1.2 Основные требования к проектированию тяговых подстанций.

Содержание, состав и порядок выполнения всех работ при проектировании определяется Инструкцией о составе, порядке, разработке, согласовании и утверждении проектно-сменной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СН-202-81). При проектировании тяговых подстанций, являющихся объектом системы электроснабжения электрифицированной железной дороги, руководствуются также действующими Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ и ТБ), Строительными нормами и правилами (СН и П 11-39-76), Нормами технологического проектирования электрификации железных дорог (ВНТП-81) и другими нормативными документами.

Электрифицированная железная дорога является потребителем электрической энергии 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;

- использовать для питания тяговых подстанций, как правило, двухцепные, или две одноцепные ЛЭП.

1.3 Сравнение, обоснование и выбор схемы главных электрических соединений

При выборе схемы главных электрических соединений (схемы коммутации) тяговых подстанций необходимо учитывать следующие общие требования: надежность работы, экономичность, удобство эксплуатации, безопасность обслуживания, возможность расширения. Требование надежности является основным, т.е. тяговая подстанция должна 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.

Повышение надежности может быть достигнуто:

- дублированием силовых трансформаторов, выпрямителей, токоведущих частей и электротехнического оборудования (системы сборных шин, высоковольтных выключателей и т.п.);

- секционированием сборных шин с помощью разъединителей или высоковольтных выключателей, снабженных соответствующими автоматическими устройствами;

- устройством обходных цепей с выключателями для замены основных высоковольтных выключателей на время работы.

Второе важное требование  это экономичность, т. е. требование минимальных затрат материальных ресурсов и времени при сооружении тяговой подстанции. Наиболее экономичный вариант схемы определяется наименьшим значением полных приведенных затрат.

Удобство эксплуатации и безопасность обслуживания обеспечивается простотой и наглядностью схем, минимальным количеством переключений связанных с изменением режима работы, доступностью оборудования для ремонта.

При выборе схемы главных электрических соединений промежуточной транзитной тяговой подстанции постоянного тока рекомендуется ориентироваться на принятые типовые решения:

1) на транзитных тяговых подстанциях при напряжении 110 кВ применять мостиковую схему «Н» с рабочей и ремонтной перемычками;

2) при напряжениях 10 и 35 кВ применять одиночную, секционированную выключателем, систему сборных шин (ССШ);

3) при напряжении 3,3 кВ применять секционированные (двумя разъединителями) главную, вспомогательную «плюс» и «минус» шины.

Отметим, что в соответствии со строительными нормами и правилами П-II-39-76 на тяговых подстанциях постоянного тока с двойной трансформацией предусматривается установка двух понижающих трансформаторов. При отключении одного из них электроснабжение должно обеспечиваться за счет оставшегося в работе.

Для РУ-110 кВ на транзитных тяговых подстанциях применяется схема главных электрических соединений мостикового типа с рабочей и ремонтной перемычками. При необходимости ремонта выключателя транзитной ТП включается ремонтная перемычка.

При подключении понизительных трансформаторов ПТ1, ПТ2 используются разъединители. Эти разъединители нормально включены и снабжены моторными приводами. Перемычка состоит из двух нормально включенных разъединителей.

Линейные выключатели ввода устанавливаем после перемычки, так как в случае повреждения одной из питающих линий отключается соответствующий выключатель, а питание подается по второй линии.

Для ОРУ-35 кВ применяем одиночную, секционированную выключателем систему сборных шин (ССШ). Секционирование ССШ позволяет ремонтировать их посекционно, т.е. отключать те присоединения, которые подключены к соответствующей секции.

На тяговой подстанции постоянного тока с первичным напряжением 110 кВ напряжение 10 кВ используется для питания:

- преобразовательных агрегатов;

- трансформаторов собственных нужд;

- линий продольного электроснабжения. ЛПЭ подвешиваются на опорах контактной сети с полевой стороны и служат для питания нетяговых железнодорожных потребителей: депо, освещение станций;

- районных промышленных и сельскохозяйственных потребителей.

Распределительное устройство 10 кВ тяговой подстанции постоянного тока выполняется в закрытой части помещения и оборудуется одиночной системой сборных шин, секционированной высоковольтным выключателем. Секционирование системы сборных шин позволяет ремонтировать их посекционно, то есть отключать только те соединения, которые подключены к соответствующей секции.

Система сборных шин 3,3 кВ (главная «плюс» шина, запасная «плюс» шина, и «минус» шина) предназначена только для питания фидеров контактной сети. Она выполняется одиночной с секционированием главной и запасной «плюсовых» шин двумя разъединителями. Такое соединение позволяет производить ремонтные работы (в том числе и на одном из шинных разъединителей) в системе сборных шин посекционно.

Схемы электрических соединений РУ-110; 35; 10; 3,3 кВ проектируемой тяговой подстанции приведены на рисунках 2 – 5.

Общая схема главных электрических соединений транзитной тяговой подстанции постоянного тока приведена в приложении 1.

Рисунок 2 – Схема главных электрических соединений РУ 110 кВ

транзитной тяговой подстанции

Рисунок 3 – Схема главных электрических соединений РУ 35 кВ

Рисунок 4 – Схема главных электрических соединений РУ 10 кВ

тяговой подстанции постоянного тока

Рисунок 5 – Схема главных электрических соединений РУ 3,3 кВ

тяговой подстанции постоянного тока