/
Author: Туманов В.А.
Tags: электричество автоматика электропитание электроснабжение железнодорожный транспорт телемеханика метрополитен
Year: 1957
Text
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
МЕТРОПОЛИТЕНОВ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ, РЕМОНТ
И НАЛАДКА
под общей редакцией
инж. В. А. ТУМАНОВА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
Москва 1957
В книге описана система электроснабжения
Московского метрополитена, передовые приемы
ремонта и эксплуатации оборудования тяговых и
понизительных подстанций, устройства элект-
рической защиты, автоматика и телемеханика.
Книга предназначена для эксплуатационного
и ремонтного персонала энергоучастков метро-
политенов, а также работников магистрального
транспорта и промышленности, связанных с по-
стройкой, ремонтом и эксплуатацией устройств
электрической защиты, автоматики и телемеха-
ники.
Книгу написали: гл. I — IV инж. Гурвич В. Г.; гл. V*
инж'. Быков Е. И. и инж. Астахов В. М.; гл. VI инж.
Иванов В. Л.; гл. VII инж. Ганзиер В. Г. и инж. Ферт-
ман Б, Я.; гл. VIII и IX Харитонов М. Г.; гл. X инж.
Брин С. Л. и Герцкин М. Г.\ гл. XI инж. Косоручкина
гл. XII—XIV инж. Осколков К- И.; гл. XV ~ XXV инж.
Каминский Е. Л.
Редактор канд. техн, наук ГЕРОИ И МУС Б. Е.
ПРЕДИСЛОВИЕ
На Московском метрополитене имени В. И. Ленина проводятся большие
работы по внедрению новой техники и автоматизации производственных про-
цессов энергетического хозяйства.
Вместо неустойчивых в работе однобаковых ртутных выпрямителей типов
РВ-40 и РВ-70 работают более совершенные многовентильные выпрямители
типа РМНВ.
Заканчиваются эксплуатационные испытания новых типов запаянного
выпрямителя конструкции ВЭИ, применение которых повысит надежность
работы подстанций и даст значительную экономию электроэнергии.
Постепенно вытесняется из эксплуатации и заменяется безмасляной аппа-
ратура с большим объемом масла, что в подземных условиях удешевляет
и упрощает эксплуатацию.
Взамен неэкономичных двигатель-генераторов и стеклянных ртутных вы-
прямителей в качестве зарядных агрегатов аккумуляторных батарей все шире
применяются селеновые и другие твердые выпрямители.
Одновременно с внедрением новых видов оборудования и аппаратуры,
изготовляемых отечественной промышленностью, коллектив инженеров метро-
политена разрабатывает и внедряет специальные виды электрических защит
на стороне выпрямленного тока и ряд других аппаратов и схем.
Значительная часть тяговых и все понизительные подстанции работают
без постоянного дежурного персонала. На этих подстанциях осуществлено ав-
томатическое замещение, автоматизированы режимы работы основных агрега-
тов, а управление аппаратами главной коммутации производится средствами
телемеханики с центрального диспетчерского пункта.
Проводится дальнейший перевод подстанций на автотелеуправление.
В настоящей книге обобщен опыт эксплуатации устройств электроснабже-
ния метрополитена, описаны организация эксплуатации электротехнического
оборудования, наладка, регулировка, режим и ремонт, а также эксплуатация
автоматических и телеуправляемых устройств на подстанциях.
В книге не описываются оборудование и механизмы серийного произ-
водства, в достаточной степени известные по имеющейся литературе.
Книга рассчитана на персонал Московского и Ленинградского метрополи-
тенов, а также может быть использована при проектировании и монтаже новых
линий и как пособие при обучении учащихся техникумов и технических школ.
Многие главы книги представляют интерес и для работников электри-
ческого транспорта железных дорог и других родственных организаций.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА
ГЛАВА I
ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Потребителями электрической энергии на метрополитене являются:
1. Электропоезда, осуществляющие пассажирские перевозки на метрополи-
тене.
2. Эскалаторы, служащие для подъема и спуска пассажиров на станциях
глубокого заложения и пересадочных станциях.
3. Санитарно-технические устройства и установки, поддерживающие уста-
новленную температуру и влажность на станциях и в тоннелях и осуществляю-
щие откачку грунтовых вод.
4. Электрическое освещение пассажирских станций, вестибюлей, служеб-
ных станционных помещений и тоннелей, обеспечивающее нормальную осве-
щенность как во время движения поездов, так и в периоды осмотров оборудо-
вания и сооружений и выполнения ремонтно-восстановительных работ.
5. Устройства СЦБ (автоблокировка и электрическая централизация),
посредством которых обеспечивается безопасность движения поездов.
6. Вспомогательные электромеханизмы, служащие для ремонтных работ,
уборки и бытовых целей.
7. Электросиловые установки и электрическое освещение ремонтных заво-
дов, депо и мастерских, где производится ремонт подвижного состава, эскала-
торов и другого оборудования метрополитена.
8. Устройства собственных нужд тяговых и понизительных подстанций.
Ввиду того, что в условиях метрополитена используются только электри-
ческие поезда, тоннели и станции не имеют естественного освещения, а откачка
грунтовых вод производится беспрерывно, становится очевидным, насколько
большое значение имеет для перевозки пассажиров, безопасности движения
и нормальной работы метрополитена в целом бесперебойность подачи электри-
ческой энергии.
Ниже приводятся характеристики основных потребителей электроэнергии
на метрополитене.
(2. ЭЛЕКТРОПОЕЗДА
Около 70% всей расходуемой на метрополитене электроэнергии потреб-
ляют поезда.
В настоящее время поезда составляются из 6 и 7 вагонов, а интервалы
между ними в часы максимального движения составляют всего 100 сек (38 пар
поездов в час). В недалеком будущем количество вагонов в составах намечено
довести до 7—8, а размеры движения до 40 пар поездов в час.
За 21 год работы метрополитена средние эксплуатационные скорости поез-
дов в среднем по всем линиям увеличились с 26 до 37 км/ч, а на линии Сокол—
4
\ нтозаводская они доходят до 43—44 км/ч. Таких скоростей нет ни на одном
прубежном метрополитене.
Из этого следует, что расход электроэнергии на тягу поездов в будущем
• •удет возрастать. Поэтому коллектив работников метрополитена проводил
и проводит большую работу по снижению расхода энергии на тягу поездов.
Несмотря на указанное увеличение эксплуатационных скоростей, удельный
расход электроэнергии на тягу поездов сократился с 65—60 вт.ч/ткм в 1935 —
1936 гг. до 45—44втл/тов 1955— 1956 гг. Этому способствовали освоение
поездными бригадами рациональных методов вождения поездов, упорядочение
организации движения, модернизация оборудования, постройка вагонов более
«свершенной конструкции с лучшими тяговыми характеристиками.
Вагоны первого выпуска периода 1934 — 1939 гг. (типов А и Б) не имели
электрического тормоза. Поездная единица формировалась из одного мотор-
ного и одного прицепного вагона, что снижало тяговые качества поезда. Уско-
рение при пуске поезда из таких вагонов находилось в пределах 0,61—
9,7 м/сек21. Примерно на таком же уровне находилось и замедление при рабо-
чем торможении.
После Великой Отечественной войны парк подвижного состава пополнился
более совершенными вагонами типа Г. Все вагоны этого типа моторные и обо-
рудованы электрическим реостатным тормозом. Ускорение при пуске и замед-
1ение при служебном торможении повышено до 0,9—1 м/сек2.
В настоящее время промышленность начала серийный выпуск еще более
свершенных вагонов типа Д. Все вагоны этого типа также являются
моторными и имеют электрический тормоз. Однако при равных с вагонами
прежней конструкции габаритах их вес уменьшен на 17%, что снизило по-
требление электроэнергии до 20% по сравнению с вагонами типов А и Б.
В настоящее время парк подвижного состава метрополитена состоит в ос-
новном из вагонов типов А, Б и Г, но включает и вагоны других типов: В2,
В4 и Д. Характеристика всех этих вагонов как потребителей электроэнергии
приведена в табл. 1.
Таблица 1
Н а и менование Типы вагонов
а ! Б ! г ». i Д
Вес двухвагонной секции, т 88 88 87,4 — 73
Число тяговых двигателей на моторном вагоне 4 4 4 2 4 4
Часовая мощность тягового двигателя, кет . . 153 153 83 100 73 73
Часовой ток тягового двигателя, а 225 225 248 145 220 220
Максимальный пусковой ток одного вагона, а . 1 380 1 380 820 600 740 760
Мощность мотора компрессора, кет 6,0 6,0 6,0 2,4 6,0 2,5
Ток мотора компрессора, а 10,0 10,0 10,0 3,8 10,0 6,0
Общая мощность световых точек вагона, кет . 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98
Общая мощность электропечей в кабине, кет . 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Основным потребителем электроэнергии на вагоне являются тяговые
двигатели. Кроме того, электроэнергия расходуется и для так называемых
собственных нужд вагона.
Вагоны имеют компрессорные установки для производства сжатого воз-
духа, необходимого для тормозной системы, управления пускорегулирующей
электроаппаратурой, дверями и т. п.; лампы освещения и индикаторные
игналы; аккумуляторную батарею, которая подзаряжается от контактной
<-ети; ряд электрических аппаратов для управления движением поездов и дру-
гие обустройства. В среднем в этих цепях расходуется 5—7?6 электроэнергии,
потребляемой тяговыми двигателями.
Контактная сеть метрополитена имеет номинальное напряжение 825 в,
но допускается повышение этого напряжения до 860 и кратковременно до 900 в.
