Электроснабжение метрополитена

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

электроснабжение кабель подстанция

Преддипломная практика является завершающим этапом обучения и проводится после окончания теоретического курса обучения и сдачи учащимися всех экзаменов (в том числе квалифицированных), зачетов, курсовых проектов предусмотренных учебным планом, выполнения программ учебной и технологической практики для специальности 2-37 01 05 «Городской электрический транспорт».

Задачи преддипломной практики

- обобщение знаний и умений по специальности;

- проверка возможностей самостоятельной работы будущего специалиста в реальных условия производства;

- - ознакомление с организацией труда и экономикой производства; - изучение обязанностей руководителей среднего звена на производстве; - приобретение опыта организаторской работы по специальности;

- сбор и подготовка материалов для дипломного проекта и отчет по практике.

Преддипломная практика, ш правило, проводится в организациях по месту будущей работы выпускника.

В период прохождения преддипломной практики учащимися, вхэашчшгщ руководится» практики от колледжа ж предприятия

В будущем планируется продление 2-й линии на запад строительством станции «Виленская» (или «Красный Бор»), 1-й линии на восток станцией «Спорткомплекс» и на запад станцией «Университетская»

Существуют планы строительства ещё двух линий. Строительство третьей и четвертой линий метро запланировано на 2015-2030-х годы.

3-я линия протяжённостью 20 км с 14 станциями свяжет Зелёный Луг через центр с микрорайоном Курасовщина (конечная - в районе пл. Казинца). Начало строительства первого участка 3-й линии - от пл. Бангалор до ул. Жуковского намечено на 2009 год. На нём построят станции Пл. Бангалор, Варвашени, на пересечении со станцией Фрунзенская.

4-я линия минского метро будет более 15 км с 9 станциями. Линия будет проходить от площади Бангалор через пересадочную станцию «Академия наук» по Ботанической, Уральской, пересечётся на станции «Тракторный завод» со второй линией и пройдёт через Серебрянку до Чижовки. Рассматривается вариант строительства метромоста через Чижовское водохранилище.

1. Краткие сведения о предприятии, организации

Минский метрополитен открыт 30 июня 1984 года.

В 1984 году Минский метрополитен стал 9-м метрополитеном на территории СССР, а сегодня, несмотря на относительную молодость по объемам перевозок занимает 4-е место среди 16 метрополитенов бывшего Союза, уступая только Москве, Санкт-Петербургу, Киеву.

Метрополитен наиболее комфортабельный, надежный, экологически чистый вид городского пассажирского транспорта с достаточно высокой скоростью перевозки пассажиров.

На сегодняшний день удельный вес метрополитена в перевозках пассажиров городскими видами транспорта составляет 39,5%. Общий объем перевозок составил 328,3 млн. человек, а среднесуточная перевозка - 899 тыс. пассажиров.

Инвентарный парк вагонов составляет 361 единица, из которых сформированы 37 на 1-ой линии и 35 на 2-ой линии пятивагонных состава.

Численность работников метрополитена составляет свыше 4,5 тыс. человек.

Основной вид деятельности - перевозка пассажиров.

Метрополитен реализует и следующие дополнительные услуги:

- Автотранспортные услуги;

- Услуги аренды помещений;

- Услуги по реализации билетов для наземного транспорта;

- Рекламные услуги (размещение рекламы на станциях метрополитена, размещение рекламы в вагонах метрополитена).

настоящее время эксплуатационная длина двух линий Минского метрополитена в двухпутном исчислении составляет 37,27 км с 29 станциями, из них 15 станций расположены на 1-й (Московской) линии и 14 на 2-й (Автозаводской) линии метрополитена.

Действующие участки линий Минского метрополитена оборудованы маршрутно-релейной централизацией, бесстыковыми рельсовыми цепями с системой интервального регулирования АЛС-АРС и упрощённой автоблокировкой.

В качестве систем диспетчерского управления движением поездов на первой линии метрополитена используется диспетчерская централизация на базе аппаратуры КАС-ДУ-ДЦМ, а на второй линии - на базе аппаратуры ДЦ «Минск».

Для управления объектами электроснабжения, инженерно-техническими устройствами и эскалаторами, используется модернизированная система диспетчерской централизации «Лисна-М».

