Структура апарату управління дистанції електропостачання на електрифікованій лінії
Штат інженерно-технічних працівників і службовців апарату управління дистанції електропостачання (без лінійних підрозділів) складає для дистанції:
групи 20-24 чоловік;
групи 15-19 чоловік;
групи 10-12 чоловік;
групи 7-10 чоловік.
Дистанції електропостачання на не електрифікованих лініях мають простішу структуру управління. В цьому випадку апарат управління дистанції складається з 7-10 чоловік на чолі з начальником і головним інженером. До лінійних підрозділів такої дистанції відносяться райони електропостачання і ремонтно-механічні майстерні.
Для здійснення диспетчерського керівництва пристроями електрифікації і енергетики на дистанції електропостачання створені энерго-диспетчерские групи (ЭЧЦ), підлеглі начальникові дистанції. Один диспетчерський круг обслуговує електрифіковану ділянку 120-200 км.
Оперативне керівництво роботою усіх пристроїв електропостачання здійснює змінний енергодиспетчер.
Тягова підстанція
На ТП застосовуються:
силові, вимірювальні трансформатори, а також трансформатори для випрямних і випрямно-інверторних агрегатів;
вентильні напівпровідникові перетворювачі енергії;
віддільники;
високовольтні вимикачі;
запобіжники;
розрядники;
розподільні пристрої.
Тягова підстанція призначена для електропостачання одноланцюгової високовольтній лінії автоблокування від мережі 10 КВ. і від автономного резервного джерела електропостачання (для ланцюга СЦБ), перетворювати електроенергію і розподіляти її по споживачах.
Тягова підстанція компонується з резервною електростанцією.
Живлення ланцюга СЦБ здійснюється від шин 0.4 кВ. через силовий трансформатор, що підвищує, потужністю до 280 кВА.
Застосована окрема секція шин 10 КВ лінії СЦБ і секція шин вводу, знижувального силового трансформатора і ліній подовжнього електропостачання (ПЕ). З'єднання електричних апаратів тягової підстанції здійснюється за допомогою неізольованих шин а також за допомогою кабелів. Шини повинні мати достатньою электропроводимостью і механічною міцністю. Шини можуть бути мідними, сталевими і алюмінієвими. У закритих розподільних пристроях застосовують жорсткі шини прямокутного перерізу, співвідношенням сторін 1/5-1/12. У відкритих розподільних пристроях напругою 35 кВ. і вище застосовуються шини круглого перерізу.
Силовий знижувальний трансформатор приєднується до високовольтних шин через масляний вимикач при потужності понад 400 кВА.
Високовольтний вимикач - це електричний апарат призначений для відключення і включення електричного ланцюга під навантаженням а також в аварійному режимі.
Шафи ліній СЦБ і ПЕ приєднуються до шин 10 КВ. через масляні вимикачі. На підстанції здійснюється контроль перекладу її на місцеве управління, наявність оперативного струму, 'землі' на шинах, неповно фазного режиму і контроль положення ліній СЦБ (ПЕ). Крім того, шафи ліній СЦБ оснащуються апаратурою для визначення місця ушкоджень на високовольтних лініях.
Будівля трансформаторної підстанції складається з приміщення РУ- 10 кВ., приміщення РУ- 0.4/0.22 кВ., однієї камери для установки силового трансформатора потужністю до 400 кВА., однієї камери для установки трансформатора потужністю до 250 кВА. У приміщення распредустройства 10 кВ. встановлюється до 19 шаф КМ- 1, апаратура АОП - 1, пристрій УКП і пульт управління роз'єднувачем.
Віддільник (на напругу 35-220 кВ.) призначений для автоматичного, швидкого відключення знеструмленої ділянки і в першу чергу пошкодженого силового трансформатора від мережі після того, як тільки під дією струму короткого замикання відключиться від захисту вимикач, встановлений на живлячому кінці ЕП. Віддільник використовується також для відключення і включення струму холостого ходу трансформатора і зарядного струму лінія 35-220 кВ.
