудование. Указать плакаты, которые необходимо вывесить на приводы разъединителей после включения заземляющих ножей, и канаты с плакатами, ограждающие место проведения работ.

5.Состав бригады. При выполнении курсового проекта этот пункт можно не заполнять.

6.Под напряжением осталось. Перечисляются «губки» и «ножи» ближайших к месту проведения работ разъединителей, которые остались под напряжением.

Ниже приведен пример эксплуатационной схемы (рисунок 9.1) и технологической карты на вывод в ремонт выключателя ввода 1 в РУ 35 кВ.

Рисунок 9.1 – Фрагмент эксплуатационной схемы тяговой подстанции

38

Технологическая карта № 7 Вывод в ремонт выключателя ввода 1 в РУ 35 кВ

39

Список использованных источников

1.Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. ЦЭ-462. — М.: Транспорт, 1997. — 79 с.

2.Правила технической эксплуатации железных дорог Российской федерации. — М.: ООО ТРАНСИНФО ЛТД, 2011. — 255 с.

3.Правила устройства электроустановок. – Федер. служба по эколог., технолог. и атомному контролю. — 7-е изд. — СПб.: Деан, 2011. — 701 с.

4.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. — М.: ОМЕГА-Л, 2012. — 262 с.

5.Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТРМ-016-2001 РД153- 34.0-03.150-00. — М.: ОМЕГА-Л, 2011. — 152 с.

6.Унифицированные тяговые подстанции магистральных железных дорог. Схемы принципиальные электрические РУ 3,3-220 кВ: Типовые материалы для проектирования ОТМ-4243-01 / Трансэлектропроект / Введены в действие с 01.01.90 г.

7.Унифицированные тяговые подстанции магистральных железных дорог. Электротехнические и строительные решения ОРУ 110 и-220 кВ: Типовые материалы для проектирования ОТМ- 4288-01 / Трансэлектропроект / Введены в действие с 01.01.90 г.

8.Бей Ю. М., Мамошин, Р. Р., Пупынин, В. Н., Шалимов, М. Г. Тяговые подстанции: учеб. для вузов ж.-д. транспорта. — М.: Транспорт, 1986. — 319 с.

9.Почаевец В. С. Электрические подстанции: учеб. для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. — М.: УМЦ ЖДТ, 2012. — 512 с. http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=6075

10.Прохорский А. А. Тяговые и трансформаторные подстанции: учеб. для техникумов ж.-д. транспорта. — М.: Транспорт, 1983. — 496 с.

11.Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов). ОАО «Российские железные дороги», филиал Проектно-конструкторское бюро по электрификации железных дорог. – М., ТРАНСИЗДАТ, 2004. – 384 с.

12.Марикин А. Н., Мизинцев А. В. Новые технологии в сооружении и реконструкции тяговых подстанций: учеб. пособие для студен-

40