5
Следует указать, что целесообразность применения на метрополитене для
целей тяги напряжения названного уровня не доказана. Этот уровень является
результатом исторически сложившегося мнения о сложности устройств изоля-
ции в тоннеле для установок более высокого напряжения, уже в известной
степени опровергнутого жизнью. Возрастающие пассажироперевозки требуют
проведения мероприятий, которые при данном уровне напряжения стано-
вятся затруднительными и весьма дорогими. Повышение напряжения до 1 650 в,
особенно при централизованной (сосредоточенной) системе энергоснабжения,
поможет радикально решить такие существенные вопросы, как поддержа-
ние более постоянного напряжения на токоприемниках поездов, защита кон-
Рис. 1. Кривая пусковых токов
для вагона типа Г
тактной сети при повреждениях, борьба с
блуждающими токами. Применение более вы-
сокого, чем в настоящее время, напряжения
значительно снизит потери электроэнергии и
облегчит кабельную сеть постоянного тока.
Эта задача технически разрешима как
для Московского метрополитена, так и для
метрополитенов других городов.
За время пуска поезда ток, потребляемый
тяговыми двигателями, изменяется в соответ-
ствии с увеличением скорости, выведением
ступеней пусковых сопротивлений, перегруп-
пировкой двигателей в схеме и изменением
их поля возбуждения.
Характер изменения тока при пуске не-
нагруженного вагона типа Г приведен на
рис. 1. Такой же характер имеют пусковые
характеристики вагонов других типов. Раз-
ница может быть лишь в значениях тока и времени. Например, пусковой ток
вагонов типа Д несколько меньше, чем вагонов типа Г. Пусковой режим,
т. е. период, когда вагон развивает скорость, имея ускорение около
продолжается 12—14 сек. Толчки тока в этот период достигают 800 ау а
средняя его величина составляет около 600 — 650 а на вагон. Максимальное,
«пиковое» значение тока для шестивагонного состава будет 4 800 а, восьми-
вагонного состава — 6 400 а, средний пусковой ток в первом случае дости-
гает 4 000 а, а во втором — 5 200 а.
Следует отметить, что в период максимального потребления двигателями
тока в процессе пуска его величина определяется только уставкой реле,
регулирующего пусковой режим, и не зависит от загрузки вагона пассажирами.
Однако большее число пассажиров увеличивает вес вагона, что удлиняет
время пускового режима и сказывается, конечно, на нагрузке питающей
подстанции.
После окончания процесса пуска, когда из цепи двигателей выведены все
пусковые сопротивления и двигатели переходят на работу по автоматической
характеристике, ток, потребляемый вагоном, падает. При этом его величина
будет изменяться в зависимости от скорости, которой вагон достигнет. Так.
при скорости 50 км/ч ток вагона типа Г составит примерно 400 а; при
скорости 60 км/ч — 300 а.
Вследствие высоких скоростей, приобретаемых поездом за время пуска,
и сравнительно небольшой длины перегонов время потребления поездом
тягового тока, как правило, составляет 15—20% времени движения его по
перегону. Лишь на отдельных перегонах, имеющих затяжные крутые подъемы,
это соотношение увеличивается до 50—70%. Поэтому величина максимального
тока за время пуска значительно превышает средний потребляемый поездом
ток за принятый интервал движения. Резко выраженная переменная нагрузка
является характерной для тягового режима вообще и, в частности, для условий
движения на метрополитене. Это создает значительные трудности при определе-
нии мощности тяговых подстанций, сечении кабельной и контактной сетей
6
и их защиты, неблагоприятно сказывается на использовании установленных
мощностей и на колебании напряжения в контактной сети.
Для иллюстрации этого положения на рис. 2 приведены суточный и пяти-
минутный графики тяговой нагрузки одной из подстанций метрополитена.
Форма суточного графика (кривая а) отражает изменение размеров движения
в различные часы суток. Кривая б, снятая регистрирующим прибором на боль-
шой скорости, имеет
выраженный тяговый
характер и опреде-
ляет рабочий режим
ртутно в ы п р я м ител ь-
ных агрегатов на под-
станциях метрополи-
тенов.
3. ЭСКАЛАТОРЫ
Потребителями
электроэнергии на
эскалаторных станци-
ях являются электро-
двигатели главных
Рис. 2. Графики нагрузки тяговой подстанции:
а—суточный график тяговой нагрузки подстанции метрополитена.
Коэффициент заполнения графика 0,57; б — пятиминутный график
нагрузки ртутновыпрямительного агрегата, записанный на большой
скорости
= 2,3
ср
приводов, электродви-
гатели малого приво-
да, электрические тор-
моза и аппаратура
управления.
Мощность элект-
родвигателей главно-
го привода колеблет-
ся в пределах от 40
до 150 кет и зависит
от высоты наклонного
хода. Применяющие-
ся асинхронные электродвигатели напряжением 380 в* короткозамкнутые для
мощности до 46 кет и с контактными кольцами для больших мощностей; об-
мотки соединяются в «звезду».
На некоторых станциях каждая эскалаторная машина оборудована двумя
главными двигателями, расположенными с обеих сторон главного приводного
вала.
Электродвигатели малого привода, служащие для движения эскалаторов
па малых скоростях во время ремонта, также асинхронные, на напряжение
380 в—короткозамкнутые мощностью от 0,75 до 4,5 кет.
Электрические тормоза работают от сети 380 в и потребляют мощность
до 1 кет.
Аппаратура управления эскалаторами питается через однофазный транс-
форматор 380/12 в мощностью 2 кеа.
Следует отметить, что все контакторы схемы управления эскалаторами—
держащего типа, т. е. их катушки во включенном положении все время обте-
каются током. Эти контакторы весьма чувствительны к колебаниям напряже-
ния в сети и отключаются даже при кратковременных его понижениях, что вы-
зывает немедленную остановку машины. Это характерное свойство электропри-
вода эскалаторов необходимо учитывать при проектировании системы электро-
снабжения и разработке оперативных схем и режимов.
* Здесь и всюду дальше показано номинальное напряжение у потребителя. Хотя
шины понизительных подстанций имеют несколько более высокое номинальное напря-
жение (например шины моторных нагрузок и нагрузок СЦБ—400 <?, осветительные ши-
ны— 133 в), для простоты в настоящей книге везде применяется 380 и 127 е.
1
На рис. 3 представлена принципиальная схема питания и управления
электроприводом эскалатора.
Скорость эскалаторов составляет 0,75 м/сек. В настоящее время прово-
дятся успешные испытания, которые позволят увеличить скорость движения
эскалаторов на загруженных станциях до 1 м/сек.
Характер нагрузки эскалаторов непостоянен и зависит от направления
движения (вверх или вниз) и от степени заполнения ленты эскалатора пасса-
жирами. Мощность, потребляемая одной эскалаторной лентой без пассажиров,
приведена в табл. 2.
Таблица 2
Мощность главного электродвигателя,
кет.....................................
Мощность, потребляемая двигателем при
работе на подъем без пассажиров, кет
44
5-7 I
70 ИО i 2x55 125
11 — 13 17—20 ; 16—20 22— 26
I i
Мощность, потребляемая на подъем одного пассажира, составляет при-
мерно 250 вт (при скорости 0,75 м/сек), а расход электроэнергии для подъе-
ма одного пассажира на 1 м составляет примерно 0,09 вт.ч.
На спусковых машинах при значительном количестве пассажиров их вес
преодолевает трение в механизме и заставляет эскалаторную ленту, а следо-
вательно, и ротор электродвигателя вращаться со скоростью, большей, чем
синхронная. В этом случае электродвигатель начинает работать в генератор-
ном режиме и отдает энергию в сеть, превращаясь в то же время в электри-
ческий тормоз, препятствующий эскалаторной ленте развить чрезмерную
скорость.
На пассажирских станциях со средней загрузкой эскалаторные машины,
работающие только на спуск, в течение месяца отдают в сеть по 2—Зтыс. кет. ч
в то время как машины, работающие на подъем, за этот же период потребляют
из сети по 18—20 тыс. кет. ч электрической энергии.
Так как большую часть времени, в особенности при работе на спуск,
главные электродвигатели эскалаторов мало загружены, их естественный
средневзвешенный коэффициент мощности ввиду применения обычных асин-
хронных двигателей весьма низок и колеблется в пределах от 0,08 до 0,2.
В настоящее время метрополитеном совместно с исследовательскими органи-
зациями проводятся испытания и разработка мероприятий для повышения
этого коэффициента. Эта задача может быть решена двумя путями: а) повыше-
нием естественного коэффициента мощности электродвигателей и б) искусствен-
ной компенсацией реактивной мощности.
Повышение естественного коэффициента мощности может быть достигнуто
применением двигателей с пригодными для эскалаторного режима характе-
ристиками и схемами обмоток. Рассматривается вопрос о применении син-
хронных электродвигателей с асинхронным запуском, синхронизация уста-
новленных асинхронных двигателей с использованием для их возбуждения
селеновых выпрямителей небольшой мощности, а также применение электро-
двигателей с переключением обмоток статора с треугольника на звезду при
работе эскалатора на спуск или на подъем с малым количеством пасса-
жиров.
Большой интерес представляет предложенное Московским строительным
институтом секционирование обмоток статора электродвигателя, что умень-
шает фазовое напряжение этих обмоток с 220 до 145—165 в. При малых нагруз-
ках статорные обмотки работают по схеме «треугольник с замыкающейся
звездой», а при больших нагрузках по нормальной схеме «звезда». Переключе-
ние обмоток с одной схемы на другую осуществляется автоматически, в зависи-
мости от режима работы эскалатора. Описанное секционирование обмоток
может быть применено для установленных электродвигателей без их капиталь-
ной переделки. Проведенные расчеты и эксплуатационные испытания показали,
8
Рис. 3. Схема электропривода эскалатора:
fj-гпвм |Д 1 WTptt
лактате ль; -» М Д—«ал!