Вимикач змінного струму. Вимикач - електричний апарат, призначений для включення і відключення електричних ланцюгів змінного струму з напругою вище 1000 В. як в режимі навантаження, так і в режимі короткого замикання.
Вимикачі підрозділяють на:
масляні;
элегазовые;
повітря;
що газогенерують;
вакуумні.
Найбільш поширеними є масляні вимикачі з великим або малим об'ємом масла.
Повітряні вимикачі випускаються промисловістю для високовольтних установок на номінальну напругу 110-500 кВ. Вимикач ВВН- 220-10 випускають на номінальну потужність відключення 10000 МВА.
У автогазових вимикачах гасіння електричної дуги в дугогасящих пристроях забезпечується газом, для цієї мети стінки вимикачів виконані з електроізоляційних газогенеруючих матеріалів.
Вимикачі постійного струму - Вимикачі автоматичні швидкодіючі (ВАБ) забезпечують захист живлячих ліній постійного струму і перетворювачів від струмів короткого замикання, перевантажень і зворотних струмів. Ці вимикачі можна включати і відключати дистанційно.
Запобіжники застосовують для захисту від струмів короткого замикання і великих тривалих перевантажень ліній і двигунів малої потужності, вимірювальних трансформаторів напруги, ланцюгів електричного освітлення і опалювання. Плавкий запобіжник є дротом або пластинкою з легкоплавкого металу. Якщо через запобіжник протікає струм, який більше найбільшого робочого струму в ланцюзі де він встановлений, то перегорить плавка вставка, тобто запобіжник спрацює. Перегорання плавкої вставки не миттєве, а залежить від струму: чим більше струм, тим менше час перегорання.
Розрядники призначені для захисту електроустановок від можливих перенапружень, тобто недопущення ушкодження їх ізоляції. Захист електроустановок від газових перенапруженні забезпечується іскровими проміжками, трубчастими і вентильними розрядниками. Захист від прямих ударів блискавки здійснюється громовідводами. Для обмеження атмосферних перенапруженні в тяговій мережі, змінного і постійного струму, встановлюють рогові розрядники. Трубчасті і вентильні розрядники застосовують в пристроях електропостачання електрифікованих залізниць змінного струму.
Вимірювальні трансформатори застосовують в ланцюгах змінного струму високої напруги для підключення вимірювальних приладів, реле захисту і автоматики. Вони забезпечують безпеку роботи при вимірі струму, напруги, потужності і інших параметрів електричних ланцюгів і пристроїв. На первинну обмотку вимірювального трансформатора діє вимірюваний струм або напруга, а вторинна обмотка включена на вимірювальні прилади або реле захисту. Це дає можливість не лише використовувати уніфіковані прилади електровимірювань, що мають межі до 100В і 5А, але і надійно ізолювати їх від ланцюгів високої напруги, а також встановлювати ці прилади на значній відстані від місця виміру. Вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів в установках високої напруги для безпеки обслуговування заземляють.
Розподільні пристрої (РУ) декількох напруги має кожна тягова підстанція. РУ первинної напруги 110(220) кВ. вторинного 35 або 10 кВ являються, наскільки це можливо, уніфікованими для тягових підстанцій змінного і постійного струму. Розподільними пристроями первинної напруги, через які поступає електрична енергія від джерел живлення і розподіляється між тяговими і не тяговими споживачами, є сукупність комутаційних, захисних і вимірювальних апаратів, а також допоміжних пристроїв сполучених між собою збірними шинами і дротами.
Власні потреби підстанції включають усі допоміжні пристрої, механізми і апарати, необхідні для експлуатації основних агрегатів. Для живлення власних потреб встановлюють два трансформатори, з яких один знаходиться в роботі, а інший в резерві. Первинні обмотки кожного з трансформаторів приєднують до зварних шин розподільного пристрою 10 або 35 кВ через роз'єднувачів і масляні вимикачі, а вторинні обмотки напругою 220/380 В до шин власних потреб через контактори і рубильники.
