Подстанция на метрото
Метроподстанцияе електрическа инсталация, предназначена за преобразуване и разпределение на електроенергия.
В метрото се използват три вида подстанции:тягова (TP),понижаваща (PP)икомбинирана понижаваща тяга (STP, CCI).
Съдържание
Тягови подстанции[редактиране]
Тяговите подстанции са предназначени за преобразуване на трифазен променлив ток с напрежение 6, 10 или 20 kV, получен от захранващите центрове, в постоянен (ректифициран) ток с напрежение 825 V за захранване на електрически влакове. Освен това част от електрическата енергия с напрежение 10 kV се предава на понижаващи подстанции.
Основното оборудване на тяговата подстанция е силов преобразувател. Устройството се състои от трансформатор, токоизправителен шкаф със силициеви вентили, високоволтов прекъсвач от страна на 10 kV и бързодействащ прекъсвач от страна на 825 V.
Силовите трансформатори са трифазни променливотокови преобразуватели, които намаляват променливотоковото напрежение от 10 kV до 670-770 V (и с изправен ток 825-875 V). Нивото на напрежението на токоприемника на електрическия подвижен състав трябва да бъде най-малко 550 V и не повече от 975 V.
Силициевият токоизправител преобразува променлив ток в постоянен ток, като го предава само в една посока, по-точно ток, който е постоянен по посока, но донякъде пулсиращ по големина, влиза в захранващата верига. Превключвателят за високо напрежение изпълнява комутационни функции за включване и изключване на блока към шини 10 kV. Високоскоростният прекъсвач предпазва токоизправителя от обратни токове и късо съединение.
Всяка тягова подстанция има три допет преобразуватели на енергия. Всеки от тях е в състояние да издържи натоварване до 3000 A за дълго време и да носи двойно натоварване за 5-10 секунди.
Всички тягови подстанции са оборудвани с устройства за автоматика и телемеханика и се управляват от едно лице - енергодиспечер от диспечерската зала.
Автоматизацията поддържа зададения режим на работа на оборудването, осигурява повторното затваряне на захранващи устройства 825 V в случай на тяхното изключване от високоскоростна автоматична машина и включва (ако е необходимо) резервни устройства. Телемеханичните устройства позволяват на електродиспечера да извършва необходимото включване и изключване на оборудването на подстанцията и непрекъснато да следи работата им.
Понижаващи подстанции[редактиране]
Понижаващите подстанции се поставят или на пътническите гари, или в близост до тях. Тези подстанции са предназначени да понижават променливотоковото напрежение 6, 10 или 20 kV, получено по кабели от 1 или 2 близки тягови подстанции и да прехвърлят захранването към съответните консуматори на електрическа енергия.
В понижаваща подстанция понижаващите трансформатори, носещи различни потребителски товари, са свързани към 10 kV шини чрез превключватели за високо напрежение. Ескалатори, водопроводни инсталации и други електроцентрали се захранват от два трансформатора ТМ-1 и ТМ-2, които са свързани към различни шинни секции с напрежение 10 kV. И двата трансформатора работят нормално. Ако един от тях откаже, другият поема целия товар.
Намаленото до 380 V напрежение се подава към захранващото табло и по-нататък към консуматорите.
Сигналните устройства се захранват с трифазен променлив ток от един от двата независими трансформатора АТДП-1 или АТД-2, свързани към различни секции на шините 10 kV иподаване на сигнализация към щита 380 V. Един от трансформаторите е резервен. Превключването от главния трансформатор към резервния става автоматично при задействане на проследяващите устройства.
По същия начин два осветителни трансформатора TO-1 и TO-2 са свързани към шините 10 kV. За захранване на осветителните вериги в случай на повреда на променлив ток в подстанциите и главните понижаващи подстанции са монтирани мощни оловно-киселинни батерии с напрежение 150 V, проектирани да работят най-малко 1 час. Превключването към захранване от батерия става автоматично.
Акумулаторните батерии се презареждат постоянно, като за целта се използват специални устройства за зареждане и презареждане.
Трансформаторите на осветлението са свързани чрез вторични намотки към работните секции на осветлението, а батерията е свързана към аварийната секция, чрез която натоварването се разпределя равномерно между консуматорите.
За да разпределят товарите между потребителите, понижаващите подстанции имат шини; за изключване и активиране на секции на веригата са монтирани разединители с лостово задвижване. За защита на устройствата от претоварване и превключване на вериги има маслени или въздушни прекъсвачи. Отделните вериги към потребителите са защитени с предпазители и прекъсвачи.
На площадката на депото има независими понижаващи подстанции с наземно изпълнение. Понижаващата подстанция на депото получава захранване чрез два кабела 10 kV от най-близката тягова подстанция и понижава напрежението до 380, 220 и 127 V. Подстанцията захранва консуматорите на променлив ток на депото и предприятията на метрото, разположени на нейната площадка (заводи, цехове, лаборатории и др.). В такива подстанции не се монтират батерии.
Комбинирана тягапонижаващи подстанции [редактиране]
Комбинираните тягово-понижаващи подстанции се използват за преобразуване на променлив ток 6, 10 или 20 kV в постоянен ток 825 V, необходими за движението на електрическите влакове и за намаляване на напрежението на променлив ток до 380, 220 и 127 V, необходимо за захранване на съответните потребители на електроенергия.
Комбинираната тягова и понижаваща подстанция се състои от две части: тяга и понижаваща.
Тяговата част на STP е направена идентична с тяговата подстанция и също е оборудвана с автоматични устройства за дистанционно управление; единствената разлика е, че броят на преобразувателите в STP е в диапазона от един до три, т.е. по-малко, отколкото в тяговите подстанции.
В комбинирана тягово-понижаваща подстанция основните входове от центровете за захранване 10 kV отговарят на шините 10 kV на STP, състоящи се от две секции, свързани чрез секционен превключвател, който е изключен в нормален режим. Захранването се захранва от 2 или 3 различни източника: първата секция на автобусите 10 kV го получава директно от градския център за захранване, втората - чрез кабелни джъмпери от първите секции 1 или 2 на съседни съседни подстанции.
От силовите преобразуватели на тяговата част на STP токът се подава към шината +825 V, от която захранващите захранващи устройства отиват към контактната релса. В подстанцията токът се връща към шината -825 V по ходовите релси и свързаните към тях кабелни смукателни устройства.
Понижаващата част на STP е подобна на конвенционална понижаваща подстанция.
Тяговите подстанции (както TP, така и STP) имат два режима на работа: по време на движение на влаковете и през нощния "прозорец", когато оборудването, свързано с електрозахранването на електрическите влакове, е изключено. Понижаващите подстанции през деня практически не променят режима си и вцялото им оборудване работи, с изключение на резервното.
В московското метро комбинираните тягово-понижаващи подстанции са разположени на всяка станция (с изключение на станциите на линиите на първите четири линии) в края им, в специални подземни изработки. В момента STP са основният тип подстанции при изграждането на нови линии на метрото в Руската федерация.