Файл: Маринов, И. А. Устройство и эксплуатация преобразовательных подстанций городского электротранспорта учеб. пособие.pdf

§ 2. ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Нарушения изоляции токоведущих частей вызывают возникно­ вение коротких замыканий.

Короткое замыкание — это соединение между собой токоведу­ щих частей разной полярности (разных полюсов или фаз) через относительно малое сопротивление.

Нарушение изоляции токоведущих частей возможно вследствие механического повреждения, естественного старения, при перена­ пряжениях и т. д. К коротким замыканиям могут привести непра­ вильные действия обслуживаю­ щего персонала электроуста­ новки при нарушении им пра­ вил технической эксплуатации и техники безопасности.

Ток в цепи, в которой воз­ никло короткое замыкание, рез­ ко возрастает и может достиг­ нуть величины в несколько де­ сятков и даже сотен тысяч ам­ пер.

Токи короткого замыкания вызывают недопустимые элект­ родинамические (механичес­ кие) и термические (тепловые) нагрузки на элементы электро­ установок, через которые они протекают. Воздействие токов короткого замыкания может привести к разрушению обору­ дования, аппаратуры, шино­ проводов, кабелей и т. д., а так­ же к возникновению пожаров и несчастным случаям.

Короткие замыкания могут вызвать нарушения нормально­

го электроснабжения других потребителей, электрически связан­ ных с установкой, в которой произошло короткое замыкание, вслед­ ствие полного или частичного снижения напряжения. Непосред­ ственно в месте глухого короткого замыкания напряжение равно нулю.

Для уменьшения последствий коротких замыканий применяют­ ся релейная защита и выключатели или предохранители, с помощью которых отключается участок цепи, где произошло короткое замы­ кание.

В трехфазной системе различают три основных вида коротких замыканий: трехфазное, когда все три фазы соединяются между собой (рис. 2, а); Двухфазное, когда две фазы замыкаются между собой (рис. 2, б); однофазное, когда одна фаза соединяется с ну-

9

нения в той последовательности, в которой их выполняют в дейст­ вительности. Начертание схем и условные графические обозначе­ ния должны соответствовать единой системе конструкторской до­ кументации ЕСКД.

Схемы электрических установок станций и подстанций разде­ ляются на две группы: схемы первичной коммутации и схемы вто­

ричной коммутации.

На схемах первичной коммутации указывают расположение и соединение силовых элементов электроустановки и последователь­ ность протекания силового тока. На схемах вторичной коммута­ ции— цепи управления, сигнализации, измерения, защиты, блоки­ ровки и другие вспомогательные цепи.

Для получения детального представления о принципах работы установки применяется принципиальная (полная) схема, опреде­ ляющая полный состав элементов установки и как они связаны между собой.

Схемы могут быть выполнены как в однолинейном, так и в мно­ голинейном изображении. На многолинейных схемах каждую цепь изображают отдельной линией с включением всех приборов и ап­ паратов. Эти схемы дают более полное и подробное представление об электрических цепях устройств подстанций и в основном приме­ няются для схем вторичной коммутации.

Схемы первичной коммутации, как правило, выполняют в одно­ линейном изображении. На однолинейных схемах все цепи, выпол­ няющие одинаковые функции, изображают одной линией (напри­ мер, трехфазная цепь при условии, что все три фазы соединены одинаково), а аналогичные элементы, содержащиеся в указанных цепях, одним условным графическим обозначением.

Принципиальные схемы могут быть выполнены совмещенным или разнесенным способом. При совмещенном способе составные части элементов изображают на схеме совместно, т. е. в непосред­ ственной близости друг от друга. При разнесенном способе услов­ ные графические обозначения составных элементов могут распола­ гаться в разных местах схемы, при этом условные графические обо­ значения элементов и их составных частей, входящих в одну цепь, изображают последовательно друг за другом по прямой, а отдель­ ные цепи— одну под другой, образуя параллельные строки (строч­ ный способ). Строки могут располагаться и вертикально. Для об­ легчения нахождения элементов на схеме допускается нумерация параллельных строк. Обычно под или рядом со схемой дается таб­ лица, поясняющая назначение элементов данной цепи. В таблице может быть указано, в каких цепях находятся контакты данного аппарата, реле.

Схема соединений (монтажная схема) служит рабочим черте­ жом, по которому производится монтаж установки. Эта схема по­ казывает соединение составных частей установки, как проходят провода, кабели и места их присоединения. Все приборы, аппараты и их элементы размещаются в соответствии с конструктивным ис-

ti

полнением устройства и имеют такую же маркировку, как и в прин­ ципиальных схемах.

Для рассмотрения работы электрических особенно сложных схем применяют функциональные схемы. В функциональных схемах рассматривается взаимосвязь отдельных самостоятельных узлов схемы. Отдельные самостоятельные узлы могут изображаться в ви­ де прямоугольников, которые соединяются линиями, указывающи­ ми связь между ними. По этим схемам можно представить прин­ цип работы всего устройства в целом. В каждом элементе схемы (в каждом прямоугольнике) могут быть зашифрованы как само­ стоятельные узлы различной сложности, так и отдельные аппара­ ты, если они выполняют роль самостоятельного узла в сложной схеме.