электродвигатель; /,
2Т—тормозные электро-
магниты; ПФ — переклю-
чатель фидерный (вво-
да); ЯР — линейный ру-
бильник; П Д—переклю-
чатель двигателей;
2Р— рубильник цепи уп-
равления; С/7-conpo-
тивлениепусковое; ITT,
2ТТ, 3 Г Г-трансформа-
торы тока; Т H-380l120,
TH-120112 ~~ трансфор-
маторы напряжения;
В, И—контакторы ревер-
сов; 1У, ау, ЗУ, 4У —
контакторы ускорений;
Д—Дублирующий кон-
тактор; 1 PM, 2РМ—реле
максимальные; 1РНТ,
2РНТ, ЗРНТ-реле ну-
левые токовые; РП—ре-
ле перегрузки: РО — реле
отключения; PC—реле
сигнализации; РВП—ре-
ле времени програм-
мное; 1ПВ, 1ПН, 2ПВ,
2ПН — пусковые реле ил»
контакторы; ИО —иска-
тель обрыва; 2V—вольт-
метр искателя обрыва;
IV — вольтметр фидера;
1А, 2А-амперметры;
1П П-плавкие предо-
хранители малого дви-
гателя; 2/7/7—плавкие
предохранители в цепи
управления; Я Б—лампы
блокировочной цепи;
ЯЗ — лампа «земли»;
ЛИ-лампа искателя об-
рыва; 3d—звонок; Вэв—
выключатель звонка;
ВГ, НГ—пусковые кноп-
ки главного двигателя;
ВМ, НМ — пусковые
кнопки малого двигате-
ля; 1КЭ, 2КЭ, ЗКЭ,
4КЗ—ключц, экстренной
остановки; 1ДС, 2КС,
ЗЛС—кнопки «стоп»;
РЦ—контакт центробеж-
ного реле; ICT, 2СТ—
блок-контакты ступе-
ней; 1ТЦ, 2ТЦ—блок-
контакты тяговых це-
пей; 1П, 2/7-блок-кон-
такты поручней; 1ВЗ,
2ВЗ—выключатели запрета ; МР- блок-контакт малого редуктора; 0,С--контакты термореле — отключение, сигнализация.
to
Рис. 5. Схема управления электродвигателем насосного агретата
Рис. 6. Схема управления
электродвигателем компрес
сора фекальной установки
Рис. 7. Принципиальная схема
включения люминесцентной лампы:
/—стеклянная трубка; 2 —люминофорный
слой; J—электрод; ’4— стартер; дроссель
форм и вестибюлей пассажирских станций новых линий широко применены
люминесцентные лампы, имеющие световой спектр, близкий к естественному.
Мощность люминесцентных ламп, применяемых на метрополитене, составляет
15, 25, 30 и 40 вт.
Схема включения люминесцентной лампы, в значительной степени ‘отли-
чающаяся от схемы включения обычной лампы накаливания, приведена на
рис. 7.
Наличие дросселя в цепи люминесцентных ламп уменьшает коэффициент
мощности осветительной сети при их применении примерно до 0,5— 0,6.
Для освещения эмблемы «М» у вхо-
дов в вестибюли применяются газосвет-
ные неоновые трубки, которые требуют
для работы высокого напряжения и по-
этому включаются через повысительные
однофазные трансформаторы напряже-
нием 127 — 220/13 000 в мощностью
312 ва.
Смотровые канавы в тупиках, на-
клонные ходы эскалаторов, перекачки
и другие помещения, где из-за повышен-
ной влажности применение напряжения
220/127 в не допускается, оборудованы сетью освещения с напряжением 12 е.
6. УСТРОЙСТВА СЦБ И СВЯЗИ
Устройства СЦБ и связи не являются крупными потребителями электро-
энергии, однако значение их на метрополитене весьма велико, так как работа
этих устройств в ряде случаев непосредственно связана с пропускной способ-
ностью и безопасностью движения поездов.
Потребителями электроэнергии переменного тока в устройствах автобло-
кировки являются:
а) рельсовые цепи (путевые трансформаторы, путевые реле, дроссели,
ограничители тока). Мощность, потребляемая каждой изолированной рельсо-
вой цепью при длине от 60 до 700 му составляет 200—300 вт. Следует отметить,
что эта группа потребителей весьма чувствительна к колебаниям напряжения
и частоты, что должно учитываться при проектировании схемы электроснабже-
ния и разработке режимов ее работы;
б) приводы автостопов, которые в режиме двигателя потребляют каждый
0,1 кет, а в режиме торможения — 0,05 кет;
в) релейная аппаратура линейных цепей;
г) лампы светофоров мощностью 15 вт каждая (в каждом окне светофора
горят одновременно две лампы).
Устройства электрической централизации непосредственной связи с сетью
переменного тока не имеют. Они являются потребителями постоянного тока
и получают питание от аккумуляторных батарей типов С1 и С2 и от стеклянных
ртутных выпрямителей типа ЗВН-ЗО или селеновых выпрямителей типа ВСЗМ.
Устройства связи получают питание от аккумуляторных батарей типов
С1 и С2. В качестве зарядных агрегатов применяются селеновые выпрямители
типов ВСА-111 и ВАК-Ю.
7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
В табл. 3 приведен перечень вспомогательных механизмов, применяемых
для ремонта сооружений метрополитена, уборки станций и тоннелей и для
бытовых целей, а также указана потребляемая ими мощность.
Эти механизмы в основном передвижные и в подавляющем большинстве
случаев работают ночью, когда движение пассажирских поездов прекращается.
13
Таблица 3
Наименование механизма Потребляемая мощность в кет Наименование механизма Потребляемая мощность в кет
Компрессор Сварочный агрегат Щебнемашина Щебнемойка Зумпфовый агрегат Рельсорезный станок .... Электрошурупный и гаечный ключи От 4 до 36 14 26,5 6,5 10,0 1,0 1,0 Электродрель Электрошлифовка Электрошпалоподбойка . . . Поливочный агрегат Сушильный шкаф Водоподогрев Электротермос Поломоечная машина .... 0,5 । 0,5 0,25 2,2 От 0,5 до 6,0 10,0 1,2 От 1 до 1,8
8. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Потребители электроэнергии на метрополитене по роду потребляемого
тока и величине напряжения могут быть разделены на три группы:
Группа 1 — потребители, использующие электрическую энергию постоян-
ного тока напряжением 825 в. К ним относятся тяговые электродвигатели ва-
гонов метрополитена, вспомогательное оборудование поездов (двигатели ком-
прессоров, освещение, аппаратура управления), а также небольшое коли-
чество электродвигателей, установленных в депо и на вагоноремонтном заводе.
Группа 2 — потребители, использующие электрическую энергию пере-
менного тока напряжением 380 в. К ним относятся электродвигатели и вспо-
могательное оборудование эскалаторов, электродвигатели вентиляторов, насо-
сов и часть устройств автоблокировки. К этой же группе потребителей отно-
сятся почти все электродвигатели, установленные на ремонтных заводах и в ма-
стерских метрополитена и часть передвижных механизмов.
Группа 3 — потребители, использующие электрическую энергию пере-
менного тока напряжением 220/127 в. К ним относятся лампы освещения стан-
ций и тоннелей, часть устройств автоблокировки, а также часть передвижных
механизмов, служащие для целей ремонта и уборки сооружений метрополитена
(электросварочные агрегаты, компрессоры для подбойки шпал, электродрели,
моечные машины, пылесосы, аппараты для шлифовки мрамора, электронагре-
вательные приборы и т. д.).
Московский метрополитен не имеет собственных генерирующих электри-
ческих станций и снабжается электроэнергией от районной энергосистемы —
Мосэнерго. Первая очередь метрополитена (Кировско-Фрунзенский диаметр)
и частично третья очередь (Замоскворецкий радиус) получают электроэнергию
в виде трехфазного переменного тока напряжением 6 кв, а все остальные
линии — напряжением 10 кв.
Для преобразования энергии, получаемой от энергосистемы, и для пере-
дачи ее к месту потребления служит система электроснабжения метрополитена,
которая состоит из следующих основных элементов:
А. Высоковольтной питающей сети переменного тока 6 и 10 кв, назначением
которой является передача электрический энергии от центров энергосистемы до
подстанций метрополитена.
Б. Тяговых подстанций, на которых посредством ртутновыпрямительных
агрегатов осуществляется преобразование переменного тока би 10 кв в постоян-
ный (выпрямленный) ток 825 в для питания электротяговых потребителей.
На шинах тяговых подстанций происходит также распределение электро-
энергии 6—10 кв между понизительными подстанциями примыкающего участка.
Снабжение энергией понизительных подстанций через шины тяговых под-
станций, а не непосредственно от питающих центров системы вызвано сообра-
жениями уменьшения протяженности высоковольтных кабельных линий и не-
целесообразностью использования самостоятельных ячеек на питающих цент-
рах для сравнительно небольших нагрузок понизительных подстанций.
14
В. Электротяговой сети, состоящей из питающей и отсасывающей кабель-
ной сети 825 в, контактного и ходовых рельсов, постов переключений и постов
1 екционирования. Назначением электротяговой сети является передача электро-
шергии от тяговых подстанций к поездам метрополитена.
Г. Высоковольтной распределительной сети переменного тока 6—10 кв,
которая служит для передачи энергии от тяговых к понизительным подстан-
циям.
Д. Основных и вспомогательных понизительных подстанций, где электри-
ческая энергия посредством трансформаторов понижается с 6 или 10 кв до 380 в
для питания электродвигателей и автоблокировки и до 220/127 в для пита-
ния освещения, ремонтных и бытовых электромеханизмов.
Сооружение понизительных подстанций вызвано тем, что тяговые подстан-
ции первых очередей Московского метрополитена выполнены надземными
и далеко отстоящими от нетяговых нагрузок (эскалаторов, сантехнических
установок, освещения и т. д.). Передача энергии напряжением 380 и 220/127 в
к этим потребителям непосредственно отдалено отстоящей тяговой подстанции
технически нецелесообразна, а в ряде случаев практически невозможна. Смысл
сооружения понизительных подстанций заключается в максимальном прибли-
жении высоковольтных сетей к потребителям, что значительно уменьшает
длину и сечения распределительной сети, а также потери электроэнергии в ней.
На Щербаковском радиусе метрополитена, который войдет в эксплуатацию
в 1958 г., а также в Ленинграде, тяговые и понизительные подстанции, назна-
чение которых остается тем же, что и на действующих линиях, будут распола-
гаться вблизи пассажирских станций и территориально совмещены, в резуль-
тате чего высоковольтная распределительная сеть 10 кв на этих линиях отсут-
ствует.
