 |
Разработка однолинейной схемы проектируемой подстанции.
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Электрификация железных дорог позволила резко повысить их провозную и пропускную способность, снизить себестоимость перевозок. Снизились и эксплуатационные расходы, сократилось потребление топливно - энергетических ресурсов.
Электрифицированные магистрали и линии играют важную роль и в настоящее время. Они выполняют основные перевозки грузов и пассажиров в дальнем, местном и пригородном сообщениях.
На всех этапах развития железнодорожного транспорта электрификация была ведущим звеном его реконструкции, качественно изменяла эксплуатационную работу. По существу, произошла техническая революция, преобразовавшая все стороны деятельности железных дорог. Прежде всего это отразилось на повышении пропускной и провозной способности, на ускорении перевозочного процесса, были ликвидированы «узкие» места, мешавшие освоению возрастающих объемов перевозок.
Подстанции являются одним из важнейших элементов энергосистемы. Повышающие подстанции сооружаются рядом с электростанциями и служат для связи электростанций с энергетической системой и передачи электроэнергии потребителя высоким напряжением. Понижающие подстанции сооружаются в районах потребления электроэнергии (районные) или непосредственно у потребителей (местные). Они предназначены для понижения высокого первичного напряжения питающей сети в более низкое вторичное напряжение, которое служит для питания потребителей и электро-приёмников.
Проектирование электрической части подстанции представляет собой сложный процесс выработки и принятия решений по схемам электрических соединений, составу электрооборудования, связанный с производством расчётов.
|
|
|
Проектирование подстанций заключается в составлении описания ещё не существующего объекта, предназначенного для получения, преобразования и распределение электроэнергии. Описания и расчёты в графической и текстовой формах составляют содержание проекта, то есть совокупность документов, необходимых для создания новой подстанции в её электрической части.
В различных районах на обширной территории России потребление электроэнергии в одно и то же время различно. Поэтому создана единая энергетическая система (ЕЭС), которая даёт возможность передавать энергию из того района, где она в данное время не используется, в те районы, где потребление оказывается максимальным. В связи с этим стоит важная и чрезвычайная сложная проблема передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными потерями.
Разнообразное использование электроэнергии во всех областях народного хозяйства и быта объясняется рядом весьма существенных преимуществ ее по сравнению с другими видами энергии:
- возможностью экономичной передачи на значительные расстояния;
- простотой преобразования в другие виды энергии (механическую с помощью электродвигателей, тепловую с помощью электронагревательных приборов, световую с помощью электроламп и т.д.);
- простотой распределения между числом потребителей любой мощности;
- возможностью получения электроэнергии из двух видов энергии (тепловой, гидравлической, атомной, энергией ветра и солнца и т. д.)
Тяговые подстанции являются одним из важнейших устройств системы тягового электроснабжения. Их питание осуществляется от системы внешнего электроснабжения, а потребителем преобразованной электроэнергии является электроподвижной состав железных дорог. Применяются также тяговые подстанции для питания городского электрического транспорта и электропоездов метрополитена.
|
|
|
Тяговая подстанция магистральной железной дороги — электроустановка для преобразования электроэнергии и питания электроэнергией электроподвижного состава и других потребителей на железной дороге.
Тяговая подстанция получает питание, как правило, от двух независимых источников, так как электрифицированные участки железной дороги — потребители первой категории. Допускается радиальное питание тяговых подстанций от одного источника при условии, что оно осуществляется по двум ЛЭП.
По способу присоединения к сети внешнего электроснабжения тяговые подстанции с высшим напряжением 110 (150), 220 кВ могут быть опорными или промежуточными. Опорная тяговая подстанция получает питание от сети внешнего электроснабжения по трём и более ЛЭП, промежуточная тяговая подстанция — по двум питающим вводам. По характеру присоединения промежуточные подстанции разделяются на транзитные тяговые подстанции, присоединяемые к сети внешнего электроснабжения в рассечку, и отпаечные тяговые подстанции, присоединяемые отпайками. Тяговые подстанции нередко совмещают с дежурными пунктами районов контактной сети. Для питания тяговых нагрузок иногда непосредственно на территории подстанции энергосистемы (на районных подстанциях) сооружают распределительное устройство (РУ); в этом случае подстанция называется совмещённой тяговой подстанцией.
