Технические 15.09.2020

Тяговая подстанция её виды и особенности выбора и монтажа

12 мин.

Особенности тяговых подстанций

Эти электроустановки имеют ряд значительных отличий от силовых трансформаторных подстанций, которые обеспечивают электрическим питанием города и поселки.

  • Относятся к потребителям электрической энергии I категории – они не могут быть отключены ни при каких обстоятельствах, поскольку это может повлечь за собой катастрофические последствия. Поэтому к ним подводится две или более магистральных электролиний.
  • Не всегда являются понижающими трансформаторами. Большая часть из них – это выпрямители, обеспечивающие подачу в контактную сеть постоянного тока.
  • Преобразованная ими электрическая энергия имеет параметры, отличные от тех, что используются в промышленности и быту. По этой причине обеспечиваемая ими контактная сеть является автономной и не имеет гальванического контакта с другими электросетями. От тяговых подстанций может быть проложена электрическая линия для подачи электропитания в ближайшие к ним населенные пункты, если иной возможности их электрифицировать нет.
  • В их конструкции предусмотрена возможность рекуперации – возврата части электрической энергии в сеть за счет ее генерации электродвигателями во время торможения.

Для каждого вида электрифицированного транспорта используются свои тяговые подстанции, отличающиеся по принципу работы и номиналу напряжения.

Обзор видов ТП

Тяговая подстанция в первую очередь подразделяется на две группы:

  1. Постоянного тока.
  2. Переменного тока.

Первый из названных вариантов включает оборудование, рассчитанное на 6-220 кВ. При этом питание осуществляется по ЛЭП воздушного и кабельного типа. В случае когда напряжение ниже порога 110 кВ, требуется понижение, соответственно, электроэнергия сначала проходит этап понижения значения электрических параметров при участии трансформатора. В прочих ситуациях энергия направляется сразу в распред. устройство. Тяговая разнотипная подстанция переменного тока по большому счету сходна с оборудованием этого рода, функционирующим на постоянном токе, за единственным исключением, которое состоит в отсутствии преобразующего узла для выпрямления электрических характеристик.

Подстанция для железной дороги и прочего электротранспорта

Тяговая разнотипная подстанция встречается и в других исполнениях, разделение при этом осуществляется по целевому назначению транспорта:

  1. Оборудование для железной дороги. Встречается в следующих вариантах:
  • Опорная – может выступать в качестве источника питания для других установок;
  • Тупиковая – получает электроэнергию от рядом стоящей подстанции;
  • Промежуточная – питается от двух ближайших установок.
  1. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса. Оборудование данного вида также существует в нескольких исполнениях:
  • С необходимостью участия обслуживающего персонала;
  • Полностью автоматизированные;
  • ТП для трамвая и троллейбуса, которые не требуют участия в работе оборудования персонала и представляют телеуправляемую технику.
  1. Установки для метрополитена. Различают следующие виды подобной техники:
  • Тяговая;
  • Понизительная;
  • Тягово-понизительная.

В первом случае представлена тяговая распределительная подстанция, питание которой осуществляется посредством городских электросетей. Второй из названных вариантов предполагает получение тока больших значений от тяговой установки, который в дальнейшем понижается до уровня 400-230 В, чего достаточно для силовых и осветительных приборов.

Тяговые подстанции постоянного тока

Строятся вдоль железных дорог, обычно на расстоянии от 25 до 50 км. 

Расстояние может зависеть как от профиля пути, так и от размеров и расстояний проходящих поездов. 

Тяговые подстанции постоянного тока получают электроэнергию от подстанций ФСК ЕЭС по линиям электропередач как воздушным, так и кабельным. 

Напряжение составляет от 6 до 220 кВ. 

Электрическая энергия поступает в распределительное устройство, если напряжение сети составляет 110 или 220 кВ, то поступает в трансформатор на понижение. 

Далее с трансформатора электроэнергия поступает на тяговый трансформатор, далее на преобразователь. 

С преобразователя ток подается на основную систему шин и распределяется по контактной сети с помощью быстродействующих автоматов.

Тяговые подстанции переменного тока

Имеют такое же предназначение, что и тяговые подстанции постоянного тока, кроме того, что в них нет преобразователей для выпрямления тока. 

Располагаются на расстоянии от 50 до 120 км. 

Номинальное напряжение в контактную сеть – 27500 В. 

Питаются ЛЭП с напряжением от 110 до 220 кВ. 

Нейтраль тяговых подстанций переменного тока заземляется, а первичные обмотки соединены в звезду. 

Вторичные же обмотки соединяются в треугольник, а фаза С соединяется с рельсами без помощи коммутаторов, так как заземлена.

