Меню

Однолинейная схема тяговой подстанции переменного тока

РАЗРАБОТКА ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Тяговая подстанция — в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии.

Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.

Тяговая подстанция железной дороги предназначена для распределения, преобразования электроэнергии, питания тяговых (электроподвижного состава) и нетяговых железнодорожных, а также не железнодорожных потребителей. Тяговые подстанции железной дороги получают электроэнергию от энергосистем через систему внешнего электроснабжения, после чего энергия распределяется между тяговыми (через систему тягового электроснабжения) и нетяговыми потребителями.

Каждая тяговая подстанция получает питание от двух независимых источников, так как электрифицированные железные дороги являются потребителем первой категории.

Тяговая подстанция может быть стационарной или передвижной. Передвижные используются достаточно редко. Расстояние между тяговыми подстанциями с постоянным током в контактной сети, их возводят с шагом в десять-пятнадцать километров. Дистанция меняется от требуемой мощности, которая находится в зависимости от напряженности в движении составов, рельефа местности.

Тяговая подстанция запитывается от линий электропередач, проложенных по воздуху на опорах, или же через кабельной сети. Внешнее напряжение снижает трансформатор и передает его к выпрямителю, с него электрический ток подается к контактной сети. Максимальное расстояние между соседними тяговыми подстанциями: 15км на постоянном токе и 50км на переменном.

Электрофицированный железнодорожный транспорт

В настоящее время на электровозах и на других видах электротранспорта широко применяется рекуперация энергии. При торможении электровозы, троллейбусы, трамваи — потребители электротока, превращаются в его источник. Электродвигатели становятся генераторами и передают электрический ток контактной сети, поглощая тем самым кинетическую энергию движения, и обеспечивают торможение электротранспорта.

Для обратного перетекания тока в электросеть служит инвертор. Они в автоматическом режиме отключает выпрямители, как только тормозящий в режиме рекуперации транспорт начинает выдавать ток. На железной дороге номинальным уровнем напряжения принято считать 3300 Вольт.
Традиционно во многих местностях система электроснабжения железных дорог является единственной возможностью подвести напряжение к населенным пунктам. Поэтому тяговая подстанция не только используется для электротранспорта, но и снабжает электроэнергией населенные пункты, других потребителей, обеспечивая их потребности.

Оборудование тяговых подстанций

Тяговая подстанция, их группы осуществляют обслуживание наземного, преимущественно, городского, электротранспорта – троллейбусы и трамваи. Они преобразуют ток от внешних сетей в постоянный и передают его на контактные провода или рельсы. Для троллейбусов – это два контактных воздушных провода, для трамваев – один воздушный и рельс. Используемое напряжение в большинстве стран 550 Вольт.

Тяговая подстанция может быть дистанционно управляемой, полностью автоматизированной, или же иметь персонал обслуги. Чаще всего персонал присутствует на небольших станциях в некрупных городах. Там, где создание автоматических систем управления экономически нецелесообразно.

Или же, наоборот, на крупных тяговых подстанциях, чье значение слишком велико, чтобы иметь риск их отключения. Нередко персонал присутствует лишь на одной из тяговых подстанций, откуда осуществляется дистанционное управление другими станциями, входящими в общую систему. Наличие персонала не исключает автоматического управления. В таком случае человеку отводится роль наблюдателя-контролера, который может вмешиваться в работу подстанции в экстренных случаях, требующих принятия решения, и в аварийных ситуациях.

Электрооборудование тяговых подстанций

Целиком автоматизированные станции используют там, где невелика интенсивность прохождения составов, и остановка не должна повлечь далеко идущих последствий в смысле безопасности. Наиболее надежная и экономичная система управления – дистанционная.

Тяговая подстанция может быть одноагрегатной и многоагрегатной. Одноагрегатные используются там, где не требуется централизованное снабжение электричеством, на ответвлениях. Они достаточно редки, поскольку не обеспечивают надежного снабжения электричеством. В случае выхода агрегата из строя обесточивается вся сеть, обслуживаемая подстанцией. Поэтому наиболее часто применяются двухагрегатные подстанции. Существуют и трехагрегатные, и четырехагрегатные.

Наличие нескольких агрегатов значительно повышает надежность в работе. При выходе одного агрегатов из строя, включается второй, что обеспечивает бесперебойность. Также наличие более, чем одного агрегата, придает работе гибкость в моменты максимальных нагрузок. Объединение нескольких подстанций в единую управляемую из одного центра группу дает возможность делать их взаимозаменяемыми, удешевляет возведение и эксплуатационные издержки.