На подвижном составе используются устройства АЛС-АРС на базе электронной аппаратуры «Барс», разработанной инженерным центром «Фларс».

Для улучшения качества восприятия информации на головных вагонах электропоездов установлены светодиодные указатели маршрутов и конечных станций линий.

На базе электродепо «Могилевское» организован участок по капитальному ремонту подвижного состава.

Все станции метрополитена оборудованы системой цветного видеонаблюдения с регистрацией событий в режиме реального времени 24 кадра в секунду, их архивацией не менее 72 часов и передачей информации в инженерный корпус метрополитена на рабочие места поездных диспетчеров, диспетчеров электромеханической службы и дежурного по ОВД. Для архивации событий применяются видео-регистраторы «Videonet».

На метрополитене проводится плановая реконструкция устройств пожарной автоматики с истекшими сроками эксплуатации, вагоны подвижного состава оборудуются системой автоматического пожаротушения «Игла».

При строительстве новых и реконструкции действующих станций применяются системы автономного теплоснабжения на базе тепловых насосов, электрокотлов, утилизаторов тепла и электрических тепловых завес.

Входы строящихся и действующих станций оборудуются крытыми павильонами с установкой дверей типа «Метро».

На новых станциях устройство павильонов осуществляется в ходе строительства, на действующих станициях-за счет финансовых средств инвесторов, которым разрешено в комплексе с устройством павильонов строительство объектов торговли.

- Существуют планы строительства ещё двух линий (3-й и 4-й), их открытие запланировано на 2017-2035-е годы (см. рис. 1).

Рисунок 1.1. Схема линии метро Минска

электроснабжение кабель подстанция

Подготовительные работы по строительству третьей линии начаты во второй половине 2013 года. Планируется разместить станции «Вокзальная», «Площадь Богушевича», «Юбилейная площадь» на глубине около 20 метров, благодаря чему они станут самыми глубокими во всём метрополитене. Третью линию планируется оснастить автоматизированными поездами, а также автоматическими дверьми для предотвращения падений на рельсы и траволатором (горизонтальным аналогом эскалатора) длиной 100 метров и скоростью движения 1 м/с.

2. Служба электроснабжения предприятий ГЭТ. Обязанности мастера электрослужбы

Служба электроснабжения находится на переднем крае научно-технического прогресса, постоянно проводя научные изыскания, направленные на повышение качества работы метрополитена. По кабелям, как по артериям живого человеческого организма, доставляется электроэнергия всем системам метро. Благодаря работе Службы электроснабжения мчатся поезда, перевозя каждый день сотни тысяч пассажиров, освещаются станции и тоннели, горят светофоры, регулирующие движение поездов, двигаются эскалаторы, работают вентиляция, связь и, конечно же, идут часы.

Непрерывное повышение интенсивности движения поездов и объёма пассажироперевозок требует постоянного улучшения технического оснащения. Служба электроснабжения проводит работу по модернизации оборудования, чтобы обеспечить движение новых поездов, бесперебойное снабжение электроэнергией всех систем метро. Проводятся работы по улучшению освещения станций и вестибюлей, чтобы подчеркнуть их красоту.

Служба электроснабжения Минского метрополитена обеспечивает подачу электроэнергии для движения поездов и работы всех устройств метрополитена. От устойчивой работы устройств электроснабжения во многом зависит безопасность движения поездов, надежная работа оборудования и культура обслуживания пассажиров.

Для обеспечения надежности работы оборудования и сетей системы электроснабжения метрополитена Службой проводились работы по их текущему, капитальному ремонту, реконструкции. Применялись современные технические средства и методы испытаний и диагностики состояния оборудования и устройств, в том числе тепловизионные обследования.

С целью повышения надежности питания устройств метрополитена и повышения эффективности использования электроэнергии в текущем году заменено:

- силовых и измерительных трансформаторов;

- силовых кабелей на кабели с изоляцией, не распространяющей горение с низким дымо- и газовыделением.

Служба электроснабжения целенаправленно работала по реализации энергосберегающих мероприятий. Это позволило обеспечить экономию более 616,85 тыс. кВтч электроэнергии, что соответствует планируемым показателям.

Основное направление экономии - замена ламп освещения на энергосберегающие с электронными пускорегулирующими аппаратами и повышенной светоотдачей. При этом кроме экономии электроэнергии, снижены нагрузки на сети и повышена освещенность.