Вспомогательные понизительные подстанции, имеющиеся на линиях
11 и III очередей Московского метрополитена и расположенные непосредственно
в тоннеле, предназначаются для дальнейшего приближения высоковольтных
сетей к потребителям сантехники. Вследствие того что через вспомогательные
понизительные подстанции питаются только моторные потребители, на этих
подстанциях устанавливаются понижающие трансформаторы со вторичным
напряжением 380 в. Следует отметить, что для последующих очередей Москов-
ского и Ленинградского метрополитенов признано целесообразным отказаться
от вспомогательных понизительных подстанций, так как их эксплуатация
весьма затруднена. Расположение основных понизительных подстанций новых
линий под землей, вблизи пассажирских станций, позволяет осуществлять
питание потребителей этих линий вторичным напряжением без применения
кабелей чрезмерно большого сечения.
Е. Распределительных сетей 380 и 220/127 в, служащих для передач
электрической энергии от понизительных подстанций до электродвигателей
светильников и других приемников энергии.
Г Л А В А II
ПЕРВИЧНОЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ
СЕТИ 6—10 кв
1. ПИТАНИЕ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ СИСТЕМЕ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Значение потребителей, непосредственно связанных с движением поездов,
и необходимость бесперебойного питания их электроэнергией вызывает повы-
шенные требования к системе первичного электроснабжения метрополитена.
Правилами технической эксплуатации метрополитена и техническими
условиями на проектирование определены основные положения, которым
должна удовлетворять схема питания тяговых и понизительных подстанций.
15
В соответствии с этими положениями питание подстанций метрополитена
осуществляется непосредственно от электрических станций и основных подстан-
ций энергосистемы по линиям 6 или 10 кв без захода этих линий к каким-либо
другим городским или районным потребителям.
Питающие линии (вводы) высокого напряжения связывают энергетическую
систему с тяговыми подстанциями метрополитена, через шины которых по-
средством распределительной высоковольтной сети осуществляется питание
основных и вспомогательных понизительных подстанций. Таким образом»
тяговые подстанции метрополитена служат не только для преобразования
трехфазного переменного тока 6—10 кв в постоянный для нужд электрической
тяги, но и являются распределительными пунктами, через которые снабжаются
электрической энергией все другие потребители метрополитена.
Поэтому тяговая подстанция является основным и наиболее ответствен-
ным элементом системы электроснабжения метрополитена.
Рис. 8. Принципиальная схема питания тяговых
подстанций:
Т'Л Т-2, Т-3, Т-4—тяговые подстанции; Д —питающие центры
энергосистемы
Из принципиальной
схемы питания тяговых
подстанций действую-
щих линий метрополи-
тена (рис. 8) следует, что
каждая тяговая подстан-
ция связана с одним из
центров энергосистемы
двумя параллельно ра-
ботающими линиями вы-
сокого напряжения.
Смежная тяговая под-
станция получает пита-
ние также по двум ли-
ниям, но от другого
центра системы. Высоковольтные питающие линии выполнены кабелем, так
как применение воздушных сетей в таких городах, как Москва, Ленинград
и т. п. невозможно. Каждые две смежные тяговые подстанции в свою оче-
редь связаны между собой кабельной перемычкой.
Сечение питающих кабельных линий на I, II и III очередях Московского
метрополитена выбрано с таким расчетом, чтобы при повреждении одной из них
пропускная способность оставшейся в работе линии обеспечивала нагрузку
тяговой подстанции при максимальном расчетном графике движения поездов.
В случае повреждения обеих питающих линий одной из подстанции или вы-
хода из строя центра системы сечение питающих линий смежной подстанции
и сечение кабельной перемычки обеспечивает нормальное электроснабжение
обеих тяговых подстанций от оставшегося в работе другого центра системы.
Указанные режимы могут осуществляться без ограничения времени. Исходя
из этого и в соответствии с нагрузками подстанций, питающие линии выпол-
нены из одного или двух кабелей сечением 120, 150 или 185 мм2. Кабельные
перемычки выполнены во всех случаях двумя кабелями того же сечения,
что и основные питающие линии.
Сечения линий, питающих тяговые подстанции IV очереди (кольцевая
линия) и V очереди (Фрунзенский участок), выбраны по несколько другому
принципу. Схема питания этих подстанций обеспечивает работу поездов без
уменьшения размеров движения в случаях:
а) длительного выхода из строя одного питающего кабеля,
б) выпадения одной питающей двухкабельной линии или выхода из строя
центра Мосэнерго на время до одного часа.
В последнем случае в часы интенсивного графика движения поездов остав-
шиеся в работе питающие линии будут работать с перегрузкой, которая, од-
нако, не вызовет отключения масляных выключателей, так как уставки за-
щиты выбраны с учетом этого режима. В то же время должны быть приняты
меры к разгрузке подстанций.
16
Таким образом, в схему питания тяговых подстанций новых линий зало-
жен несколько меньший резерв, чем в схему первых трех очередей. Однако,
учитывая, что одновременное повреждение двух кабелей питающих линий или
длительный выход из строя питающего центра системы маловероятны, можно
считать, что описанная выше схема удовлетворяет предъявляемым высоким
требованиям бесперебойного электроснабжения метрополитена.
В нормальном режиме каждая тяговая подстанция питается, как правило,
по двум параллельно работающим линиям, а кабельная перемычка нагрузки
не несет и находится под охранным напряжением, т. е. включена только со
стороны одной подстанции. Кабельная перемычка ставится под нагрузку при
прекращении питания по основным линиям или же когда последние выводятся
из работы для ревизии, ремонта или профилактических испытаний кабелей.
(.Следует иметь в виду, что повреждение одной из линий не влечет за собой
прекращения питания тяговой подстанции, так как исправная линия благодаря
наличию направленной защиты остается включенной.
Помимо основных питающих линий, связывающих центры энергосистемы
с тяговыми подстанциями, на последние заведены резервные кабельные линии
трехфазного тока напряже-
нием 220 в (городские вво-
ды). Эти линии, обладаю-
щие незначительной про-
пускной способностью, слу-
жат для питания только
собственных нужд тяговых
подстанций на случай от-
ключения основных линий
в аварийных случаях или
при необходимости в ночное
время полностью снять вы-
Рис. 9. Принципиальная схема питания основных и
вспомогательных понизительных подстанций:
т-1, Т-2, Т-3—тяговые подстанции; П-1, П-2, П-3,П-4—основ-
ные понизительные подстанции; ПТ1, П Т2—вспомогательные
подстанции
сокое напряжение со всех
элементов подстанции для
проведения профилактичес-
ких испытаний распреде-
лительного устройства и
равных шин 6—10 кв. Городские вводы получают питание от близлежащих
к тяговым подстанциям городских трансформаторных пунктов энергосистемы.
На рис. 9 изображена принципиальная схема питания основных и вспо-
могательных понизительных подстанций. Как видно из схемы, каждая основ-
пая понизительная подстанция состоит из двух самостоятельных секций, ко-
торые в нормальном режиме работают раздельно, независимо друг от друга.
Каждая секция имеет силовой и осветительный трансформаторы, а в ряде
случаев также и трансформатор для питания устройств автоблокировки. Мощ-
ность трансформаторов каждой секции покрывает потребность в электроэнер-
1ии всех основных нагрузок данной подстанции. В нормальном режиме обе
секции понизительных подстанций находятся в работе; трансформаторы их
включены и каждая их группа снабжает примерно половину потребителей
1лектроэнергии станции и прилегающего участка тоннеля.
Питание каждой секции понизительной подстанции осуществляется по
।дельной кабельной линии от разных тяговых подстанций и, следовательно,
г разных центров энергосистемы. При такой схеме, называемой перекрестной
хемой питания, повреждение линии, питающей понизительную подстанцию,
ли прекращение питания от одной тяговой подстанции не приводят к прекра-
щению работы понизительной подстанции в целом и, следовательно, к закры-
нпо обслуживаемой ею пассажирской станции. Как следует из схемы, по та-
кому же принципу осуществляется электропитание двухсекционных вспо-
могательных понизительных подстанций, каждая секция которых получает
шпание по отдельной кабельной линии от основной понизительной подстанции
и имеет по одному силовому трансформатору со вторичным напряжением 380в.
'' Злказ 124 1
17
2. ПИТАНИЕ ПОДСТАНЦИЙ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЕ
электроснабжения
Выше была описана схема первичного электроснабжения метрополитена
при централизованной (сосредоточенной) системе питания. Такая система,
при которой наземные тяговые подстанции расположены на относительно боль-
шом расстоянии друг от друга применена на I, II, III и IV очередях Москов-
ского метрополитена.
Место постройки наземных тяговых подстанций зависит от наличия сво-
бодных участков в данном районе города, что в большинстве случаев не дает
возможности располагать их в непосредственной близости от сосредоточения
электротяговой нагрузки, т. е. вблизи пассажирских станций, где осуще-
ствляется пуск поездов. Электроснабжение новых линий Московского метро-
политена (Щербаковская линия), а также Ленинградского метрополитена вы-
полнено по системе децентрализованного (распределенного) питания.
При распределенной системе питания количество тяговых подстанций
возрастает, а мощность каждой подстанции уменьшается по сравнению с си-
стемой сосредоточенного питания. Двухагрегатные тяговые подстанции мон-
тируются в торцах пассажирских станций, т. е. в местах сосредоточения ос-
новных нагрузок, и размещаются в одном помещении с понизительными под-
станциями. Такие совмещенные тягово-понизительные подстанции (СТП)
имеют общие сборные шины 10 кв, вследствие чего отпадает необходимость
в высоковольтной распределительной сети.
Вследствие того, что при распределенной системе электроснабжения
количество тяговых подстанций увеличивается и сооружаются они в тоннель-
ных условиях, первоначальные затраты в этом случае несколько больше, чем
при сосредоточенном питании. Однако разница в первоначальных затратах
с избытком окупается благодаря серьезным технико-экономическим преиму-
ществам, которыми обладает система распределенного питания, особенно при
той интенсивности движения и высоких требованиях к бесперебойности элек-
троснабжения, которые имеют место на метрополитенах.