§4. ОДНОЛИНЕЙНАЯ С ХЕМ А ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

Вусловиях города тяговые подстанции получают электроэнер­ гию от питающего центра обычно по кабельным вводам (рис. 4).

Трехфазный переменный ток напряжением 6 или 10 кв посту­ пает по вводам через линейные разъединители, высоковольтные выключатели, трансформаторы тока и шинные разъединители на сборные шины распределительного устройства 6 или 10 кв подстан­ ции. Со сборных шин электроэнергия распределяется на преобразо­

вательные агрегаты и трансформаторы собственных нужд.

Для питания измерительных приборов, релейной защиты, счет­ чиков в распределительных устройствах 6—10 кв устанавливают трансформаторы тока и напряжения. Большей частью трансфор­ маторы напряжения присоединяются непосредственно к вводам после линейных разъединителей. Такое присоединение дает возмож­ ность постоянно контролировать напряжение на питающем кабеле даже при отключенном высоковольтном выключателе. Защита трансформатора напряжения осуществляется плавкими предохра­ нителями.

Сборные шины бывают двойными и одинарными. На тяговых подстанциях трамвая и троллейбуса обычно применяют одинарные сборные шины, разделенные разъединителями на две или три секции.

Преобразовательный агрегат состоит из силового трансформа­ тора, ко вторичной обмотке которого присоединены аноды выпря­ мителя. Первичная обмотка силового трансформатора присоеди­ няется к сборным шинам 6 или 10 кв через разъединитель, высо­ ковольтный выключатель, трансформаторы тока.

Выпрямленный ток с катода выпрямителя поступает через шунт, автоматический быстродействующий выключатель и разъединитель на главную положительную шину подстанции.

Отрицательным полюсом выпрямительного агрегата является средняя точка уравнительного реактора, соединяющего нулевые точки двух обратных звезд вторичной обмотки силового трансфор­

12

матора. Средняя точка уравнительного реактора присоединяется через разъединитель к отрицательной шине подстанции.

От положительной шины через шинные разъединители, линей­ ные автоматические выключатели, шунты, переключатели запасной шины по питающим кабелям 600 в выпрямленный ток поступает в контактную сеть линий трамвая и троллейбуса. Цепь тока замы­ кается через силовое оборудование подвижного состава, рельсы и землю или отрицательный контактный провод, отсасывающие кабе­ ли и разъединители на отрицательную шину подстанции.

В распределительном устройстве выпрямленного тока 600 в монтируется также запасная положительная шина с запасным вы­ ключателем, что дает возможность производить ревизию и времен­ ную замену любого из линейных выключателей без снятия напря­ жения с линии и передавать нагрузку на соседнюю подстанцию или принимать с нее нагрузку.

Одноагрегатные подстанции работают в децентрализованной си­ стеме питания контактной сети. При такой системе каждая одно­ агрегатная подстанция питает два участка контактной сети и сек­ ционный изолятор на сети устанавливается у тяговой подстанции. Каждый участок контактной сети питается параллельно от двух соседних подстанций (рис. 5). От подстанции отходят два положи­ тельных питающих кабеля и два отрицательных отсасывающих ка­ беля. Положительные питающие кабели защищены быстродейст­ вующими автоматическими выключателями.

При выходе из строя одной одноагрегатной подстанции в систе­ ме децентрализованного питания она полностью разгружается со­ седними подстанциями. В этом случае для сохранения параллель­ ного питания контактной сети от оставшихся в работе смежных подстанций на каждой подстанции имеется секционный выключа­ тель, который включается автоматически при отключении линейных выключателей, соединяя оба участка, питаемых данной подстан­ цией.

Для питания потребителей собственных нужд тяговой подстан­ ции устанавливают один или два трансформатора собственных нужд, присоединяемые к сборным шинам переменного тока 6 или 10 кв через разъединители и плавкие предохранители. Для питания в аварийных режимах наиболее ответственных потребителей соб­ ственных нужд устраивают резервные вводы трехфазного перемен­ ного тока мощностью 5—10 кет и напряжением 220 в от источника, не зависящего от наличия напряжения на сборных шинах 6 или 10 кв тяговой подстанции.

Если вводы 6—10 кв на подстанции работают поочередно, в слу­ чае невозможности прокладки резервного ввода 220 в, на подстан­ ции устанавливают два трансформатора собственных нужд, из ко­ торых один, как обычно, присоединяется к сборным шинам 6—10 кв и является рабочим трансформатором, а другой — к резервному вводу 6—10 кв до выключателя вместо измерительного трансфор­ матора напряжения и служит в качестве резерва питания потреби­ телей собственных нужд при исчезновении напряжения на рабочем

13