Работниками Службы электроснабжения в период с 2012-2014 году принято в эксплуатацию электрооборудование на четырех новых станциях: Масковской линии, «Грушевка», «Михалова», «Петровщина» и «Малиновка». Служба электроснабжения обслуживает 29 станций, в том числе: тяговые подстанции, преобразующих переменный ток напряжением 10 кВ в постоянный ток напряжением 825 В для питания электроподвижного состава метрополитена;

кабельную сеть собственных и находящихся на внешнем обслуживании линий, проложенную открытым способом в тоннелях, коллекторах, шахтах и под платформами станций протяженностью более 37,3. километров;

осветительное хозяйство станций, вестибюлей, тоннелей и притоннельных сооружений, имеющее в своем составе более 662 тыс. осветительных приборов, распределительные сети, силовые и распределительные сборки;

комплекс устройств с коммутационной аппаратурой, релейной и микропроцессорной защитой, который обеспечивает ручное, автоматическое и дистанционное управление оборудованием и присоединениями подстанций.

Все тяговые и совмещенные тягово-понизительные подстанции оборудованы средствами телемеханики.

Мастер электрослужбы обязан:

- осуществлять организационное и техническое руководство эксплуатацией и ремонтом закреплённого участка электрических сетей 0,4-10 кВ, в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей, правил и норм охраны труда и пожарной безопасности, эксплуатационных инструкций, циркуляров и других нормативов, технических документов, производственных и должностных инструкций;

- участвовать в составлении планов и графиков на проведение ремонтов закреплённого оборудования, разработке мероприятий по увеличению его надёжности, охране труда;

- своевременно вести подготовку плановых работ путём предварительного обследования объектов, составление дефектных ведомостей;

- своевременно вести документацию по итогам выполненных работ, требуемую техническую, эксплуатационную и учётную документацию, учёту рабочего времени;

- систематически согласно сроков проводить персоналу инструктажи, противоаварийные и противопожарные тренировки;

- обеспечивать надёжное электроснабжение потребителей за счет своевременного и качественного выполнения ремонтных, эксплуатационных и аварийных работ в распредсетях 0,38-10 кВ закреплённой зоны обслуживания;

- ежедневно организовывать работу персонала бригады, обеспечивать безопасное выполнение производственных заданий, руководить работой бригады на рабочем месте. Знать схемы сетей 0,4-10 кВ, закреплённых за бригадой. Знать технические характеристики обслуживаемых сетей, подстанций

- проводить работу по снижению потерь электроэнергии, выявлению случаев хищений электроэнергии;

- вести учет расхода материалов используемых на ремонт оборудования.

3. Электроснабжение участка контактной сети

Электроснабжение метрополитена осуществляется от системы городского электроснабжения трехфазным током напряжением 10кВ, который поступает к подземным тяговым - понизительным подстанциям, размещаемым в комплексах станций и на перегонах между станциями. Тягово-понизительная подстанция линии должна получать питание от трех независимых источников энергосистемы города. При этом в качестве основного источника может быть использована электростанция.

Ток высокого напряжения от городских электрических станций поступает по кабелям на распределительные шины тяговых подстанций и затем подводится к отдельным агрегатам - преобразователем электроэнергии, состоящие из силовых трансформаторов и выпрямительных агрегатов. Преобразование переменного тока в постоянный производится с помощью кремниевого выпрямителя большой мощности.

На тяговых электроподстанциях переменный ток напряжением 10кВ выпрямляет в постоянный с понижением напряжения до 825 В и подается на контактный рельс, который располагается с левой стороны туннеля.

Для собственных нужд на понизительных электроподстанциях высокое напряжение понижается до 380 В, а для освещения 220 и 127. Электрически ток для оборудования рассчитанный на 380В с понизительной подстанции с помощью силовых кабелей подается на СТП после чего они подаются на распределительные шкафы.

Совмещенные тягово-понизительные подстанции располагаются на не которых станция в зависимости от нагрузки, в специальных подземных выработках. В настоящее время СТП являются основным типом подстанций при сооружении новых линий отечественных метрополитенов.