Тяговая подстанция постоянного тока получает питание от сети внешнего электроснабжения либо напряжением 6; 10 или 35 кВ, либо напряжением 110 (150) или 220 кВ.
В первом случае высшее напряжение переменного тока преобразуется в выпрямленное напряжение 3,3 кВ с помощью тяговых трансформаторов и выпрямителей; во втором случае — с помощью промежуточных трансформаторов и тяговых трансформаторов и выпрямителей.
Разработка однолинейной схемы проектируемой подстанции.
Проектирование однолинейной схемы электрических соединений в ходе выполнения проекта осуществляется в три этапа:
1. Составление структурной схемы.
2. Выбор схем электрических соединений распределительных устройств (РУ) всех уровней напряжений.
3. Составление принципиальной схемы.
Однолинейная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части спроектированной подстанции. От этой схем зависят надежность электроснабжения потребителей, ремонтоспособность, удобство технического обслуживания и безопасность персонала, рациональность размещения электрооборудования, гибкость и автоматичность коммутации при восстановлении функционирования после аварии. Простота и наглядность однолинейной схемы во многом предопределяют безошибочность работы оперативного и ремонтно-оперативного персонала.
|
|
|
Учитывая, что электрифицированная железная дорого является потребителем первой категории, а трансформаторы (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.
Тяговая подстанция получает питание по двум вводам (рис. 1.2), если она транзитная, тупиковая или на отпайках, и через РУ питающего напряжения оно попадает на первичные обмотки главных понижающих трансформаторов ГПТ-1 и ГПТ-2, которые понижают напряжение до 10 кВ и подают энергию в РУ-10 кВ, со сборных шин которого запитываются преобразовательные агрегаты ПА-1 и ПА-2 (блок не тягового трансформатора и выпрямителя), трансформаторы собственных нужд ТСН-1 и ТСН-2 и нетяговые потребители 10 кВ (количество питающих линий определяется числом потребителей и их категорий).
От РУ-3,3 кВ осуществляется электроснабжение участка железной дороги по фидерам контактной сети, количество которых определяется схемой питания и секционирования контактной сети (в проектах задается).
1.2 Составление однолинейной схемы проектируемой подстанции.
На основании составленном 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, указываются все его силовое оборудование и все соединения между РУ в той последовательности, которая обеспечивает его необходимую и надежную работу в эксплуатации.
1.2.1 Схема распределительного устройства первичного напряжения транзитной подстанции.
На транзитной подстанции при типовом решении, рассчитанном на два главных понижающих трансформатора, имеются два ввода, соединенных между собой рабочей и ремонтной перемычками. На первичной стороне ГПТ установлены отделители, работающие совместно с короткозамыкателями. В настоящее время целесообразным считается замена их высоковольтными выключателями переменного тока.
1.2.2 Схема распределительных устройств вторичного напряжения
РУ-35 кВ.Оно используется на тяговых трансформаторных подстанциях для питания (нетяговых) потребителей напряжением этого уровня. На ряде подстанций такого РУ может и не быть, а если оно есть, то выполняется с одинарной системой шин, секционированной выключателем и разъединителями. К секциям шин подключается вторичные обмотки главного понижающего трансформатора напряжением 35 кВ и потребителями электрической энергии согласно рассмотренным выше структурным схемам. РУ-35 кВ с целью унификации схемных решений из стандартных присоединений с необходимым на них оборудованием. В общем случае схемы РУ-35 кВ разных подстанций отличаются друг от друга только числом и типом присоединений потребителей.
|
|
|