Классификация в зависимости от назначения

В соответствии с условиями работы тяговая подстанция может быть отнесена к одной из следующих групп. Для железнодорожного транспорта применяются опорные, тупиковые, промежуточные разновидности. В первом случае установка может использоваться для питания прочих объектов. Тупиковые аппараты обеспечиваются электротоком от соседних подстанций, а промежуточные – от двух соседних установок.

Для троллейбусов и трамваев применяются особые разновидности. Первая группа приборов нуждается в участии обслуживающего персонала. Вторая категория полностью автоматизирована. К третьей категории относится телеуправляемая техника. В управлении такими станциями не требуется участие персонала.

Для метрополитена используют понизительные, тяговые и тягово-понизительные приборы. В первом варианте система питается от оборудования городских электросетей. Второй тип понижает напряжение до 400-220 В. Ее энергию применяют для питания осветительных и силовых приборов.

Тяговые подстанции железной дороги

Тяговые подстанции железной дороги
Предназначены для запитывания электроподвижных составов по номинальному напряжению 3300 В. Одновременно способны покрывать требования других потребляющих объектов на территории железной дороги.

Наземного транспорта

Наземного транспорта
Тяговая подстанция наземного транспорта поддерживает электроснабжение пассажирского транспорта троллейбусного и трамвайного типа. Номинальным напряжением токоприемника таких средств передвижения принята величина в 550 В. Троллейбусы и трамваи используют постоянный ток, который преобразуется из трехфазной переменой энергии 6 или 10 кВ. Обеспечение происходит с помощью ЛЭП воздушного и кабельного видов через специальное или естественное заземление.

Метрополитена

Метрополитена
Подстанция метрополитена преобразует ток из переменного в постоянный аналогично комплексу поверхностного транспорта, но имеет характерные отличия.

Рекомендации по проектированию

Для правильного проектирования установки недостаточно одной только мощности трансформатора. Следует учитывать целый перечень параметров, которые влияют на работу оборудования. К ним относится следующее:

  • Величина напряжения, сопротивления на шинах, в которые подается ток.
  • Сама подстанция обладает определенным уровнем сопротивления, а также сопротивлением фидера, сглаживающего узла. При выборе установки необходимо учитывать общую сумму этого параметра.
  • В конструкции может применяться разное количество трансформаторов, распределителей. При выборе учитывают условия эксплуатации техники.
  • При помощи общепризнанных формул необходимо рассчитывать общую величину требуемого напряжения установки.
  • Мощность короткого замыкания также берется во внимание.

В большинстве случаев учитывают общую мощность оборудования, а также показатели низшего и высшего напряжения.

Технические характеристики

Тяговые подстанции трамвая, метро и троллейбуса и железнодорожного транспорта имеют ряд параметров, по которым подбирается требуемый вариант. Кстати, если сравнивать их с таким оборудованием, как столбовые подстанции СТП, которые питаются переменным током и представлены исключительно лишь тупиковым вариантом конструкции, то ассортимент будет весьма широк, что несколько затрудняет выбор.

Смотрим видео, конструкция и устройство подстанции:

Для ориентации в большом количестве исполнений нужно четко представлять, какие нагрузки будут оказываться на технику данного вида, в соответствии с чем определяются параметры оборудования:

  • величина сопротивления и напряжения на шинах, куда подается уже выпрямленный ток;
  • тяговая подстанция метро, железной дороги и прочего электротранспорта характеризуется внутренним сопротивлением, а также сопротивлением отсасывающего фидера и сглаживающего узла, посредством данных величин можно получить значение сопротивления всей установки, суммировав их;
  • тяговые подстанции метро и РЖД отличаются по количеству используемых в конструкции трансформаторов и распред. устройств;
  • напряжение всей установки является расчетной величиной и определяется из формул;
  • мощность короткого замыкания.

Для сравнения, определяющими параметрами для такого оборудования, как столбовые трансформаторные подстанции, являются: общая мощность, а также значения высшего и низшего напряжения.

Существует несколько исполнений такой техники, отличных по данным параметрам: с напряжением 6 или 10 кВ по высокой стороне, а также с напряжением 0,23 или 0,4 кВ по низкой стороне. По таким же критериям подразделяется и мачтовая трансформаторная подстанция.

Область применения

Тяговая подстанция имеет ряд особенностей. На ее устройство влияет область эксплуатации и назначение. Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса, поездов метро и РЖД могут значительно отличаться.

Для электрифицированных железных дорог характерна установка ТП через каждые 25-50 км. Проектирование сети выполняется в соответствии с рядом требований. Технологические карты расстановки зависят от профиля железной дороги, ее размеров и особенностей транспорта.