Понизительные подстанции размещают либо на пассажирских станциях, либо вблизи от них. Эти подстанции предназначены для понижения напряжения переменного тока 6 или 10 кВ, получаемого по кабелям от ближайших тяговых подстанций, и передачи питания соответствующим потребителям электрической энергии.

В понизительной части СТП к шинам 10 кВ через высоковольтные выключатели подсоединяются понижающие трансформаторы, несущие различные нагрузки потребителей. Электропитание эскалаторов, сантехнических устройств и других силовых установок производится от двух трансформаторов. Которые подключены к разным секциям шин напряжением 10 кВ. Оба трансформатора нормально находятся в работе. В случае отключения одного из их всю нагрузку принимает на себя другой.

4. Структурная схема тяговой подстанции

Тяговые подстанции метрополитена, расположенные в туннелях и вблизи пассажирских станций, обеспечивают электропитание сетей освещения, вентиляции и силовых цепей станций, эскалаторов, туннельных установок и устройств СЦБ. Сами тяговые подстанции не вырабатывают электрическую энергию, а получают ее от тепловых или гидравлических электростанций по линиям электропередачи.

Тяговые подстанции метрополитенов по конструкции и схемам силовых цепей могут быть разделены на две основные категории: наземные - при сосредоточенной и подземные (совмещенные) при распределенной системах электропитания.

Наземные тяговые подстанции отличаются от подстанций меньшей кубатурой здания и более компактным расположением оборудования. На подстанциях этой очереди автоматика и телемеханика приняты как основное средство управления.

Подземные тяговые подстанции совмещены с понизительными подстанциями и располагаются в тоннеле в непосредственной близости от платформы пассажирских станций. Они размещаются в тоннельных выработках диаметром около 95 м и имеют совершенно отличную от наземных подстанций компоновку.

Выпрямительный агрегат представлен агрегатов ВТПЕД в котом диоды соединены по мостовой схеме.

Рисунок 4.1. Схема тяговой подстанции

5. Виды контактных проводов, питающих кабелей, контактный рельс

Контактный рельс - жёсткий контактный провод, предназначенный для осуществления скользящего контакта с токоприёмником подвижного состава (электровоза, моторного вагона).

Рисунок 5.1. Контактный рельс

Главное преимущество контактного рельса - надёжное токоснимание при контакте с токоприёмниками моторных вагонов или электровозов, расположенными на ходовых частях колёсных тележек. Также исключаются колебание токоприёмников и отрыв их от контактного рельса, а следовательно, нарушение контакта и разрыв цепи тока, искрение и дугообразование, разрушающие контактные поверхности.

Основная область применения контактных рельсов - подземный железнодорожный транспорт, в частности, обеспечение движения поездов метрополитена. Реже данное технологическое решение применяется на открытых линиях при относительно невысоком напряжении (не более 3000 В).

Ввиду того, что контактный рельс является проводником электрического тока, его омическое сопротивление должно быть мало, поэтому при изготовлении контактного рельса используют низкоуглеродистую сталь, так как примесь углерода увеличивает электрическое сопротивление.

Профиль и сечение контактного рельса совпадают с аналогичными параметрами обычного путевого рельса.

Нормальная длина контактного рельса составляет 12,5 м. На прямых и кривых участках радиусом 300 м и более в тоннелях контактные рельсы сваривают в плети длиной 100 м, на наземных участках длина плетей составляет 37,5 м, а на парковых путях и кривых радиусом менее 300 м - 12,5 м.

Различают два типа контактных рельсов:

- боковой контактный рельс - закрыт сверху и с боков изоляционным коробом, а электропитание снимается проходящим снизу контактным башмаком (нижний токосъём).

- нижний контактный рельс - изоляция отсутствует.

Ввиду того, что контактный рельс является проводником электрического тока, его омическое сопротивление должно быть мало, поэтому при изготовлении контактного рельса используют низкоуглеродистую сталь, так как примесь углерода увеличивает электрическое сопротивление.

Профиль и сечение контактного рельса совпадают с аналогичными параметрами обычного путевого рельса.

Нормальная длина контактного рельса составляет 12,5 м. На прямых и кривых участках радиусом 300 м и более в тоннелях контактные рельсы сваривают в плети длиной 100 м, на наземных участках длина плетей составляет 37,5 м, а на парковых путях и кривых радиусом менее 300 м - 12,5 м. Ширина между рельсами составляет 152 см.