К основным преимуществам системы распределенного питания, которая
характеризуется сравнительно небольшими (1,5 — 2 км) расстояниями между
тяговыми подстанциями, следует отнести уменьшение потерь электроэнергии в
электротяговой сети, значительное облегчение решения вопросов электрической
защиты и уменьшение величины блуждающих токов. Уменьшение расстояния
между тяговыми подстанциями при распределенном питании способствует бла-
гоприятному использованию влияния внешних характеристик преобразова-
тельных агрегатов на распределение нагрузок между тяговыми подстанциями,
что позволяет не устанавливать на подстанциях специальных резервных агре-
гатов. Сооружение тяговой подстанции в тоннеле позволяет отказаться от при-
менения длинных кабельных линий, которыми наземные подстанции при со-
средоточенном питании, соединяются с контактным рельсом. К преимуществам
системы распределенного питания следует отнести также уменьшение коли-
чества кабельных линий 10 кв и высоковольтной аппаратуры, что достигается,
как указывалось выше, размещением тяговых и понизительных подстанций
в одном помещении.
В силу указанных обстоятельств для такой системе схема питания под-
станции от центров энергосистемы становится иной, чем при системе сосредо-
точенного питания. Как видно из схемы первичного электроснабжения при рас-
пределенном питании (рис. 10), на каждой совмещенной тягово-понизительной
подстанции имеются две секции шин Юке. Первые секции получают питание
непосредственно от питающего центра по двум параллельно работающим
кабельным линиям, а вторые секции непосредственной связи с энергосистемой
не имеют и получают питание через шины первых секций смежных подстанций.
В случае выхода из строя кабельной перемычки между первой секцией
одной подстанции и второй секцией смежной подстанции, в результате чего
последняя потеряет напряжение, питание ее потребителей по низкой стороне
18
автоматически переключается на трансформаторы другой секции этой же под-
станции. В дальнейшем включается секционный масляный выключатель,
после чего восстанавливается работа всех трансформаторов с питанием их от
' «гневных линий.
При повреждении одной из двух основных кабельных линий питание под-
станции не нарушается, так как благодаря наличию направленной защиты
исправная кабельная линия не отключается, пропускная же способность ее
достаточна для обеспечения максимального графика движения поездов.
В случае повреждения обоих основных кабельных линий или выхода из
строя питающего центра, в результате чего первая секция теряет напряже-
ние, питание ее восстанавливается от другого питающего центра через шины
смежной подстанции путем включения секционного масляного выключа-
теля. Пропускная способность двух параллельно работающих
линий достаточна для
основных
(беспечен и я п итан и я
обеих смежных подстан-
ций при максимальном
графике движения поез-
дов.
Из приведенного
анализа различных ре-
жимов видно, что в схе-
мы первичного электро-
Рис. 10. Принципиальная схема электроснабжения совме-
щенных подстанций при распределенном питании:
снабжения при распре-
деленной системе пита-
ния заложены те же ос-
иовные принципы, что
и при сосредоточенной
Т-1, Т-2, Т-3, Г--# —совмещенные тягово-понизительные
подстанции; Д—питающий центр
системе, а именно:
а) повреждение одной любой питающей высоковольтной линии не приво-
дит к нарушению работы подстанции;
б) одновременное повреждение обеих питающих высоковольтных линий
или выход из строя питающего центра нарушает работу подстанции лишь на
короткий промежуток времени, после чего ее работа восстанавливается, обес-
печивая питание при максимальном расчетном графике движения поездов;
в) питание каждой секции понизительной подстанции в нормальном ре-
жиме осуществляется отдельными линиями от разных центров энергосистемы
и поэтому повреждение одной из них или выход из строя питающего центра
не приводит к прекращению работы всей подстанции даже на короткое время.
ГЛ АВА III
СХЕМЫ ПИТАНИЯ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЯГОВОЙ ЭЛЕКТРОСЕТИ
Электротяговая сеть метрополйчена состоит из:
а) питающих кабельных линий 825 в, по которым электрическая энергия
от шин постоянного тока тяговой подстанции передается в контактную сеть;
б) контактной сети, выполненной контактным рельсом, с которого по-
средством токоприемников осуществляется съем энергии электропоездами.
Помимо контактного рельса, элементами контактной сети являются отрезки
кабелей, соединяющие отдельные участки контактного рельса в местах кон-
структивных разрывов (переход контактного рельса с одной стороны тоннеля
на другую, входы в притоннельные помещения, на стрелках и т. д.);
в) рельсовой сети, по которой электрический ток возвращается на тяговую
подстанцию;
2*
19
г) отсасывающей сети, соединяющей рельсовую сеть с минусовой шиной
тяговой подстанции и, следовательно, с нулевыми точками тяговых трансфор-
маторов.
Помимо названных основных элементов, тяговая сеть включает в себя
также значительное количество коммутационных аппаратов, служащих для
секционирования контактной сети и для резервирования питания отдельных
ее участков.
2. ДВУСТОРОННЕЕ ПИТАНИЕ УЧАСТКОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Подстанция Б
Зона действия БДЗ подстанции Д
Ток короткого замыкания подстанции Б
Мёртвая зона ЬДВ
подстанции А
Ток уставки 5ДВ
Зона защитного дейс-
твия БДЗ обеих подстат ай
Зона действия 5Д8 подстанции Б
Ток иста 8ни. БДд
Мертвая зона БДв подстанции Б
Рис. 11. Диаграмма защищенности контакт-
ной сети при отсутствии блокировки между
выключателями
Ток короткого замыкания
подстаниии 6
Контактный рельс каждого главного пути разделен на участки, полу-
чающие питание, как правило, от двух смежных тяговых подстанций. Исклю-
чение составляют конечные (кон-
сольные) участки сравнительно
небольшой протяженности.
Применение двустороннего пи-
тания участков контактной сети
приводит к уменьшению потерь
энергии, расходуемой на движение
поездов, и создает более устойчивое
напряжение на токоприемнике по-
езда по сравнению с односторонним
питанием.
Питание участка контактной
сети от двух тяговых подстанций
улучшает режим работы подстан-
ций, создает более равномерную
загрузку ртутновыпрямительных
агрегатов и позволяет в случае
необходимости путем изменения
количества включенных агрегатов
на смежных подстанциях осуще-
ствлять перераспределение нагруз-
ки между ними.
Применение двусторонней схе-
мы питания устраняет также один
из существенных недостатков схе-
мы одностороннего питания, при
которой в точке токораздела меж-
ду смежными участками контакт-
ной сети может иметь место значительная разность напряжений, которая
приводит к нарушению нормального токосъема, подгару токоприемников и
контактного рельса и толчкам при ведении поезда.
Однако двустороннее питание контактной сети требует некоторого услож-
нения схемы управления фидерными выключателями.
Параллельная работа тяговых подстанций, осуществляемая при двусто-
роннем питании, вызывает удлинение подключенных к ним участков контакт-
ной сети. В результате этого при повреждении сети в противоположном от
подстанции конце сопротивление цепи короткого замыкания становится почти
вдвое больше, чем если бы участок контактной сети между двумя подстанциями
был электрически разделен посередине. Такое положение в ряде случаев при-
водит к тому, что ток уставки фидерных быстродействующих выключателей,
определяемый рабочими токами поездов, становится больше тока короткого
замыкания в наиболее удаленной от подстанции точке контактной сети. На-
рушается основное требование надежной электрической защиты контактной
сети:
кз > Iубдв
20
где IK3 — минимальный ток повреждения в наиболее удаленной^точке;
1у бдв — ток уставки фидерного быстродействующего выключателя.
1Раб — максимально возможный ток фидера при наиболее интенсивном
движении поездов.
На рис. И представлена диаграмма защищенности контактной сети при
параллельной работе тяговых подстанций и отсутствии специальных устройств,
ликвидирующих мертвую зону защиты. При коротком замыкании в точке а
отключается выключатель только на подстанции А; подстанция Б продолжает
питать место повреждения. При коротком замыкании в точке б отключается
выключатель только на подстанции Б; подстанция А продолжает питать место
повреждения. Для предотвращения такого явления на тяговых подстанциях
метрополитена осуществлена схе-
ма «блокировки» между фидерными Д Подстанция Б
выключателями. х , k Взаимная связь между ВДВ
Принцип «блокировки» за клю- . Ч-----------------------------
чается в том, что фидерные вык-
лючатели смежных подстанций, пи- --------------------------------
тающие один и тот же участок кон-
тактной сети, связаны между собой
таким образом, что отключение од-
ного из них влечет за собой отклю-
чение другого выключателя, пи-
тающего участок контактной сети
от смежной подстанции.
На рис. 12 представлена диаг-
рамма защищенности контактной
сети при параллельной работе тяго-
вых подстанций и наличии блоки-
Вона действия ВДВ подстанции Б
Зона действия ВДВ подстанции Д
Ток короткого замыкания подстанции Д
ТКЗ подстанции Б
Ток уставки. ВДВ
Рис. 12. Диаграмма защищенности контакт-
ной сети при наличии блокировки между
выключателями
ровки между выключателями смеж-
ных подстанций. Как видно из этой диаграммы, для полной защиты контакт-
ной сети при наличии блокировки необходимо, чтобы ток уставки каждого
из быстродействующих выключателей был меньше тока короткого замыкания
в середине защищаемого участка.
3. СЕКЦИОНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Контактная сеть метрополитена не является единой электрически целой
цепью, а разделена на отдельные участки. Такое деление контактной сети на
участки (секции) называется секционированием и позволяет:
а) обеспечить надежную электрическую защиту контактной сети;
б) отключать при повреждениях и перегрузках только тот участок (сек-
цию) контактной сети, где произошло повреждение или перегрузка, не нару-
шая питания других участков трассы;
в) снимать напряжение с любого отдельного сравнительно небольшого
участка в случае необходимости производства ремонтных или других работ.