РАЗРАБОТКА ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ПОДСТАНЦИИ

Учитывая, что электрифицированная железная дорога является потребителем первой категории, а трансформаторные (нетяговые) подстанции обеспечивают электрической энергией потребителей именно этой категории, то присоединение их к электрической сети должно быть осуществлено таким образом, чтобы обеспечить бесперебойное питание этих подстанций при нормальном и аварийном режимах работы

Электрические подстанции различаются по многим признакам, но их основу составляют схема присоединения к сети внешнего электроснабжения и схема выполнения распределительных устройств.

Промежуточные подстанции получают питание по двум вводам от сети внешнего электроснабжения напряжением 110 кВ. Питающее напряжение подаётся на первичные обмотки главных понижающих трансформаторов (ГПТ-1 и ГПТ-2). Вторичные обмотки трансформаторов напряжением 35 кВ запитывают распределительное устройство РУ-35кВ, которое служит для обеспечения электрической энергией нетяговых потребителей. От третьей обмотки главного понижающего трансформатора запитывается РУ-10 кВ, нетяговых железнодорожных и сторонних потребителей через воздушную линию продольного электроснабжения (ВЛ ПЭ), а также для подключения трансформаторов собственных нужд ТСН-1 и ТСН-2 (рисунок 1.1).

Вводы подстанции
РУ-110 кВ
ГПТ- 2
ГПТ-1
РУ-35 кВ
РУ-10(6) кВ
Нетяговые потребители
ТСН-1
ТСН -2
Потребители

Рисунок 1.1- Структурная схема тяговой подстанции

На основании составленной структурной схемы производится разработка однолинейной схемы, которая должна отвечать требованиям потребителей в отношении надежности электроснабжения. Схема должна быть простой и наглядной, обеспечивать надежность в эксплуатации, допускать безопасное обслуживание и бесперебойное электроснабжение.

В каждом РУ, которые связаны между собой через ГПТ, указывается все его силовое оборудование и все соединения между РУ в той последовательности, которая обеспечивает его необходимую и надежную работу в эксплуатации.

РУ-35 кВ. Оно используется на тяговых и трансформаторных подстанциях для питания (нетяговых ) потребителей напряжением этого уровня.

РУ-10 кВ . Назначение РУ-10 хорошо просматривается по структурным схемам, рассмотренным выше , для различных типов подстанций.

Источник

Схема тяговой подстанции переменного тока: Типовые схемы тяговых подстанций для разных видов транспорта

Тяговая подстанция Википедия

Тя́говая подста́нция — электроустановка, предназначенная для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, электропоездов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.

Тяговые подстанции железной дороги

Тяговая подстанция железной дороги предназначена для распределения, преобразования электроэнергии, питания тяговых (электроподвижного состава) и нетяговых железнодорожных потребителей. Тяговые подстанции железной дороги получают электроэнергию от энергосистем через систему внешнего электроснабжения, после чего энергия распределяется между тяговыми (через систему тягового электроснабжения) и нетяговыми потребителями.

Классификация

По способу присоединения к системе внешнего электроснабжения:

  • Опорная (узловая) – получает питание от сети внешнего электроснабжения по трём и более линиям электропередачи напряжением 110 или 220 кВ, и служит источником питания для других тяговых подстанций.
  • Тупиковая (концевая) – получает питание по двум радиальным ЛЭП от соседней подстанции.
  • Промежуточная – получает питание по вводам от двух соседних подстанций.
Читайте также:  Электрический ток электролита в аккумуляторе

Промежуточные в свою очередь делятся на:

  • Транзитная (проходная) – включается в рассечку ЛЭП.
  • Отпаечная – подключается к отпайкам или ответвлению ЛЭП.

По системе электрической тяги:

  • Постоянного тока 3,3 кВ
  • Переменного тока 27,5 кВ
  • Переменного тока 2×27,5 кВ
  • Стыковые

По типу преобразователей:

  • Выпрямительные
  • Выпрямительно-инверторные

По значению питающего напряжения:

6, 10, 35, 110, 220 кВ

По системе управления:

  • Телеуправляемые
  • Нетелеуправляемые

По способу обслуживания:

  • Без дежурного персонала
  • С дежурством на дому
  • С постоянным дежурным персоналом
  • Стационарные
  • Передвижные

Схемы питания тяговых подстанций

Максимальное расстояние между соседними тяговыми подстанциями: 15 км на постоянном токе и 50 км – на переменном.

