В связи с ростом населения современных городов постоянно увеличивается объём пассажирских перевозок и тем самым повышается роль городского транспорта.

Наиболее совершенным и экологически безвредным видом городского пассажирского транспорта является электрический транспорт. Надёжность и эффективность его работы определяются системой электроснабжения, одним из основных элементов которой являются тяговые подстанции.

Современная тяговая подстанция - сложное электротехническое сооружение, оснащённое силовым, преобразовательным, коммутационным и релейным оборудованием, большая часть которого работает в режиме автотелеуправления и постоянно совершенствуется.

Перспективы дальнейшего развития тяговых подстанций характеризуются тем, что на подстанциях будут полностью устранены аппараты с механическим принципом действия, повышена надёжность работы всего оборудования, периодичность технического обслуживания и капитальных ремонтов увеличена. Это может быть обеспечено, в частности, на основе применения тиристоров и симисторов, а также обязательного устранения с подстанций маслонаполненного оборудования.

Применение микропроцессоров позволит обеспечить быстрое и чёткое выполнение логических операций, требующих анализа состояния оборудования. Электронно-вычислительные машины дают возможность непрерывного контроля общего состояния автоматизированных систем электроснабжения и управления городским транспортом.

Повышение цен на нефтепродукты, с одной стороны, и ужесточение требований по защите окружающей среды, с другой стороны, приводит к развитию и расширению сети электротранспорта во многих городах самых разных стран мира. Применение микропроцессорной системы в условиях повышения цен на электроэнергию и приведение электротранспорта к международным стандартам имеет огромный социальный и экономический эффект.

Распределительные устройства серии РУ-600 снабжены микропроцессорной системой управления, защиты и мониторинга.

В состав системы входят промышленные контроллеры, промышленный компьютер с TFT монитором и система мониторинга тяговой сети SMTN2.

Ячейки серии РУ-600 оборудованы промышленными контроллерами фирмы Bernecker & Rainer (Австрия). Все алгоритмы реализуются на программном уровне, а управление сервоприводами, исполнительными механизмами, быстродействующим выключателем осуществляется с помощью электронных коммутирующих элементов.

Промышленный компьютер с TFT монитором встраивается в одну из ячеек линейки РУ-600, как правило в ячейку РУ-600З. Промышленный компьютер обеспечивает визуализацию и управление с функцией управления путем прикосновения и позволяет в простой и удобной форме отображать состояние элементов подстанции, представлять информацию в доступном для анализа виде.

Система мониторинга тяговой сети SMTN2 в течение всего времени работы распределительных устройств ведет постоянное осциллографирование параметров тяговой сети: тока и напряжения. Ведется запись "медленного" и "быстрого" следа. Система способна различить реальный переходной процесс (перегрузка, к. з.) от всплесков, создаваемых подвижным составом.

Система управления, защиты и мониторинга ведет протокол событий, происходящих на тяговой подстанции, запись аварийных процессов, мониторинг тяговой сети (нагрузок фидерных линий, напряжения тяговой сети).

Энергонезависимый протокол, который сохраняется в памяти компьютера, служит для фиксирования и регистрации всех процессов, происходящих на тяговой подстанции, выявления ошибок персонала, предшествующих аварийным режимам.

Рис. 1. Оборудование распределительного устройства тяговой подстанции.

Основными направлениями реконструкции РУ +600В тяговых подстанций городского электротранспорта являются:

- Замена системы и станций управления, сигнализации и автоматики с применением современной элементной базы;

- Модернизация системы управления ячейкой с применением микропроцессорной автоматики, позволяющей осуществлять целый ряд функций, таких как ведение протокола событий, варьирование количества и длительности автоматических повторных включений, осуществление контроля энергопотребления и т.д.;

- Замена выключателей типа ВАБ (ВАТ) на современные выключатели постоянного тока серии UR 26 (40), производства компании Secheron (Швейцария);

- Внедрение испытателя коротких замыканий, позволяющего с высокой точностью определить сопротивление участка контактной сети и выдать разрешение/запрет на автоматическое повторное включение выключателя;

- Замена ненадежных двигателей с магнитофугальными приводами на разъединители с приводом постоянного тока;

- Установка системы СДТС-1, осуществляющей комплексную защиту тяговой сети от аварийных режимов и имеющей возможность передачи информации об измеренных значениях напряжении и тока в системы высокого уровня.