Деление контактной сети на участки осуществляется в местах присоеди-
нения питающих линий к контактному рельсу. В этих местах создаются раз-
рывы контактного рельса, которые называются токоразделами.
Величина разрыва контактного рельса нормируется и должна быть,
как правило, несколько больше расстояния между двумя токоприемниками
одного вагона или секции поезда. В этом случае токораздел называется не-
пгрекрываемым. При несоблюдении этого условия поезд, продолжающий
двигаться по участку, с которого напряжение не снято, своими соединенными
между собой токоприемниками перекроет разрыв контактного рельса и подаст
напряжение на поврежденный участок или на место производства работ. Не-
пгрекрываемый токораздел машинист электропоезда должен проходить с вы-
ключенными электродвигателями. Однако в отдельных (правда редких) слу-
чаях токоразделы приходится делать перекрываемыми, т. е. такими, что раз-
21
рыв контактного рельса может быть перекрыт токоприемниками одного вагона
или одной секции поезда. К такому решению приходится прибегать в тех слу-
чаях, когда токораздел оказывается на крутом подъеме, или в других местах,
где машинист не может выключить двигатели электропоезда без риска поте-
рять скорость и не преодолеть участка, который поезд вынужден проходить
без питания.
4. СХЕМЫ ПИТАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Схемы контактной сети по принципу построения могут быть разделены на
перегонные участки с двусторонним питанием, перегонные участки с одно-
сторонним питанием, тупики, депо и соединительные ветки.
На рис. 13 приведена принципиальная схема питания перегонного уча-
стка контактной сети с двусторонним питанием. Как видно из схемы, в каждый
питающий фидер вмонтирован дистанционно управляемый разъединитель
(так называемый продольный разъединитель). Между каждой парой фидеров,
питающих разные участки одного пути, устанавливается такой же дистан-
ционно управляемый разъединитель (поперечный разъединитель).
Рис. 13. Принципиальная схема участка контактной сети с двусторонним питанием:
2/, 22, 23, 24, 31, 32, 33» 34 — быстродействующие выключатели; 1-4, 1-3, 2-4 дистанционно
управляемые разъединители с электроприводом
Эти разъединители, по шести для каждой тяговой подстанции, устанав-
ливаются в тоннеле, в непосредственной близости от контактного рельса,
и в совокупности называются постом переключения.
При существующей в настоящее время па метрополитене системе центра-
лизованного (сосредоточенного) питания контактной сети наземные тяговые
подстанции соединяются с контактным рельсом посредством кабелей, длина
которых достигает в ряде случаев 400—500 лт. Как показал опыт эксплуатации,
изоляция кабеля может повреждаться значительно чаще, чем изоляция кон-
тактного рельса, и поэтому кабельные участки справедливо считаются наи-
более уязвимыми элементами контактной сети.
Само собой разумеется, что повреждение кабеля на участке от тяговой
подстанции до контактного рельса при невозможности быстрого отключения
поврежденного участка вызовет прекращение движения поездов на данном
перегоне, а через короткий промежуток времени и по всей линии.
Продольные разъединители постов переключения создают возможность
отсоединить поврежденный кабельный фидер и восстановить питание контакт-
ного рельса от смежной тяговой подстанции. Включением поперечного разъ-
единителя можно в случае необходимости перевести питание участка контакт-
ного рельса, кабельный фидер которого поврежден, на другой фидер той же
22
подстанции и восстановить тем самым двустороннее питание трассы. При не-
возможности использовать по каким-либо причинам тяговую подстанцию для
питания контактного рельса, например при выходе из строя ртутных выпря-
мителей, питание контактного рельса может осуществляться от соседних
подстанций через шины данной подстанции, которая в этом случае превра-
щается в пост секционирования.
В случае повреждения шин постоянного тока тяговой подстанции все
продольные разъединители поста переключения отключаются, после чего пита-
ние контактного рельса восстанавливается от соседних подстанций. В отдель-
ных случаях, после отключения продольных разъединителей, включают оба
поперечных разъединителя, что дает возможность осуществить двустороннее
питание контактного рельса без участия тяговой подстанции, на которой
произошло повреждение.
Наличие у разъединителей постов переключения моторных приводов,
управление которыми осуществляется с тяговых подстанций] или с электро-
диспетчерского пункта, позволяет выполнить необходимые оперативные пе-
реключения в течение 2—3 мин и тем самым в короткий срок восстановить
Рис. 14. Принципиальная схема контактной сети концевой пассажирской станции
и тупика. Обозначения те же, что и на рис. 13
питание трассы. Через разъединители 1 и 3 происходит питание противо-
положно направленных участков контактного рельса нечетного пути. Разъе-
динитель 1—3 служит для поперечного секционирования участков контакт-
ного рельса I (нечетного) пути. Разъединители 2, 4 и 2—4 соответственно имеют
ш же назначение, но для II (четного) пути.
Посты переключения маркируются теми же номерами, что и тяговые под-
станции, к которым они примыкают.
Надежному питанию контактного рельса тупиков, через которые осу-
ществляется оборот поездов на концевых станциях, придается не меньшее зна-
чение, чем питанию контактного рельса главных путей.
На рис. 14 представлена принципиальная схема контактной сети конце-
юй пассажирской станции и тупика.
В случае повреждения кабеля, питающего от тяговой подстанции сборные
пипы в тупике, разъединитель 1 отключается и питание контактного рельса
уника осуществляется от контактного рельса одного из главных путей через
разъединители 3 или 4. Так как последние, а также разъединитель 1 оборудо-
ваны моторными приводами и управляются стяговой подстанции или сэлектро-
ин'петчерского пункта, восстановление питания контактного рельса тупиков
дествляется в весьма короткий срок. Разъединители 3 и 4 могут быть также
льзованы для резервирования питания контактного рельса главных путей
ольного участка при нарушении их нормальной схемы и невозможности
• ..ильзовать поперечные разъединители поста переключения. Разъедини-
23
тели 5 и 6 служат для снятия напряжения с контактного рельса ремонтных
канав при производстве на них ремонта или осмотра подвижного состава.
Помимо указанных выше разъединителей контактной сети, в схеме тупи-
ков имеются также разъединители в цепи ходовых рельсов. При необходимости
производить работы на ремонтных канавах эти разъединители отключаются
и отсоединяют участок ходовых рельсов в пределах канавы от остальной
трассы, предотвращая тем самым появление потенциала на ходовых рельсах
в месте работы. Необходимость этих разъединителей подтверждается опытом
эксплуатации, так как потенциал ходовых рельсов длинных концевых участ-
ков при больших размерах движения достигает нескольких десятков вольт
и становится небезопасным для ремонтного персонала.
Однако не все элементы тяговой электросети имеют такое надежное резер-
вирование, как описано выше. Повреждение отрезков кабелей 825 в, соединяю-
щих отдельные участки контактного рельса в тоннеле и
контактный рельсе постом переключения, а также поврежде-
ния контактного рельса вызывают серьезные нарушения
графика движения поездов, так как питание электроэнер-
гией не может быть восстановлено до прибытия на место
бригады скорой технической помощи и отсоединения повреж-
денного кабеля или исправ-
ления нарушенной изоля-
Тяговая
подстанция
ции контактного рельса.
Учитывая, что контактный
рельс в значительно мень-
шей степени подвержен
повреждениям, чем кабель,
У1асс.ст.б\
Рис. 15. Принципиальная схема участка контактной
сети с промежуточными тупиками. Обозначения те же,
что и на рис. 13
при проектировании и в
п ро цессе эксп л у ата ци и
стремятся к тому, чтобы
неотключаемых отрезков
кабеля в тоннеле было возможно меньше. В тех случаях, когда позволяет
габарит тоннеля, кабели заменяют голыми шинами, проложенными на изо-
ляторах.
Для возможности быстрого восстановления движения поездов хотя бы на
части трассы в случае повреждения элементов сети, которые не могут быть
отключены коммутационными аппаратами, в контактной рельс главных путей
вмонтированы дополнительные разъединители. Как видно из рис. 15, эти разъ-
единители устанавливаются непосредственно за промежуточными тупиками,
по которым в нормальных условиях оборот поездов не производится (обычно
оборот поездов осуществляется по тупикам, расположенным в начале и в конце
линии). Если повреждение контактной сети или какие-либо другие причины
на станции А или дальше, влево от нее, не позволяют продолжать движение
по всей линии, разъединитель а или б (а в некоторых случаях и оба одновре-
менно) отключается, подается напряжение на участок вправо от них, и движе-
ние поездов организуется с оборотом через промежуточный тупик. Так как
разъединители а и б оборудованы моторными приводами и управляются с бли-
жайших блок-постов, операции с ними выполняются быстро. Такого рода
разъединители используются также при отыскании места невидимого по-
вреждения в контактной сети путем деления ее на части и определения по-
средством подачи рабочего напряжения, в какой из частей имеется повреж-
дение.
На рис. 16 приведена принципиальная схема контактной сети депо. Как
видно из схемы, питание депо в целом и отдельных его участков резервируется
с помощью разъединителей с ручным приводом. Здесь нет необходимости
в моторных приводах к разъединителям, так как в депо имеется постоянный
дежурный персонал, могущий произвести необходимые переключения, и,
кроме того, быстрота восстановления питания контактного рельса для депо
имеет меньшее значение, чем для перегонов и тупиков.
24
Разъединители Рх и Р2 служат для резервирования питания контактного
рельса депо от контактных рельсов главных путей в случае повреждения ос-
новной линии, питающей депо от тяговой подстанции. Посредством разъеди-
нителя Р3 осуществляется взаимное резервирование кабелей, питающих кон-
тактные рельсы вееров Л и Б от распределительного пункта депо. Разъеди-
нитель Р4 служит для резервирования питания контактного рельса канав депо
при повреждении питающего кабеля.
ft и
/4 и
Показанное на схеме секционирование [разъединителем шин 825 в
тяговой подстанции позволяет осуществлять питание депо в ночное
время, отключив основную часть шин, что весьма важно для выполнения
ревизионно-ремонтных работ и удобно в оперативном отношении. Днем, во
время движения поез-
дов, этот разъединитель
замкнут и шины подстан-
ции представляют собой
единое целое.
