Тяговые подстанции (Т)

УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА

СОДЕРЖАНИЕ

УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА

Устройства электроснабжения должны обеспечивать надёжное электроснабжение электроподвижного состава для движения поездов с установленными скоростями и интервалами между поездами при требуемых размерах движения, надёжное электропитание всех потребителей метрополитена и иметь необходимый резерв (ПТЭ 7.1).

Система электроснабжения метрополитена.

Электроснабжение метрополитена осуществляется от энергетических систем города, обеспечивающих подачу переменного трехфазного тока напряжением 10 кВ. Однако в таком виде электроэнергия потребителями метрополитена не может быть использована, так как они работают от тока различного рода и более низкого напряжения. Поэтому получаемая метрополитеном энергия преобразуется. Основными сооружениями и устройствами электроснабжения метрополитена для ее преобразования и передачи к потребителям являются:

- подстанции - тяговые (Т), совмещенные тягово-понизительные (СТП), понизительные (П), которые преобразуют получаемую от энергосистем электроэнергию;

- электротяговая сеть 825 В, состоящая из питающей и отсасывающей сетей постоянного тока, контактного и ходовых рельсов, по которой преобразованная электроэнергия подается на электропоезда;

- распределительные линии переменного тока напряжением 380, 220 и 127 В, служащие для передачи электроэнергии от понизительных подстанций к различным потребителям метрополитена;

- освещение станций, тоннелей, наземных участков и пристанционных сооружений.

Потребители метрополитена

- электропоезда, электродвигатели вагонов работают от постоянного тока напряжением 825 В;

- эскалаторы, работающие от переменного тока напряжением 380 В;

- санитарно-технические установки, куда входят мощные вентиляторы, отопительные устройства, перекачки санузлов и другие устройства. Питаются переменным током напряжением 380 и 220 В;

- устройства СЦБ (аппаратура автоблокировки и электрической централизации), работающие от переменного тока напряжением 380, 220 и 127 В;

- осветительная сеть станций, тоннелей, наземных участков линий и служебных помещений, работающая от переменного тока напряжением 220/127 В в подземных условиях и 220В в наземных;

- специальная сеть на станциях и в тоннелях для подключения электрифицированного инструмента и механизмов. Эта сеть питается переменным током напряжением 380, 220 и 127В.

Подстанции

На подстанциях метрополитена установлено электрооборудование, предназначенное для преобразования и распределения электроэнергии. На метрополитене имеются подстанции трех видов: Т, СТП, П.

Тяговые подстанции (Т)

Предназначены для преобразования трехфазного переменного тока напряжением 10 кВ в постоянный (выпрямленный) ток напряжением 825 В для питания электропоездов.

Тяговые подстанции сооружают на поверхности земли в виде отдельно стоящих зданий.

Совмещенные тягово-понизительные подстанции (СТП) служат для преобразования переменного тока в постоянный, необходимый для движения поездов и для понижения напряжения до 380, 220 и 127 В, необходимого для питания соответствующих потребителей метрополитена. СТП состоит из двух частей: тяговой и понизительной.

Т и СТП имеют два режима работы: во время движения поездов и во время ночного окна, когда оборудование, относящееся к питанию поездов, отключают. СТП расположены на каждой пассажирской станции в торце, в специальных подземных выработках.

Понизительные подстанции (П) предназначены для понижения напряжения переменного тока 10 кВ, получаемого по кабелям от ближайших тяговых подстанций, и передачи питания соответствующим потребителям метрополитена. П размещают либо на станциях, либо вблизи от них.

Каждая Т и СТП должна иметь питание от трех независимых источников энергосистемы города, поэтому отключение одного источника не приводит к перерыву питания подстанций.

Перерыв в электроснабжении подстанций, а также основных потребителей (поезда, устройства освещения, эскалаторы, водоотливные насосные установки, устройства автоматики и телемеханики для движения поездов, средства связи, противопожарные устройства) допускается лишь на на время переключения на резервный источник питания энергодиспетчером по системе телеуправления либо на время автоматического замещения.

Количество подстанций, их типы, выбор оборудования и кабелей определяются расчетом. При расчетах тяговых нагрузок принимается максимальная частота движения поездов в час «пик» и количество в них вагонов на перспективу.

Одним из условий нормальной работы электропотребителей метрополитена является стабильный уровень напряжения в энергоснабжающей сети города. Нормами допускаются отклонения напряжения в системе 10 кВ в пределах 5%, которые учитываются в расчетах.

Электротяговая сеть.

На участке с двухсторонним питанием контактной сети тяговый ток +825 с шин тяговой подстанции поступает по питающему фидеру в контактный рельс и через токоприемник вагона – в тяговый двигатель вагона. Затем через колеса вагонов - в ходовые рельсы и по обратному (отсасывающему) кабелю возвращается на тяговую подстанцию к шине -825 В.

Напряжение постоянного тока на шинах подстанции должно быть не более 975 В, а на токоприемнике электроподвижного состава – не менее 550 В.

Ходовые рельсы для работы устройств СЦБ разделяются на отдельные изолированные участки (рельсовые цепи). Поэтому в местах установки изолирующих стыков для создания обратному тяговому току непрерывной цепи (в обход изоляции) устанавливают путевые дроссели.

На участке контактной сети с двухсторонним питанием контактный рельс I и II путей разделен на участки – секционирование контактной сети. Каждая секция получает питание по двум фидерам от смежных тяговых подстанций.

Секционирование позволяет обеспечивать надежную электрическую защиту контактной сети: отключать при повреждениях только тот участок контактной сети, где произошло повреждение; снимать напряжение с любого отдельного участка пути, в случае необходимости ремонтных работ.

Контактный рельс каждого главного пути перегона получает питание от тяговых подстанций соседних к ним станций. Для разделения фидерных зон между собой контактный рельс на главном пути перегона перед платформой каждой станцией по ходу движения поезда имеет неперекрываемый воздушный промежуток (токораздел). Длина промежутка равна 14 метров, это обусловлено следующими причинами.

Рис. Схема расположения токоприемников на вагоне.

 С обеих сторон каждого вагона метрополитена расположено по 2 токоприемника на расстоянии 12,6 метров друг от друга. Эти токоприемники электрически связаны друг с другом. Для того, что бы во время движения состава не происходило замыкание секций между собой и передача напряжения с одной секции на другую. Длина разрыва делается чуть больше, чем длина между 2-мя электрически связанными токоприемниками.

Все фидеры пронумерованы с обозначением номера подстанции, от шин которой отходит фидер, и порядкового номера фидера данной подстанции. Четные фидера питают КР второго пути, нечетные – первого пути.

Маркировка кабелей осуществляется посредством навешивания на них пластмассовых бирок с указанием цифр.