По факторам назначения оборудование тяговых подстанций относят к одной из трех групп. К первой категории относятся тяговые подстанции метрополитена. Во вторую группу входит оборудование для железной дороги. К третьей категории относятся установки для наземного городского транспорта.

Питание подстанции

Тяговая подстанция должна обеспечивать бесперебойную подачу электричества для передвижения транспорта. Поэтому многие из подобных агрегатов запитываются сразу от двух автономных сетей. При этом может применяться однолинейная схема тяговой подстанции или при помощи двух резервных линий к другому источнику питания. Также возможен вариант запитки перемычками между отдельными подстанциями.

Если применяется вариант из двух отдельных линий, каждая из них должна быть рассчитана на максимальную нагрузку агрегата. Резервные коммуникации должны выдерживать общую нагрузку соединенных станций.

Раньше для запитки сетей метрополитена применяли радиальную схему. Она сложна и затратна. При ее применении требуется слишком много кабеля. От нее отказались. Сегодня применяются только приведенные выше схемы. Линии и перемычки позволяют объединять аппаратуру в отдельные группы. Если внутри нее вышел из строя один прибор, его функции берут на себя другие агрегаты.

Также при выполнении мероприятий по текущему обслуживанию агрегатов проведение всех операций будет проще, не вызывая остановки системы. В этом случае существует возможность обесточить только один агрегат. Другие устройства при этом будут обеспечивать работу линии. Такой подход к текущему ремонту значительно упрощает работу персонала, делая обслуживание менее затратным.

О профессии Электромонтера тяговой подстанции

Электромонтер тяговой подстанции это рабочий, который выполняет работы по монтажу, разборке и сборке электродвигателей, насосов, выключателей, реле и другой аппаратуры тяговой подстанции. (Тяговая подстанция — это электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.)

В зависимости от разряда электромонтер тяговой подстанции может выполнять простые или более сложные работы:

  • Производство

Электромонтер тяговой подстанции это рабочий, который выполняет работы по монтажу, разборке и сборке электродвигателей, насосов, выключателей, реле и другой аппаратуры тяговой подстанции. (Тяговая подстанция — это электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.)

В зависимости от разряда электромонтер тяговой подстанции может выполнять простые или более сложные работы:

  • Производство оперативных переключений в электроустановках.
  • Зачистка и смазка контактов аппаратуры.
  • Ремонт инструмента, приспособлений, инвентаря, защитных средств, переносных заземлений, аппаратуры освещения, магнитных пускателей.
  • Выполнение работ по содержанию помещения и территории подстанции.
  • Получение, складирование материалов.
  • Фильтрование и взятие проб масла.
  • Монтаж электрического освещения на подстанции.
  • Армировка изоляторов.
  • Заготовка и гибка шин, спусков, перемычек.
  • Соединение, оконцевание, пайка и присоединение проводов и кабелей.
  • Покраска шин, фланцев изоляторов, кабелей, металлических конструкций корпусов выключателей, камер распределительных устройств.

Профессия «Электромонтер тяговой подстанции» на рынке труда России

По статистике популярных сайтов работы за последние 30 дней в России открыты 5 249 вакансий по 1 должности профессии «Электромонтер тяговой подстанции» с указанием заработной платы.

Заработная плата

Средняя – 45 000

Минимальная – 31 500

Максимальная – 163 800

Максимальное количество вакансий по должностям

Электромонтер (все специализации) – 5 249 вакансий

Электромонтер тяговой подстанции (2-й разряд)

Характеристика работ. Выполнение оперативных переключений в электроустановках под руководством электромонтера тяговой подстанции более высокой квалификации. Зачистка и смазка контактов аппаратуры. Ремонт инструмента, монтажных приспособлений, средств защиты, коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В, расположенных вне щитов и сборок. Выполнение работ по содержанию помещения и территории подстанции в надлежащем состоянии. Получение и складирование материалов.

Должен знать: основы электротехники; основные меры предосторожности при производстве переключений в электроустановках; способы оказания первой (доврачебной) медицинской помощи пострадавшим; правила прохода по железнодорожным путям; сведения об устройстве системы электроснабжения; расположение тяговых подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения в пределах обслуживаемого участка; расположение основного оборудования на тяговых подстанциях и линейных устройствах тягового электроснабжения; свойства материалов, применяемых при ремонте оборудования электроустановок; порядок выполнения оперативных переключений; правила пользования ручным и электрическим инструментом; назначение и порядок применения средств защиты и монтажных приспособлений.