Принципиальная схе-
ма питания контактной
сети от совмещенных тя-
гово-понизительных под-
станций (СТП) одного из
радиусов приведена на
рис. 17, а.
В случае выхода из
строя одного из двух
рту тно выпрямительных
агрегатов на подстанции
контактные рельсыобоих
путей будут продолжать
питаться от оставшегося
в работе агрегата, при-
чем часть нагрузки обоих путей возьмут на себя агрегаты смежных подстанций.
Схема Ленинградского метрополитена, где также осуществлена система
распределенного электроснабжения, построена по несколько другому прин-
ципу (рис. 17, б). Здесь шины 825 в подстанции разделены на две секции, каж-
дая из которых связывается питающими линиями с контактным рельсом од-
ного пути. Врезанный между секциями быстродействующий выключатель
в нормальном режиме включен. При выходе из строя одного агрегата (напри-
мер на первой секции) секционный быстродействующий выключатель авто-
25
Рис.
17. Принципиальная схема питания контактной
сети от совмещенных подстанций:
а—Московский вариант;’#—Ленинградский вариант. Обозначения
те же/что и на рис. 13
матически отключается. Питание второго пути в этом режиме осуществляется
от агрегата второй секции, а питание первого пути берут на себя агрегаты смеж-
ных подстанций, а первая секция работает как пост секционирования.
Расчеты, проведенные при проектировании, подтвердили возможность
применения как одной, так и другой системы. Какая из описанных систем рас-
пределенного электроснабжения предпочтительнее для условий метрополите-
нов, покажет эксплуатационная практика
Токоразделы при распределенной системе питания находятся при входе
на станцию, так как устройство неперекрываемого токораздела при выходе со
станции вызвало бы необходимость отключения двигателей поезда сразу же
после трогания со станции, т. е. в тот момент, когда поезд не успел еще развить
скорость. В силу этого одна из четырех линий, питающих контактный рельс
от тяговой подстанции, значительно длиннее остальных и выполняется кабе-
лем. В месте подсоединения к контактному рельсу в эту линию врезается ди-
станционно управляемый разъединитель с моторным приводом, что позволяет'
при повреждении кабеля в короткий срок восстановить одностороннее
питание участка.
Как на Московском, так и на Ленинградском метрополитенах вблизи
пассажирских станций по каждому пути установлены так называемые «корот-
козамыкатели» — разъединители с ручным приводом, посредством которых
можно замкнуть контактный рельс с ходовым. Короткозамыкатели вклю-
чаются после окончания движения поездов и снятия напряжения с трассы и
служат для обеспечения безопасности при производстве работ в тоннеле в ноч-
ное время.
5. МАРКИРОВКА ЭЛЕМЕНТОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Система маркировки элементов контактной сети метрополитена разрабо-
тана на основе длительного эксплуатационного опыта и оправдала себя как
в нормальных условиях, так и особенно в процессе ликвидации ненормаль-
ностей.
Нумерация питающих фидеров постоянного тока принята двух- или трех-
значной, причем первая цифра номера фидера или первые две цифры (если
номер подстанции более девяти) обозначают номер тяговой подстанции, от
которой данный фидер получает питание, а последняя цифра номера фидера
определяет, какой путь и какое направление питается по данному фидеру.
Фидер, питающий первый (нечетный) главный путь в сторону начала данной
линии метрополитена, нумеруется первым; фидер, питающий первый главный
путь в сторону конца линии, нумеруется третьим; фидеры, питающие второй
(четный) главный путь, соответственно нумеруются вторым и четвертым.
Началом Фрунзенско-Кировского диаметра считается станция Соколь-
ники, Горьковско-Замоскворецкого — станция Автозаводская, Арбатско-
Покровского — станция Первомайская.
Фидеры, питающие депо, тупики и соединительные ветки, обозначаются
пятыми и шестыми номерами.
Таким образом, номер 22 обозначает, что данный фидер от тяговой подстан-
ции № 2 (Т-2) питает контактную сеть второго главного пути в сторону начала
линии; номер 103 обозначает, что данный фидер от тяговой подстанции № 10
(Т-10) питает контактную сеть первого главного пути в сторону конца линии.
Маркировка кабелей 825 в осуществляется посредством навешивания на
них пластмассовых бирок, на которых с помощью трех рядов цифр отражены
данные о кабеле. Диаметр бирки составляет 50 мм, ее толщина — 3 мм.
Бирки на кабелях 825 в, идущих от тяговой подстанции до поста переклю-
чения и от поста переключения до контактного рельса, содержат следующие
данные: 1-й ряд цифр — номер фидера; 2-й ряд — номер кабеля в фидере;
3-й ряд — сечение жилы кабеля.
Бирки на кабельных перемычках 825 в, соединяющих разрывы контакт-
ного рельса в тоннеле, включают: 1-й ряд цифр—номер перемычки, ко-
26
торый состоит из номера фидера, питающего данный участок контактной сети,
и порядкового номера перемычки, считая от поста переключения*/ 2-й ряд —
номер кабеля в перемычке; 3-й ряд — сечение жилы кабеля.
Бирки на кабельных перемычках 825 в, отходящих от тупиковых сборок,
содержат: 1-й ряд — номер перемычки, который состоит из номера фидера,
питающего сборку, номера разъединителя сборки, от которого отходит кабель,
и порядковый номер перемычки, считая от сборки; 2-й ряд — номер кабеля
в перемычке; 3-й ряд — сечение жилы кабеля.
Разъединители сети 825 в также имеют свою маркировку.
Продольные разъединители поста переключения нумеруются соответ-
ственно номеру фидера постоянного тока, в который данный разъединитель
врезан. Так, например, фидеру 21 соответствует продольный разъединитель
№ 1 (см. рис. 13), фидеру 22 — продольный разъединитель № 2 и т. д.
Из этой же фигуры видна и маркировка поперечных разъединителей поста
переключения, которые нумеруются соответственно номерам секционируемым
ими фидеров.
Вводной разъединитель тупиковой сборки 825 в получает тот же номер,
что и фидер, питающий эту сборку. Отходящие разъединители тупиковой
сборки имеют порядковые номера (1, 2, 3 и т. д.).
Разъединители 825 в, врезанные в контактный рельс для секционирования
сети, маркируются дробью, в числителе которой показан номера фидеров, пи-
тающих данный участок контактной сети, а в знаменателе — порядковый но-
Юз____________________________________________________331
мер разъединителя на участке. Так, например, номер -—— обозначает,
что данный разъединитель находится на участке, питаемом фидерами № 103
и 331, и от поста переключения ЛЬ 10 является первым по порядку. \ ,
ГЛАВА IV
СХЕМЫ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД МЕТРОПОЛИТЕНА И РЕЖИМЫ РАБОТЫ СЕТИ
Из сказанного выше видно, что питающие схемы высокого напряжения
обладают необходимыми резервами, правильное применение которых позво-
ляет обеспечить бесперебойное электроснабжение даже в случае повреждения
отдельных элементов электросети.
Однако задача надежного снабжения электроэнергией потребителей метро-
политена не могла бы считаться полностью решенной только выполнением
указанных выше мероприятий. Необходимо, чтобы электрические сети пере-
менного тока напряжением 380 и 220/127 в также имели резерв и обладали
необходимой гибкостью для восстановления питания при выходе из строя ка-
ких-либо элементов схемы.
1. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ ЭСКАЛАТОРОВ
На рис. 18, 19, 20 и 21 представлены схемы питания двигателей эскала-
торов для различных групп понизительных подстанций. Как видно из рас-
-’.мотрения этих схем, при их проектировании соблюдается единый принцип,
.включающийся в том, что: 1) каждая машина получает питание от шин 380 в
юнизительной подстанции самостоятельным фидером и 2) в каждом машинном
^але эскалаторов имеется резервная сборка, которая питается отдельным
фидером от шин подстанции и от которой может получить питание любая эска-
1аторная машина в случае прекращения питания по ее основному фидеру.
Исключением из этого правила является незначительная группа подстан-
ций, где резервная сборка отсутствует, и вместо нее к каждой машине подво-
1ится свой (самостоятельный) резервный питающий фидер (рис. 19).
Схемы построены таким образом, что питание двух эскалаторных машин
и нормальном режиме осуществляется от одной секции понизительной под-
27
станции, а питание третьей машины и резервного фидера — от другой секции.
Благодаря такому распределению питания в случае выхода из строя любой
Рис. 18. Схема питания
двигателей эскалаторов с
одним резервным фидером
Рис. 19. Схема питания
двигателей эскалаторов с
тремя резервными фидерами
I 000
I Зск.1 Зск.2 Зск.З
\ Машинный зил
\^скалипю£рв____।
Рис. 20. Схема питания
двигателей эскалаторов
с резервным фидером,
переключаемым на любую
секцию подстанции
Г Подстанция
Машинный зал
L эскалаторов_
Рис. 21. Схема питания
двигателей эскалаторов с
автоматически переклю-
чающимся резервным
фидером
секции понизительной подстанции не менее двух ма-
шин из трех не прекращают работу.
На некоторых подстанциях для повышения гиб-
кости схемы резервирования питания резервный фи-
дер посредством переключателя может присоединять-
ся к любой секции шин 380 в (рис. 20).
На автоматизированных подстанциях (рис. 21)
фидер, питающий резервную сборку, в случае про-
падания напряжения на секции, к которой он был
подключен, автоматически, посредством контакторов,
переключается на другую секцию понизительной под-
станции, что ускоряет включение резерва.
2. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ
САНТЕХНИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Электродвигатели санитарно-технических уста-
новок получают питание от шин 380 в понизитель-
ных подстанций. Обычно питание осуществляется
отдельными кабельными линиями, причем для основ-
ных насосных установок, имеющих большой дебет
воды, прокладывают по две кабельных линии, под-
ключенные к разным секциям понизительных под-
станций. Питание в этом случае осуществляется по
одной линии, вторая же находится под напряжением
в резерве; в помещении насосной установлена сборка,
посредством которой питание электродвигателей может переключаться с одной
линии на другую. В отдельных случаях питание нескольких менее ответствен-
ных мелких агрегатов осуществляется группами по одному или двум кабелям.