Подвеска контактного рельса.

Установку контактного рельса осуществляют при помощи металлических опор-кронштейнов головкой вниз. Кронштейны в свою очередь крепятся к шпалам. При такой подвеске контактный башмак, установленный на тележке вагона и подтягиваемый пружинами вверх, скользит по головке рельса - нижнее токоснимание.

Кронштейны устанавливаются на определённом расстоянии друг от друга - обычно 4,25-5,5 м. В местах температурных стыков расстояние между кронштейнами уменьшается. По форме кронштейн представляет собой изогнутую из швеллера деталь. В верхней части детали имеется отверстие и приварена так называемая «коробочка», а нижняя часть (так называемый «хвост») крепится к шпалам. Высота кронштейна, которая и определяет высоту контактного рельса, зависит от типа путевых рельсов.

Крепёжный узел, расположенный в верхней части кронштейна, обладает достаточной прочностью и обеспечивает надёжную изоляцию контактного рельса от кронштейна при помощи фарфоровых изоляторов и полиэтиленовых прокладок.

Рисунок 5.2. Контактный рельс:

1 - ходовой рельс; 2 - токоприёмник, прикреплённый к моторному вагону; 3 - контактный рельс; 4 - кронштейн

Стыки

Существуют два типа соединения контактных рельсов друг с другом:

- сварные стыки

- температурные стыки

Концевые отводы

Рисунок 5.3. Концевой отвод контактного рельса

1 - кронштейн крепления контактного рельса, 2 - контактный рельс, 3 - уклон рабочей поверхности

Концевые отводы предназначены для плавного захода контактного башмака под контактный рельс и плавного схода с него в местах разрыва. Рабочая поверхность концевого отвода на некотором расстоянии от стыка сохраняет свою высоту относительно головок путевых рельсов, а затем постепенно повышается до конца отвода с определённым уклоном.

Подвеска концевых отводов осуществляется при помощи кронштейнов, которыми подвешивается контактный рельс. Отводы присоединяются к контактному рельсу при помощи обычных стыков без зазоров.

Питание контактного рельса осуществляется кабелем АВБВнг - LS - 3 (1x400) - 3.

6. Типы единиц ЭПС, их характеристики, средний ток, потребляемый единицей ЭПС, эксплуатационная скорость

Минское метро использует ту же ширину колеи, что и обычные железные дороги в Беларуси - 1520 мм. Для подачи тока используется третий (контактный) рельс; напряжение на нём составляет в среднем 750 В (на шинах подстанций - 825 В). Подвижной состав на конец 2014 г. представлен 361 вагонами типа 81-717/714 производства как ОАО «Метровагонмаш» так и ЗАО «Вагонмаш». Из них:

68 модификации 81-717/714 1983-1986 гг. выпуска,

с 2007 года проводится их капитальный ремонт в депо ТЧ-2 «Могилёвское», к началу 2010 года отремонтировано 26 вагонов.

49 модификации 81-717.5/714.5 1989-1993 гг. выпуска,

204 модификации 81-717.5М/714.5М 1993-2014 гг. выпуска.

Возможно в будущем (когда откроют третью линию) будут ездить поезда мод. 81-717.6/714.6

В начале 2014 года была озвучена информация, что метрополитен может получить состав, произведённый на Гомельском вагоностроительном заводе из комплектующих Крюковского вагоностроительного завода для составов Киевского метрополитена (81-7021/7022 и 81-7036/7037) с некоторыми модификациями, однако проект не был реализован.

Линии метрополитена обслуживаются двумя депо - ТЧ-1 «Московское» и ТЧ-2 «Могилёвское». К ТЧ-1 «Московское» приписано 35 пятивагонных составов, к ТЧ-2 «Могилёвское» - тоже 35. В утренний час пик на обеих линиях работает 30 пар поездов.

По данным за 2005 год средняя техническая скорость поездов составила 50,5 км/ч (самая большая среди метрополитенов стран СНГ), средняя эксплуатационная - 40,8 км/ч (2-е место в СНГ)

Вагоны метрополитена серии 81-717.5 М (головной вагон) и 81-714.5 М (промежуточный вагон) являются моторными, все оси вагонов ведущие. Кузова вагонов изготовлены из cтали и имеют цельносварную несущую конструкцию. Наружная обшивка кузовов для обеспечения повышенной жёсткости выполнена из гофрированных стальных листов, кузова имеют повышенную тепло - и шумоизоляцию. Вагоны типов 81-717.5 М.714.5 М оборудованы двумя системами вентиляции - естественной приточно-вытяжной и принудительной механической.