 Электромонтер тяговой подстанции (3-й разряд)

Характеристика работ. Выполнение оперативных переключений в электроустановках под руководством электромонтера тяговой подстанции более высокой квалификации. Осуществление допуска к работам в электроустановках напряжением до 1000 В, надзор за работающими. Разборка и сборка электродвигателей, насосов, выключателей, контакторов и другой аппаратуры. Отбор проб масла из маслонаполненных аппаратов. Ремонт дугогасительных камер быстродействующих автоматических выключателей с изготовлением асбоцементных перегородок. Монтаж электрического освещения на подстанции. Заготовка шин, спусков, перемычек. Разделка кабелей, соединение, оконцевание, пайка и присоединение проводов и кабельных жил. Окраска элементов конструкции электроустановок. Проверка состояния заземляющих устройств. Выполнение измерений сопротивления изоляции токоведущих частей.

Должен знать: основы электротехники; назначение и расположение основного и вспомогательного оборудования на тяговых подстанциях и линейных устройствах тягового электроснабжения; принципиальные электрические схемы электроустановок в пределах обслуживаемого участка; основные виды крепежных деталей, арматуры, марки проводов и кабелей, используемых в электроустановках.

Электромонтер тяговой подстанции (4-й разряд)

Характеристика работ. Выполнение оперативных переключений в электроустановках напряжением выше 1000 В. Монтаж оборудования в действующих электроустановках. Запуск и эксплуатация дизель-генераторного агрегата. Опробование защит. Выполнение профилактического контроля и профилактического восстановления простых защит и защит средней сложности под руководством электромонтера тяговой подстанции более высокой квалификации. Выявление и устранение повреждений в оборудовании электроустановок. Выполнение технического обслуживания и ремонта оборудования электроустановок. Регенерация трансформаторного масла. Ведение технической документации по выполняемой работе, в т.ч. с использованием автоматизированного рабочего места.

Должен знать: правила технической эксплуатации электрооборудования; схемы электроустановок и оборудования обслуживаемого участка; технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ; технологию текущего обслуживания и ремонта оборудования электроустановок; электротехнику в полном объеме.

Электромонтер тяговой подстанции (5-й разряд)

Характеристика работ. Руководство работами в электроустановках любого напряжения. Сушка аппаратов и электрических машин. Разметка и прокладка проводов и кабелей. Монтаж элементов конструкции электроустановок. Испытания оборудования повышенным напряжением. Выверка схем вторичной коммутации. Выполнение профилактического контроля и профилактического восстановления простых защит и защит средней сложности.

Должен знать: компоновку оборудования; технологию межремонтных испытаний оборудования электроустановок; устройство применяемых при техническом обслуживании и ремонте оборудования электроустановок средств измерений и испытательного оборудования, правила работы с ними.

Электромонтер тяговой подстанции (6-й разряд)

Характеристика работ. Разметка мест установки преобразовательных агрегатов. Монтаж сложных аппаратов, оборудования и приборов. Установка и регулировка сборных комплектных распределительных устройств и их отдельных блоков и узлов. Определение мест повреждений изоляции в сети собственных нужд и системе оперативного тока электроустановок. Переключение регулировочных ответвлений силовых трансформаторов. Фазировка силовых кабелей. Выполнение капитального ремонта оборудования электроустановок.

Должен знать: методы проверки и регулирования электрооборудования; конструкцию распределительных устройств и щитов управления; принципиальные схемы защит электрооборудования, электронных устройств автоматики и телемеханики; схемы и группы соединения обмоток трансформаторов, обозначение выводов трансформаторов; основные технические данные о материалах, применяемых при ремонте оборудования тяговой подстанции; нормы расхода кабелей, проводов, материалов и трансформаторного масла.

Источники

  • https://electriktop.ru/elektrosnabzhenie/tyagovaya-podstantsiya.html
  • http://GeneratorVolt.ru/ehlektrogenerator/vse-o-tyagovojj-podstancii-i-dazhe-bolshe.html
  • https://neftegaz.ru/tech-library/elektroseti/141735-tyagovaya-podstantsiya/
  • https://ProTransformatory.ru/podstancii/tyagovye
  • https://generatorexperts.ru/elektrogeneratory/tyagovye-podstancii.html
  • https://postupi.online/professiya/elektromonter-tyagovoj-podstancii/
  • https://classdoc.ru/etks/52/1/elektromonter_tagovoj_podstanzii/
  • https://Moskva.GorodRabot.ru/%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B5%D1%80_%D1%82%D1%8F%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B8
[свернуть]
Оцените статью
Понравилась статья?
Комментарии (0)
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Комментарии закрыты.