Рис.2 Ячейка фидерного автомата.

Современный испытатель коротких замыканий на базе СДТС - предназначен для определения состояния отключенной контактной сети постоянного тока, т.е. определения наличия или отсутствия короткого замыкания (к. з.) в зоне питаемой фидером.

Устройство применяется в аппаратурах автоматики включения и автоматического повторного включения (АПВ) фидерных автоматов тяговых подстанций, пунктов группировки станции стыкования и распределительных пунктов контактной сети, обеспечивая блокировку и управления АПВ выключателей при коротких замыканиях на контактной сети.

Рис.3 Испытатель коротких замыканий.

Основными функциями системы диагностики и защиты СДТС-1являются:

- Измерение величины и формы напряжения и тока в тяговой сети в различных режимах, в том числе при коротком замыкании в тяговой сети;

- Передача измеренных значений тока и напряжения в систему высокого уровня (систему телеизмерения, сигнализации, центральный пульт дистанционного управления и т.д.);

электротранспорт микропроцессорное устройство

- Защиту тяговой сети от токов короткого замыкания, в том числе от малых токов КЗ, посредством измерения скорости нарастания и спада тока и напряжения в тяговой сети (dI/dt, ДI/Дt, ДU и т.д.);

- Осуществление интегральной токовременной защиты ИТВЗ (построение кривой нагрева и остывания контактного провода в зависимости от тока линии);

- Обеспечение точного (0.5ч1% от необходимой величины уставки) контроля и дублирование выставленной уставки быстродействующего выключателя постоянного тока с выдачей сигнала о ее несоответствии;

- Осциллографирование и запись формы и величины токов и напряжений при коротких замыканиях с возможностью последующей их передачи в систему высокого уровня для статистического анализа с целью корректировки токовой уставки линейного выключателя;

- Обеспечение гальванической развязки цепей, находящихся под потенциалом до 1000В от низковольтных элементов схемы;

Отличительные особенности СДТС-1:

- Осуществление интегральной токовременной защиты (ИТВЗ) с

возможностью учета влияния температуры окружающего воздуха;

- Высокая скорость считывания контролируемых

параметров напряжения и тока (fсчит=51,2кГц);

- Широкий диапазон измеряемых значений тока (±65кА);

- Модульная система элементов, позволяющая располагать блоки

как в одну линейку, так и в различных отсеках распределительного

устройства (эта особенность позволила оснастить КРУм-600 с габаритными размерами 600х2200х1000мм (ШхВхГ) системой СДТС-1);

- Развязка СДТС-1 от цепей вторичной коммутации посредством оптических кабелей, полностью исключает возможность попадания напряжения 600В на низковольтную аппаратуру.

Телемеханика для тяговых подстанций городского электрического транспорта

SMTN2 обеспечивает выполнение следующих защитных функций (с обеспечением бесперебойной надежной работы системы и фильтрацией от ложных срабатываний):

- Токовая отсечка без выдержки времени (максимальная импульсная отсечка);

- Максимально-токовая защита с выдержкой времени;

- Превышение заданного предельного значения скорости нарастания тока (di/dt);

- Тепловая защита от отжига контактного провода (токовременная защита);

- Контроль снижения напряжения ниже заданного уровня.

Опционально система комплектуется модулем испытателя короткого замыкании (ИКЗ), который позволяет определить сопротивление линии перед включением быстродействующего выключателя с выдачей запрета на включение быстродействующего выключателя в случае если сопротивление линии ниже параметра уставки.

Включение или выключение видов защит, изменение уставок или уточнения значений уставок защит, калибровки (при необходимости), считывание информации возможно через протокол высокого уровня (ModBus) по каналу связи RS-232 либо при помощи ПК.

Каждый вид защиты может быть включен или отключен в зависимости от потребностей потребителя на экране ПК.

Запись аварийных процессов