Вагоны снабжены тяговым электроприводом постоянного тока, рассчитанного на работу в тяговом режиме и в режиме электродинамического резисторного торможения со скорости 90 км/ч до 8 км/ч. На каждом вагоне установлены четыре тяговых электродвигателя ДК-117 ДМ с самовентиляцией, по два на тележку, мощностью по 114 кВт каждый.

Тележки вагонов 81-717.5 М и 81-714.5 М двухосные, с опорно-рамным подвешиванием тяговых электродвигателей и осевой подвеской редукторов. Рама тележки Н-образной формы цельносварная, с двухступенчатым рессорным подвешиванием. В первичном подвешивании использованы комплекты спиральных цилиндрических пружин. Вторичное подвешивание люлечного типа также с использованием спиральных цилиндрических пружин. В систему вторичного подвешивания встроены гидравлические амортизаторы гашения вертикальных и горизонтальных колебаний.

Основные преимущества: простота конструкции, надежность, использование известных решений

Характеристики вагонов типов 81-717.5М/714.5М (см. таблицу).

Характеристика вагонов

Тара вагона, т.	34/33,5
Длина, мм.	19210
Ширина, мм.	2712
Высота, мм.	3650
Конструкционная скорость, км/ч.	90
Ускорение, м/с2	1,3
Замедление, м/с2	1,3
Тип тормоза	электродинамический
Мощность тяговых двигателей, кВт.	4х114
Диаметр колес, мм.	780
Вместимость вагона при плотности 10 чел./м2, чел.	308/330
Мест для сидения, шт.	40/44
Установленный срок службы, лет.	31
Максимальная статическая нагрузка брутто от колёсной пары на рельсы, не более, т	15

7. Типы аппаратов защиты в контактных сетях

Быстродействующие воздушные автоматические переключатели постоянного тока UR6 и UR15 ограничивают ток, со свободным расцеплением, имеют один полюс, являются двунаправленными, с электромагнитным искрогашением, цепями электро управления и последовательным мгновенным расце плением прямого действия по токовой перегрузке. Выключатели UR6 и UR15 имеют открытую конструкцию, однако могут поставляться с защитным кожухом IP55 для установки на крыше или под рамой подвижного состава. Выключатели UR6 и UR15 разработаны в первую очередь для защиты главных и вспомогательных цепей тягового подвижного состава от сверхтоков и токов короткого замыкания, а также для соединения или отключения этих цепей от источника питания подвижного состава.

Тяговый подвижной состав постоянного тока для защиты главных и вспомогательных электрических цепей метро, электричек и легкого рельсового транспорта.

Основные характеристики:

· Pacчeтный ток нa oткpыт ом воздухе до 1000 A для UR6 и 1500 A для UR15

· Номинальное напряжение 900 В пост. тока и1800 В пост. тока

· Номинальное напряжение изоляции до 2300 В пост. тока

· Безопасно с высоким уровнем изоляции: Категория перегрузки по напряжению OV4

· Степень загрязнения PD3

· Ограниченное максимальное дуговое напряжение

· Электромагнитное замыкание и пониженная мощность удержания

· Высокая механическая и электрическая прочность: рабочая частота C3

· Очень низкая потребность в обслуживании

· Компактный и легкий

· Опробованная конструкция на базе мирового опыта и признания

· Установка на крыше или под рамой подвижного состава при поставке с защитным кожухом

· Изоляционный материал согласно стандартам NF

· Конструкция в соответствии со стандартами IEC60077-1/3 и IEC 61373

8. Виды релейных защит контактных сетей и питающих кабелей

Городские сети напряжением 10 и 6 кВ выполняются, как правило, кабельными линиями сравнительно небольшой протяженности. Питание городской сети осуществляется от шин генераторного напряжения теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) или шин крупных городских подстанций. Линии, отходящие от них, часто реактируются. Эти линии часто выполняются из двух или более кабелей. Широко применяется параллельная работа кабельных линий, питающихся от одного источника. С увеличением числа параллельно работающих линий усложняется согласование релейной защиты этих линий с защитой питающих элементов.