Каждая тяговая подстанция получает питание от двух независимых источников, так как электрифицированные железные дороги являются потребителем первой категории.

Питание тяговых подстанций может осуществляется по одноцепной ЛЭП, двухцепной ЛЭП на общих и на раздельных опорах.

При питании от одноцепной линии между опорными подстанциями располагаются не более трёх транзитных подстанций.

При питании от двухцепной линии на общих опорах:

  • для ЛЭП-220 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге как на переменном, так и постоянном токе;
  • для ЛЭП-110 кВ — не более пяти транзитных при электрической тяге на постоянном и трех — на переменном токе.

При питании от двухцепной линии на раздельных опорах:

  • для ЛЭП-220 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электротяге как на постоянном, так и на переменном токе;
  • для ЛЭП-110 кВ — не более пяти подстанций (2 транзитные 3 отпаечные) при электрической тяге на постоянном и трех (2 транзитные 1 отпаечная) — на переменном токе.

Структура тяговых подстанций

На тяговые подстанции железной дороги поступает энергия напряжением 110, 220 кВ, на некоторые старые тяговые подстанции постоянного тока может поступать напряжение 35 кВ.

Тяговые подстанции имеют от 2 (на транзитных, отпаечных, тупиковых подстанциях) до 6 (на опорных подстанциях) вводов.

Распределительное устройство высокого напряжения

Обычно это РУ 110 или 220 кВ, от них через понижающий трансформатор энергия поступает на РУ 6 (10), 35 кВ, а также на тяговое РУ 27,5 кВ.

На некоторых подстанциях постоянного тока РУ высокого напряжения может быть 35 кВ, в этом случае от него питаются: через преобразовательный агрегат тяговое РУ 3,3 кВ, трансформаторы собственных нужд, РУ 6 (10) кВ, а также нетяговые потребители.

Схемы РУ высокого напряжения различаются в зависимости от типа подстанции.

Распределительные устройства низкого напряжения

На тяговых подстанциях переменного тока РУ 6 (10) и 35 кВ используются только для питания нетяговых потребителей.

На тяговых подстанциях постоянного тока РУ 6 (10) кВ используются для питания: через преобразовательный агрегат РУ 3,3 кВ, трансформаторов собственных нужд, а также нетяговых потребителей. РУ 35 кВ используется только для питания нетяговых потребителей, за исключением случаев, когда РУ 35 кВ является основным.

Преобразовательные агрегаты

Выпрямители и инверторы используются на тяговых подстанциях постоянного тока для питания РУ 3,3 кВ выпрямленным током и для возврата энергии, вырабатываемой при рекуперативном торможении из контактной сети в общую сеть переменного тока.

Фидеры используются для присоединения к распределительным устройствам тяговой подстанции контактной сети и других потребителей электроэнергии.

Тяговые подстанции постоянного тока

Тяговые подстанции постоянного тока в России строятся вдоль полотна железной дороги на расстоянии 10—15 км одна от другой [источник не указан 3036 дней] . Это расстояние зависит, как от объёмов движения поездов, так и от профиля пути. Получают электроэнергию от подстанций ФСК «ЕЭС России» по воздушным и кабельным линиям электропередачи напряжением 6—220 кВ. Электроэнергия поступает в первичное открытое или закрытое распределительное устройство.

Далее электроэнергия поступает на понижающий трансформатор, откуда она подаётся на преобразовательный агрегат (выпрямитель). С преобразовательного агрегата выпрямленный ток подаётся на основную и резервную системы шин и распределяется в контактную сеть через быстродействующие выключатели.

В связи с широким использованием на современном электротранспорте рекуперативного торможения, на тяговых подстанциях (в основном железнодорожных) начинают использоваться инверторы, передающие энергию из контактной сети в общую сеть переменного тока. Выключение выпрямителя и включение инвертора производится автоматически при повышении напряжения контактной сети выше номинального.

В Российской Федерации номинальное напряжение тяговой сети железных дорог установлено на уровне 3300 В Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.

Тяговые подстанции наземного электротранспорта

Тяговые подстанции трамваев и троллейбусов служат для преобразования трехфазного переменного тока (обычно напряжением 6 или 10 кВ) в постоянный ток. Напряжение постоянного тока для городского электротранспорта в большинстве городов мира принято: на токоприемнике трамвая и троллейбуса 550 В, на шинах тяговых подстанций 600 В.