28
Питающие кабели на понизительных подстанциях защищаются плавкими
предохранителями, которые осуществляют также защиту двигателей санитар-
ии технических установок при коротких замыканиях. Для защиты от перегру-
зи служат тепловые реле магнитных пускателей, устанавливаемые непо-
• рсдственно у двигателей.
3. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЕЙ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Основные помещения пассажирских станций имеют по несколько группо-
вых щитов освещения, причем питание этих щитов осуществляется от различ-
ных секций понизительных подстанций. Благодаря этому прекращение пита-
нии от какой-либо одной секции понизительной подстанции не приводит к пол-
ному погасанию света.
Тоннель
Рис. 22. Схема питания освещения
станций и тоннеля первых трех
очередей
Аварийная
секция
Резервируемая
Тоннель
Рис. 23. Схема питания освещения
станций и тоннеля IV очереди
В наиболее ответственных помещениях, к которым относятся платформы,
вестибюли, эскалаторные залы, блок-посты и некоторые другие, выделяются
гиетильники аварийного освещения, питаемые от секции аварийного освеще-
ния. К аварийной секции подключено также рабочее освещение тоннеля.
Аварийная секция в нормальном режиме получает питание от трансформа-
П>ров понизительных подстанций, а при исчезновении напряжения автома-
1П'< ки переключается на аккумуляторную батарею. Питание отдельных све-
Л' точек распределено территориально равномерно между групповыми
и, получающими питание от основных секций или аварийных шин ПОНИ-
411 пой подстанции.
жим образом, тоннель и основные помещения пассажирских станций,
t/к (гасание света технологически недопустимо, даже при полном пре-
й|> -1ии питания со стороны энергосистемы, будут освещаться в достаточ-
ной для продолжения работы степени.
Питание дополнительного освещения тоннеля осуществлено различно.
Ни понизительных подстанциях первых трех очередей метрополитена допол-
нительное освещение тоннеля получает питание от аварийной секции (рис. 22),
цн IV очереди — от так называемой резервируемой секции, которая автома-
1ически переключается на любой из осветительных трансформаторов (рис. 23),
и на V очереди Московского и на Ленинградском метрополитенах — от рабо-
чих секций осветительного щита (рис. 24). Изменение способов питания до-
29
П путь
Рис. 24. Схема питания освещения станций
и тоннеля V очереди
полнительного освещения тоннеля дало возможность уменьшить емкость
аккумуляторных батарей на понизительных подстанциях и тем самым умень-
шить первоначальные затраты и эксплуатационные расходы.
Схемы электрической сети дополнительного освещения тоннеля V оче-
реди Московского и Ленинградского метрополитенов также несколько отли-
чаются от схем первых очередей (рис. 24). Здесь питание светильников, уста-
новленных на противоположных
стенках тоннеля, выполнено
отдельными фидерами. Поэтому
повреждение какого-либо фидера
или обесточение одной из сек-
ций понизительной подстанции
не приводит к полному погаса-
нию дополнительного освеще-
ния. Такая схема позволила от-
казаться от питания дополни-
тельного освещения от аварий-
ной или резервируемой секции
и значительно облегчила ремонт-
ные и ревизионные работы.
Управление рабочим осве-
щением пассажирской станции
осуществляется как непосред-
ственно со щита подстанции
(посредством фидерных рубиль-
ников), так и с групповых щитов,
где возможны операции по от-
дельным группам. Управление
аварийным освещением и рабо-
чим освещением тоннеля может
производиться только со щита
понизительной подстанции.
Управление дополнительным
освещением тоннеля осуществ-
ляется двумя способами. В тех
случаях, когда трасса кабелей,
от кабины дежурного по станции,
питающих освещение, проходит недалеко
кабель заводится в кабину и в него врезаются рубильники, которыми опери-
рует дежурный по станции. Когда кабели проходят далеко от кабины, — в
ней устанавливаются кнопки, посредством которых дистанционно управляют-
ся контакторы фидеров дополнительного освещения на понизительных под-
станциях.
4. СХЕМА ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ АВТОБЛОКИРОВКИ
Как указывалось выше, аппаратура автоблокировки весьма чувствительна
к колебаниям напряжения, и поэтому питание этих устройств осуществляется
от специальных трансформаторов 6—10/0,38 кв или 6—10/0,127кв, установлен-
ных на основных понизительных подстанциях.
На рис. 25 представлена принципиальная однолинейная схема питания
электроэнергией устройств автоблокировки на одном из участков Московского
метрополитена, где на понизительных подстанциях установлены трансфор-
маторы со вторичным напряжением 380 в. Показанные на схеме промежуточ-
ные трансформаторы 380/110 в установлены на блок-постах и на перегонах
у каждого светофора и служат для питания рельсовых цепей, линейных реле,
автостопов, ламп светофоров, а также для освещения шкафов, в которых смон-
тированы эти трансформаторы и рубильники.
Если трансформаторы понизительных подстанций имеют вторичное на-
пряжение, равное 127 в, промежуточные трансформаторы не устанавливаются
30
и питание упомянутых выше нагрузок осуществляется непосредственно от
гети 127 в.
Положение рубильников, показанное на схеме, соответствует нормальному
режиму, при котором устройства автоблокировки каждого главного пути
получают питание от шин 380 в понизительной подстанции по отдельной кабель-
ной линии. В нормальном режиме понизительная подстанция питает устрой-
1ва автоблокировки в обе стороны примерно до половины расстояния между
Чой и соседней питающей подстанцией.
Рис. 25. Принципиальная однолинейная схема питания^ устройств автоблокировки.
Пунктиром обведены шкафы автоблокировки
При повреждении одной из питающих линий (например I пути) рубиль-
ник Pj отключается, а рубильники поперечного секционирования (Рпо^ вклю-
чаются, в результате чего питание автоблокировки обоих главных путей пере-
водится на одну линию, пропускная способность которой рассчитана на этот
режим.
В случае повреждения шин понизительной подстанции или отсутствия
напряжения на них рубильники Р/ и Рц отключаются и включаются рубиль-
ники продольного секционирования PJrip и в результате чего питание пере-
водится на соседние подстанции. Нормально включенные рубильники сек-
ционирования на перегоне (Ро) служат для возможности выделения повреж-
денного участка и восстановления питания по остальной сети.
Следует отметить, что способы питания устройств автоблокировки не во
всех случаях точно соответствуют приведенной схеме. Однако эти различия
несущественны, так как принцип построения питания и резервирования при-
нят тот же, который описан выше.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
СХЕМЫ ГЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ И КОНСТРУКЦИЯ
ПОДСТАНЦИЙ
ГЛАВА V
СХЕМЫ ГЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ И КОНСТРУКТИВНОЕ
ВЫПОЛНЕНИЕ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
На трех диаметральных и кольцевой линиях Московского метрополитена
(I—IV очереди строительства) применена централизованная система элек-
троснабжения, причем на тяговых подстанциях каждой последующей оче-
реди строительства осуществлены лучшие по сравнению с предыдущей схем-
ные решения, достигнута более рациональная компоновка, применены более
совершенные оборудование и аппаратура. На Ленинградском метрополитене
и последующих очередях строительства Московского метрополитена приме-
нена распределенная система питания.
Мощность тяговых подстанций и расстояние между ними для метрополи-
тена, как и для других электрифицируемых дорог, определяются электриче-
ским расчетом тяговой сети и выбираются по наивыгоднейшему из нескольких
вариантов. При этом, однако, особое внимание уделяется вопросу бесперебой-
ного электроснабжения трассы при различных режимах работы питающей
энергосистемы и системы метрополитена. Расположение тяговых подстанций
при централизованном электроснабжении уточняется возможностью отвода
для них площадок городскими организациями. Электрический расчет тяговой
сети при распределенной системе питания выполняется для заданного распо-
ложения совмещенных тягово-понизительных подстанций (в торцах пассажир-
ских станций). Сравнением вариантов резервирования питания при различ-
ных режимах определяется мощность агрегатов и выбираются другие основ-
ные элементы подстанции. Опыт Московского и Ленинградского метрополите-
нов показал, что при определении мощности подстанций распределенной си-
стемы электроснабжения большое уточнение вносит учет внешних характе-
ристик подстанций, а также допустимых колебаний напряжения в питающей
сети 6—10 кв.
Резервирование питания контактной сети, имеющей централизованное
и распределенное электроснабжение, осуществляется различно. При центра-
лизованном электроснабжении на каждой тяговой подстанции установлен один
резервный ртутновыпрямительный агрегат той же мощности, что и рабочие
агрегаты, предназначенный для замены любого рабочего агрегата при его
ремонте или осмотре, а также в случае аварийного отключения. На совмещен-
ных тягово-понизительных подстанциях резервные агрегаты не предусмотрены.
В случае выхода из строя одного из ртутных выпрямителей приходившуюся
на него нагрузку принимают на себя агрегаты соседних подстанций, которые
рассчитаны на такой режим. Таким образом, временный выход из строя од-
ного или всех ртутных выпрямителей одной совмещенной подстанции отно-
сится к числу нормальных расчетных режимов работы.
Возможны два решения.
32
Так, на совмещенных подстанциях Московского метрополитен^ при выпа-
дении из работы одного выпрямителя оставшийся подсоединенным к контакт-'
ной сети разгружается за счет изменения коэффициента трансформации тяго-
вого трансформатора под нагрузкой или же за счет сеточного регулирования
напряжения выпрямителя и т. п. Кроме того, происходит естественная раз-
грузка подстанции, на которой остался в работе только один агрегат, за счет
изменения ее внешней характеристики. Часть нагрузки возьмут на себя смеж-
ные подстанции.
На совмещенных подстанциях Ленинградского метрополитена разгрузка
оставшегося в работе агрегата осуществляется делением шин 825 в на две
секции специальным БДВ, т. е. подключением каждого выпрямителя к своей
секции. