Лабораторная работа № 1
ИЗУЧЕНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМ
УЧЕБНОЙ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
Цель работы – изучение структурной и однолинейной схемы учебной тяговой подстанции, ознакомление с основным электрическим оборудованием и функциональными узлами тяговых подстанций постоянного и переменного тока электрических железных дорог.
Краткие теоретические сведения
Структурной схемой тяговой подстанции называется схема, показывающая принцип выполнения тяговой подстанции на уровне крупных функциональных узлов – структур. К таким функциональным узлам относятся распределительные устройства, понижающие и преобразовательные трансформаторы, выпрямители и инверторы.
Структурные схемы тяговых подстанций постоянного и переменного тока приведены в [1].
Однолинейная схема является основным документом, характеризующим тяговую подстанцию как во время строительства и монтажа, так и при ее эксплуатации.
На однолинейной схеме подстанции показаны одной линией (независимо от числа фаз и проводов) основные электрические соединения, аппаратура, участвующая в процессе преобразования энергии и ее коммутации, а также приведены характеристики всех аппаратов и шинопроводов.
Однолинейная схема учебной тяговой подстанции приведена в приложении 1, а условные обозначения электрических аппаратов и устройств представлены в Таблице 1.
На учебной тяговой подстанции открытое распределительное устройство ОРУ-110 кВ отсутствует.
Учебная тяговая подстанция включает в себя распределительное устройство напряжением 10 кВ (РУ-10 кВ), тяговый преобразовательный агрегат, состоящий из преобразовательного трансформатора Т и выпрямителя UD, а также ячейку фидера контактной сети распределительного устройства постоянного тока напряжением 3,3 кВ (РУ-3,3 кВ) и ячейку фидера контактной сети переменного тока напряжением 27,5 кВ (РУ-27,5 кВ).
Питание подстанции осуществляется по вводу 10 кВ (ячейка №1). Напряжение 10 кВ по кабелям через силовые разъемы QS1, QS2 и высоковольтный вакуумный выключатель Q1 подается на сборные шины РУ-10 кВ. От сборных шин 10 кВ через силовые разъемы QS3, QS4 и высоковольтный вакуумный выключатель Q2 (ячейка №2) напряжение подается на тяговый преобразовательный агрегат (на первичную обмотку тягового трансформатора Т), а через силовые разъемы QS5, QS6 и предохранители FU1-FU3 на сухие однофазные трансформаторы напряжения TV1-TV3 (ячейка №3).
Таблица 1 Условные обозначения электрических аппаратов
Преобразовательный (тяговый) трансформатор служит для понижения входного напряжения до необходимого уровня, а также для преобразования числа фаз для двенадцатипульсовой схемы выпрямления и имеет три обмотки со схемами соединения «звезда/звезда – треугольник». Выпрямитель предназначен для преобразования переменного тока в постоянный и состоит из двух диодных мостов с кремниевыми диодами, включенными по определенной схеме. На тяговых подстанциях железных дорог применяются шестипульсовые и двенадцатипульсовые выпрямители. В шестипульсовых выпрямителях используются трехфазные мостовые и нулевые схемы выпрямления, а в двенадцатипульсовых выпрямителях применяются трехфазные мостовые схемы выпрямления с последовательным и параллельным соединением мостов. На учебной тяговой подстанции трехфазные мосты двенадцатипульсового выпрямителя соединены параллельно. Напряжение постоянного тока с выхода выпрямителя поступает в ячейку фидера контактной сети РУ-3,3 кВ. В РУ-3,3 кВ применены жесткие шины: основная (главная) «плюс» шина (+ГШ), запасная (обходная) «плюс» шина (+ЗШ) и минусовая шина (-Ш). Ячейка фидера контактной сети представляет собой ячейкутипа КВ-ФКС-3,3-УХЛ4.
Питание контактной сети осуществляется от главной «плюс» шины через силовой разъем QS1, быстродействующие выключатели QF1, силовой разъем QS1 и далее через измерительный шунт RS1.
С целью изучения особенностей построения схемы главной коммутации тяговых подстанций переменного тока в ячейке №5 размещено оборудование фидерного выключателя РУ-27,5 кВ. К главной шине фазы А или В через шинныйразъединитель QS1, вакуумный выключатель Q1 и трансформатор тока TA1 напряжение подается в контактную сеть.
Содержание работы
В работе изучаются элементы схем распределительных устройств тяговых подстанций постоянного и переменного тока и их взаимосвязь, применяемые коммутационные аппараты и их обозначения в схемах.