Питание тяговых подстанций электроэнергией производится по воздушным или кабельным линиям напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы.

Классификация

По способу работы и обслуживанию:

  • С обслуживающим персоналом (автоматизированные и нет)
  • Автоматические, без обслуживающего персонала
  • Телеуправляемые, без обслуживающего персонала

Обслуживающий персонал на тяговых подстанциях используется в основном в небольших городах, где количество подстанций малое и системы телеуправления не рациональны, либо на важных подстанциях в больших системах электротранспорта.

Но, даже при наличии персонала на подстанции, управление на ней может быть автоматизировано и человек выполняет лишь наблюдение (кроме аварийных ситуаций)

Автоматические подстанции редко могут использоваться без персонала и не имея никакого внешнего управления. Но они имеют самую низкую надёжность электроснабжения, поэтому используются лишь для малозначимых линий с низкой интенсивностью движения.

В средних и крупных системах электротранспорта подстанции управляются дистанционно, по системе телеуправления. Персонал на них не используется, оперативные переключения выполняются из районных центров управления.

  • Одноагрегатные
  • Многоагрегатные

Одноагрегатные подстанции предлагалось располагать для систем децентрализованого электроснабжения, на вылетных линиях. Но они не получили широкого распространения ввиду невысокой надёжности, так как агрегат может часто выходить из строя, кроме того, он требует частого обслуживания, которое ограничивается в таком случае режимом работы электротранспорта.

В централизованных системах электроснабжения, коих большинство, применяются 3-х агрегатные, а также 2-х и 4-х агрегатные, подстанции, которые обеспечивают достаточный резерв по мощности и по надёжности. Использование централизванной системы позволяет снизить суммарную мощность подстанций, их количество, а значит и затраты на их строительство, обслуживание.

  • Наземные
    • Открытые
    • Закрытые
  • Подземные

Структура подстанции

Электроэнергия на тяговые подстанций поступает как правило напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы. Через коммутационную аппаратуру она подаётся на распределительное устройство (РУ) 6/10 кВ.

Коммутационная аппаратура ввода состоит из линейного разъединителя, высоковольтного выключателя (маломаслянного, вакуумного или др.) и шинного разъединителя.

Читайте также:  Источники постоянного тока 20а

Вводов у подстанции может быть до нескольких штук (1, 2, 3), но большинство подстанций на просторах СНГ имеют два: ввод α (основной) и ввод β (резервный). Переход с одного ввода может снабжаться автоматикой

Распределительное устройство высокого напряжения

Схемы РУ ВН подстанций достаточно разнообразны. Это может быть одна секция шин, две секции с раздельным подключением к вводам, две секции с возможностью работы от всех вводов и др. Между секциями на мощных подстанциях используются схемы с двумя (возможно и более) секциями шин обеспечивающие высокую их надёжность в случае аварийных ситуаций (КЗ, отключение одной из секций) или ремонта без полного отключения подстанции.

От РУ ВН через коммутационную аппаратуру питаются трансформаторы собственных нужд и преобразовательные агрегаты

Преобразовательные агрегаты

Количество преобразовательных агрегатов определяет мощность тяговой подстанции. Их может быть от одного и более, но наибольшее распространение на просторах СНГ имеют 2-х и 3-хагрегатные подстанции.

Преобразовательный агрегат тяговых подстанций трамвая и троллейбуса состоит из трансформатора и выпрямителя. Выпускавшиеся в СССР выпрямительные агрегаты ВАКЛЕ имели номинальный выходной ток 1000 А, 2000 А и, в редких случаях, 3000 А.

Трансформатор агрегата питается напряжением 6/10 кВ и на выходе имеет номинальное переменное напряжение в 565 В. Применяющиеся на тяговых подстанциях трансформаторы обычно имеют вторичную обмотку типа «звезда-обратная звезда» с уравнительным реактором, поэтому на выходе получается шестифазная система напряжения. Реактор соединяет нейтрали звёзд и имеет вывод со своей средней точки. Этот вывод — отрицательный полюс системы постоянного напряжения, поэтому он сразу подключается к РУ отрицательной полярности.

Трансформаторы современных агрегатов могут иметь и другие схемы вторичной обмотки (звезда, треугольник), так как что связано с применением более совершенных выпрямителей, например В-ТПЕД.

Выпрямитель ВАКЛЕ состоит из одного или нескольких блоков БВКЛЕ (номиналом 1000 А). Схема выпрямителя представляет из себя двойную схему Миткевича. Выпрямленный ток имеет шестипульсную форму. Выход выпрямителя имеет положительный потенциал и подключается к РУ положительной полярности.

До 1970-х гг. широко использовались ртутные выпрямители

Трансформаторы тяговых подстанций переменного тока

Для питания ЭПС однофазным переменным током напряжением 27,5 кВ на тяговых подстанциях могут быть использованы однофазные и трехфазные понижающие трансформаторы. Однофазные трансформаторы нашли применение только при электрификации железных дорог по системе электроснабжения 2 х 25 кВ.

Трехфазные трехобмоточные трансформаторы типа ТДТНЖ (трехфазный, с дутьевым охлаждением, трехобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, для железнодорожного транспорта) с первичным напряжением 110-220 кВ. Первичные обмотки таких трансформаторов соединяются в «звезду», вторичные на напряжение 27,5 и 10 кВ — в «треугольник», на напряжение 35 кВ — в «звезду» (рис. 1, а). Вершина с «треугольника» подключается к тяговому рельсу, а вершины — к контактной сети слева и справа от подстанции. Однофазная тяговая нагрузка слева от подстанции питается током /л, который протекает под действием напряжения, нагрузка справа получает ток /п, протекающий по ней под действием напряжения. Суммируясь в рельсовом фидере токи /л и /п создают ток /р (рис. 1, в) со знаком «минус», направленный от рельса к вершине с «треугольника». Распределение токов нагрузок между фазами «треугольника» определяется только сопротивлением этих фаз.
Трансформаторы ТДЦТП выпускаются для передвижных тяговых подстанций.
Неравномерная загрузка фаз трансформаторов, питающих контактную сеть, приводит к появлению токов и напряжений обратной последовательности (НОП). Последние оказывают влияние на работу потребителей, питающихся от тяговых подстанций и сетей, к которым подключаются тяговые подстанции,

Параметры трехфазных трансформаторов для электрической тяги переменного тока

Основными приемниками электроэнергии у потребителей являются асинхронные двигатели. Не симметрия напряжения приводит к уменьшению максимального момента двигателя и увеличению его нагрева. При несимметричной системе напряжений круговое вращающееся синхронное магнитное поле заменяется эллиптическим. Последнее может быть разложено на два круговых, вращающихся в разные стороны в соответствии с симметричными составляющими напряжений прямой и обратной последовательностей. То и другое поле создают свои вращающиеся моменты, действующие в противоположных направлениях. Результирующий момент вращения электродвигателя можно представить как разность двух моментов, создаваемых напряжениями прямой и обратной последовательностей. Практически встречающаяся не симметрия не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на максимальный вращающий момент асинхронного двигателя.
На нагревание двигателя не симметрия напряжений оказывает значительно большее влияние. Объясняется это тем, что сопротивление обратной последовательности асинхронного двигателя много меньше сопротивления прямой последовательности, поэтому даже при небольшом напряжении обратной последовательности ток обратной последовательности получается большим, что может приводить к перегреву двигателя. Для трехфазных двигателей допускается длительное напряжение нулевой последовательности 2% номинального.
Однофазные приемники электроэнергии воспринимают не симметрию напряжения как отклонение или колебание напряжения.
Рассмотрим параллельную работу трехфазных трансформаторов тяговых подстанций. Фазы обмоток 27,5 кВ загружены неравномерно. Если присоединить к высоковольтной линии ВЛ (рис. 2) трансформаторы одноименными первичными выводами к соответствующим фазам ВЛ питающей сети, то получится значительная неравномерность загрузки фаз сети, крайне нежелательная для энергосистемы b промышленных потребителей, так как вызывает дополнительные потери напряжения и искажение напряжения трехфазных потребителей. Основным методом выравнивания нагрузки по фазам, а следовательно, снижения несимметрии является чередование фаз А, В, С трансформаторов при подключении к высоковольтной воздушной линии электропередачи ВЛ, фазы которой обозначены Ж (А), 3 (В), К(С) буквами расцветки этих фаз (желтая, зеленая, красная).