Управління тяговими підстанціями і контроль за роботою основного устаткування на телемеханизированых підстанціях здійснюється з щита встановленого в місці зручному для огляду устаткування і управління ім. При перекладі підстанції з ручного управління на автоматику і телемеханіку йде з мнемонічною схемою усієї ділянки електропостачання, споруджують в приміщенні енергодиспетчера, звідки здійснюється оперативне управління усіма об'єктами тягового електропостачання.
Призначення підстанції - це забезпечення постійним струмом 3кВ рухомого складу залізниці, забезпечення потреб і промислових споживачів.
Розподільні пристрої 35 кВ, відкритого типу розташовано на КРИЧУ. Надійна робота розподільного пристрою 35 кВ забезпечується правильним вибором і правильною установкою електроустаткування.
Призначення і конструктивні особливості устаткування ОРУ- 35 кВ
ОРУ- 35 кВ, має дві роздільні системи шин виконаних гнучкими дротами. Напруга від живлячих ліній поступає на системи шин через лінійний і шинний роз'єднувачі і масляний вимикач.
Роз'єднувачі типу РАНД (роз'єднувач з лінійними контактами для зовнішньої установки, двохколонковий).
Призначення роз'єднувачів - мати видимий розрив і можливість ремонту масляного вимикача без відключення лінії.
Розподільний пристрій 6 кВ
Розподільний пристрій 6 кВ закритого типу. Шини 6 кВ розподільного пристрою живляться від силових трансформаторів і призначено для живлення ТП, жител і приміщень промислових підприємств.
Власні потреби підстанції також живляться від шин 6 кВ через трансформатор власних потреб напругою 6/0.4 КВ. 320 кВА шини 6 кВ розподільного пристрою отримують живлення через масляні вимикачі типу ВМП 10 з масляним гасінням дуги.
Пристрій СЦБ живиться від трансформаторів, що підвищують, 2.2/10 кВ.
Живлення контактної мережі виконується від випрямних агрегатів. Випрямні агрегати живляться від силових трансформаторів напругою 35/3.3 кВ.
Випрямна напруга постійного струму величиною 3.3 кВ через автоматичний вимикач типу ВАБ- 43 потрапляє одним полюсом (+) в контактну мережу, а іншим (-) на рейки через згладжуючий пристрій.
Застосування постійного струму в контактній мережі дає можливість широкого і плавного регулювання швидкості рухомого складу.
На тягових підстанціях залізничного транспорту застосовують преобразовательные агрегати з нульовими і мостовими схемами випрямлення. У нульових схемах діоди включають на фазну напругу між фазою і нульовим дротом через приймач енергії, в мостових схемах на міжфазну напругу.
На тяговій підстанції застосовується трифазна двенадцатипульсовая схема випрямлення що дозволяє зменшити пульсацію (змінну складову випрямленої напруги в порівнянні з шестипульсовими схемами випрямлення).
У разі застосування тягового постійного струму : полегшується робота пристрою для згладжування пульсацій випрямленої напруги, чим знижується дія електричної тяги, що заважає, на дротяні лінії зв'язку; підвищується cosφ підстанції. Дванадцяти пульсова схема випрямлення утворюється з двох трифазних шестипульсових мостових схем випрямлення сполучених послідовно (схема прийнятніша оскільки не вимагає зрівняльного реактора) одна з вторинних обмоток преобразовательного трансформатора сполучена в "зірку", інша в "трикутник".
На ТП застосовується дванадцяти пульсова схема випрямлення. Вона дозволяє отримувати більше якісно випрямлену напругу шести пульсовою схемою.
12-ти пульсові схеми бувають паралельного і послідовного типів. Послідовна схема економічніша, оскільки має одну первинну і дві вторинні обмотки сполучених зіркою і трикутником відповідно, але не має реактора. У паралельній між двома мостами є зрівняльний реактор.