Для экономии выключателей и ячеек распределительных устройств часто применяется присоединение с одним выключателем двух кабельных линий, идущих на разные подстанции. Распределительные пункты (РП) и трансформаторные подстанции (РТП), питающиеся по одной рабочей линии, обеспечиваются автоматически включаемым резервным источником питания (АВР).

Релейная защита кабельных линий 6 и 10 кВ со стороны источника питания осуществляется в соответствии с «Правилами», как от многофазных (междуфазных) КЗ, так и от однофазных замыканий на землю (033). Защита от междуфазных КЗ рассматривается ниже. Защитам от 033 посвящен специальный раздел 1-10.

Защита от междуфазных КЗ со стороны источников питания предусматривается в двухфазном исполнении (схема неполной звезды), причем трансформаторы тока включаются в одни и те же фазы во всей сети данного напряжения для обеспечения отключения в большинстве случаев двойных замыканий на землю только одного из двух мест однофазных замыканий на землю. Как правило, защита выполняется двухрелейной, а пои наличии в питаемой сети трансформаторов со схемой соединения обмоток, трехрелейной для повышения чувствительности защиты линии при двухфазных КЗ за этими трансформаторами. Однорелейная схема, имеющая ряд существенных недостатков, в настоящее время не применяется. Защита от многофазных КЗ со стороны источников питания выполняется, как правило, одноступенчатой в виде максимальной токовой защиты. Токовые отсечки применяются на нереактированных линиях при необходимости быстрого отключения КЗ, вызывающих снижение напряжения ниже 0,5 4 - 0,6 номинального на шинах генераторного напряжения электростанций, а также подстанций, питающих крупные синхронные двигатели [18]. На реактированных линиях, выключатели которых не рассчитаны на отключение КЗ до реактора, токовые отсечки не должны применяться.

Максимальной токовая защита выполняется с зависимой или независимой характеристикой выдержки времени. В первом случае используются электромеханические реле тока типа РТ-80 или типа РТВ, микроэлектронное комплектное устройство ЯРЭ-2201. а в последнее десятилетие - цифровые реле и терминалы разных отечественных и зарубежных фирм, в которых имеется набор обратнозависимых времятоковых характеристик по стандарту МЭК или им подобных (они рассмотрены выше в этой главе). Во втором случае используются аналоговые реле максимального тока типов РТ-40 (электромеханические) или РСТ (микроэлектронные) совместно с реле времени, микроэлектронное устройство ЯРЭ-2201, цифровые реле и терминалы разных фирм.

Применение современных цифровых устройств РЗА обеспечивает ускорение отключений за счет снижения ступеней селективности между защитами последовательно включенных линий, позволяет повысить чувствительность и надежность защиты сетей 6 и 10 кВ, уменьшает трудозатраты при обслуживании РЗА.

На приемных концах параллельно работающих линий устанавливаются токовые направленные защиты или поперечные дифференциальные защиты. Токовые направленные защиты удобнее в эксплуатации и не препятствуют увеличению числа параллельно работающих линий. Реже применяются продольные дифференциальные защиты. Однако применение продольной дифференциальной защиты линий не освобождает от установки максимальной токовой защиты для отключения КЗ на шинах приемной подстанции.

На параллельных линиях, питающих подстанции с синхронными двигателями, для ускорения отключения КЗ могут дополнительно предусматриваться защиты с контролем направления мощности в параллельной линии.

По городским кабельным сетям происходит электроснабжение жилых кварталов (коммунально-бытовая нагрузка), промышленных предприятий, а также сельскохозяйственных комплексов, расположенных близ города. Выбор параметров срабатывания максимальных токовых защит и токовых отсечек производится с учетом характера нагрузки. Расчеты токов КЗ в кабельных сетях производятся с учетом активной составляющей сопротивлений кабелей. Особенности схем городских кабельных сетей и особенности выполнения расчетов устройств релейной защиты рассмотрены в нескольких примерах.

9. Автоматика на тяговых подстанциях

Автоматика вводов. Выключением вводов можно управлять со щита подстанции или с диспетчерского пункта. Они имеют атоматическое повторное включение (АПВ) и автоматическое включение резерва (АВР).