Рис. 2. Схема фазировки тяговых подстанций переменного тока с трехфазными трансформаторами
На рис. 2 показано подключение трансформаторов семи подстанций. Так как две соседние подстанции питают с двух сторон контактную сеть КС одного участка, то их трансформаторы должны быть подключены так, чтобы от ВЛ подавались на этот участок напряжения одной и той же фазы. Каждый участок межподстанционной зоны таким образом является нагрузкой одной фазы энергосистемы. Подключение этих участков к фазам ВЛ чередуется, а тяговые подстанции делятся по способу подключения на три I, II, III. Этот метод выравнивания токов и напряжений по фазам питающей ВЛ является идеализированным. В реальных условиях добиться полной симметрии нагрузок и напряжений невозможно, так как нагрузки фаз трансформаторов зависят от количества поездов на участке и потребляемых ими токов, последнее во многом зависит от профиля пути, веса поезда и т.д.
На тяговых подстанциях системы электроснабжения 2 х 25 кВ устанавливаются однофазные трансформаторы типа ОРДНЖ с расщепленной вторичной обмоткой, дутьевым охлаждением и регулированием напряжения под нагрузкой на вторичных обмотках 27,5 кВ (табл. ). Предусмотрено ступенчатое регулирование напряжения в пределах ±6 х 1,67°/о от номинального напряжения с помощью переключателя типа РНТА-35/320А.
Для понижения напряжения 50 кВ между подстанциями устанавливают автотрансформаторы типа АОМНЖ. С их помощью напряжение регулируется в широком диапазоне: от 20,5 до 31,5 кВ.

Источник

Характеристика и описание однолинейной схемы трансформаторной подстанции

При проектировке любой трансформаторной подстанции необходимо сделать её безопасной для окружающих. Выбор схемы и составляющих основывается на общем количестве жителей и необходимом количестве электроэнергии.

Читайте также:  Самодельный бесколлекторный двигатель постоянного тока своими руками

Самой распространенной видом является однолинейная схема трансформаторной подстанции.

Что такое однолинейная схема?

Однолинейная схема

В данном виде понятие однолинейная схема включает в себя то, что она состоит только из линий, которые обозначены как трехфазные или двухфазные. На этой схеме обозначается количество вводов, отдельные устройства-распределители (РУ), и возможное количество людей, которые потребляют электроэнергию. Также на ней должны изображаться все параметры сети, установленные мощности всего объекта.

Элементы, которые присутствуют в схеме

К составляющим подстанции относят:

  • Разрядник. При помощи этого устройства уменьшаются колебания напряжения на линии, которая входит. Происходит это из-за отражения импульсов электричества в землю или отведенный контур.
  • Масляные выключатели. Элементы, с помощью которых сеть расцепляется. Контакты выключателей постоянно расположены в масле из минералов, что повышает безопасность. Смесь необходима для создания изоляции и снижения электрических дуг.
  • Реактор. Катушка из меди с удаленным сердечником из стали. С помощью неё уменьшается вероятность короткого замыкания. Еще один плюс – экономия на оборудовании, благодаря высокому уровню защиты. Снижает возможность перегрузки однолинейной схемы трансформатора.
  • Расцепитель. Устройство, которое отключает питание подстанции в экстренной ситуации. Зачастую устанавливают два, на случай если первый откажет.
  • Силовой трансформатор. Главное устройство во всей установке. Во многом зависит от требований, которые должна выполнить подстанция.

Силовой трансформатор

Выбор силового трансформатора

При выборе силового трансформаторного устройства необходимо обратить внимание на его технические характеристики и стоимость. Это влияет на создания схемы трансформаторной подстанции.

Оптимальным вариантом для однолинейной схемы тп является трехфазный, трехобмоточный силовой трансформатор, с функцией понижения. Данный выбор строится на температурном показателе, при котором он будет использован и регулировке напряжения.

Как происходит создание однолинейной схемы трансформатора

Выбор той или иной схемы определяется по типу тяговой подстанции. Выделяют следующие виды:

  • Опорная;
  • Промежуточная;
  • Тупиковая.

Исходя из этого, происходит выбор типа подстанции, определения класса РУ (высшее, среднее или низшее), количество основных трансформаторов, которые обеспечивают связь устройств-распределителей, достаточное количество линий потребления.

Силовой трансформатор

Зачастую такая схема представлена в виде мостика, в котором присутствует выключатель в линии цепей.

Однолинейная схема трансформаторной подстанции должна обеспечить бесперебойную работу электросети, удобство эксплуатации и ремонта, безопасность местных жителей, обоснованное расположение оборудования и автоматизацию коммутации в условиях экстренной ситуации. Грамотное составление схемы обеспечивает быстроту и точность ремонтных работ.

При использовании подстанции с тяговой стороны выполняют с секцинированием двух шин-разделителей, используя два провода. И обеспечивают дополнительный запас между рычагом и запасной шиной. Секционирование шин.

Силовой трансформатор в разрезе

Альтернативный метод

Бывают случаи, когда такой метод не подходит. Тогда используется однолинейная схема тп с двумя трансформаторами, соединение между которыми параллельно. В таком случае при вводе используют специальный прибор, который разводит входящие линии. Для этого используют обычную шину либо переносной провод из шин.

После создания схемы первым делом происходит установка разрядника. После него устанавливают расцепитель. Далее монтируют предохранитель и сам трансформатор. В конце происходит установка дополнительного расцепителя и общего рубильника, для использования ручного режима.

После предохранителя необходимо вмонтировать трансформаторы, при помощи которых напряжение становится 0,4 кВ. От этой конструкции делается отвод к нейтрали всей подстанции и на провода фаз. Последние подключаются к узлу распределения и далее к потребителям.

Источник



Курсовая работа: Проектирование тяговой подстанции переменного тока Составление однолинейной

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Иркутский государственный университет путей сообщения

Факультет: Электротехнический Кафедра: ЭЖТ

По дисциплине: Тяговые и трансформаторные подстанции

«Проектирование тяговой подстанции переменного тока»

1. Исходные данные

2. Составление однолинейной схемы главных электрических соединений тяговой подстанции

3. Выбор оборудования подстанции

3.1 Выбор трансформаторов собственных нужд

3.2 Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры распределительных устройств

3.2.1 Выбор оборудования ОРУ 110 кВ.

3.2.2 Выбор оборудования ОРУ 35 кВ.

3.2.3 Выбор оборудования РУ 10 кВ.

3.2.4 Выбор оборудования РУ 3,3 кВ.

4. Определение токов К.З. на подстанции

4.1 Составление схемы замещения

4.2 Определение расчетных сопротивлений схемы замещения

4.3 Определение тока К.З. в точке К1

4.4 Определение тока К.З. в точке К2

4.5 Определение тока К.З. в точке К3

4.6 Определение тока К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ, (в точке К4)

5. Проверка оборудования тяговой подстанции по условиям короткого замыкания

5.1 Расчетный тепловой импульс на шинах 3,3 кВ подстанции

5.2 Проверка шин РУ-3,3 кВ.

5.3 Проверка быстродействующих выключателей постоянного тока.

6. Выбор сглаживающего устройства

7. Выбор аккумуляторной батареи

8 . Расчет защитного заземляющего устройства

9. Экономическая часть проекта

9.1 Стоимость опорной тяговой подстанции

9.2 Годовые эксплуатационные расходы

9.3 Определение себестоимости перерабатываемой за год электроэнергии

9.4 Основные технико-экономические показатели ТП.

Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные линии и районные подстанции, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъединители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций — от них получают питание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определенные технические требования. Так, установленная мощность их трансформаторов и преобразователей должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии (электрических поездов, районных и нетяговых железнодорожных потребителей), коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электроэнергии на требуемом уровне надежности. Очень важно также, чтобы качество электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Основной задачей системы электроснабжения является обеспечение эксплуатационной работы железной дороги для этого необходимо, что бы мощность всех элементов системы электроснабжения была достаточной для обеспечения потребной каждому локомотиву мощности при самых разнообразных условиях работы железной дороги.

Эти задачи могут быть решены только при правильно выбранных параметрах системы электроснабжения, т. е. обеспечивающих работу оборудования в допустимых для него пределах по нагрузке и необходимое качество электроэнергии, а также при обеспечении необходимого резерва.

Известно, что недопустимое для данного элемента электрической установки увеличение нагрузки может привести к выходу его из строя. С другой стороны, увеличение номинальной мощности любого элемента и, следовательно, допустимой для него нагрузки связано с увеличением затрат. Поэтому необходимо уметь выбирать параметры всех устройств системы электроснабжения так, чтобы они бесперебойно работали в течение времени, определяемого их нормальным сроком службы, при минимальных затратах.

1. Исходные данные

Опорная тяговая подстанция постоянного тока № 1, согласно схеме присоединения к системе внешнего энергоснабжения.

22 18 19 21 20

Источник