Автоматическое повторное включение (АПВ) - одно из средств релейной защиты, повторно включает отключившийся выключатель через определённое время, бывает однократного, двукратного и трехкратного действия (в некоторых современных схемах возможно до восьми циклов АПВ).

Все повреждения в электрической сети можно условно разделить на два типа: устойчивые и неустойчивые. К устойчивым повреждениям относятся такие, для устранения которых требуется вмешательство оперативного персонала или аварийной бригады. Такие повреждения не самоустраняются со временем, эксплуатация поврежденного участка сети невозможна. К таким повреждениям относятся обрывы проводов, повреждения участков линий, опор ЛЭП, повреждения электрических аппаратов.

Неустойчивые повреждения характеризуются тем, что они самоустраняются в течение короткого промежутка времени после возникновения. Такие повреждения могут возникать, например, при случайном схлёстывании проводов. Возникающая при этом электрическая дуга не успевает нанести серьёзных повреждений, так как через небольшой промежуток времени после возникновения короткого замыкания цепь обесточивается аварийной автоматикой. Практика показывает, что доля неустойчивых повреждений составляет 50-90% от числа всех повреждений.

Включение отключенного участка сети под напряжение называется повторным включением. В зависимости от того, остался ли этот участок сети в работе или же снова отключился, повторные включения разделяют на успешные и неуспешные. Соответственно, успешное повторное включение указывает на неустойчивый характер повреждения, а неуспешный на то, что повреждение было устойчивым.

Для того чтобы ускорить и автоматизировать процесс повторного включения применяют устройства автоматического повторного включения (АПВ).

Устройства АПВ получили широкое применение в электрических сетях. Их использование в сочетании с другими средствами релейной автоматики позволило полностью автоматизировать многие подстанции, избавляя от необходимости держать там оперативный персонал. Кроме того, в ряде случаев АПВ позволяет избежать тяжелых последствий от ошибочных действий обслуживающего персонала или ложных срабатываний релейной защиты на защищаемом участке.

В ПУЭ указано, что устройствами АПВ должны в обязательном порядке снабжаться все воздушные и кабельно-воздушные линии с рабочим напряжением 1кВ и выше. Кроме того, устройствами АПВ снабжаются трансформаторы, сборные шины подстанций и электродвигатели.

В зависимости от количества фаз, на которые действуют устройства АПВ, их разделяют на:

- однофазное АПВ - включает одну отключенную фазу (при отключении из-за однофазного короткого замыкания);

- трёхфазное АПВ - включает все три фазы участка цепи;

- комбинированные - включает одну или три фазы в зависимости от характера повреждения участка сети.

Автоматический включение резерва (АВР) - способ обеспечения резервным электроснабжением нагрузок, подключенных к системе электроснабжения, имеющей не менее двух питающих вводов и направленный на повышение надежности системы электроснабжения. Заключается в автоматическом подключении к нагрузкам резервных источников питания в случае потери основного.

Требования к АВР:

- АВР должно срабатывать за минимально возможное после отключения рабочего источника энергии время;

- АВР должно срабатывать всегда, в случае исчезновения напряжения на шинах потребителей, независимо от причины. В случае работы схемы дуговой защиты АВР может быть блокировано, чтобы уменьшить повреждения от короткого замыкания. В некоторых случаях требуется задержка переключения АВР. К примеру, при запуске мощных двигателей на стороне потребителя, схема АВР должна игнорировать просадку напряжения.

- АВР должно срабатывать однократно. Это требование обусловлено недопустимостью многократного включения резервных источников в систему с не устранённым коротким замыканием.

АВР разделяют на:

- АВР одностороннего действия. В таких схемах присутствует одна рабочая секция питающей сети, и одна резервная. В случае потери питания рабочей секции АВР подключит резервную секцию;

- АВР двухстороннего действия. В этой схеме любая из двух линий может быть как рабочей, так и резервной;

- АВР с восстановлением. Если на отключенном вводе вновь появляется напряжение, то с выдержкой времени он включается, а секционный выключатель отключается. Если кратковременная параллельная работа двух источников не допустима, то сначала отключается секционный выключатель, а затем включается вводной. Схема вернулась в исходное состояние;

- АВР без восстановления.

Размещено на Allbest.ru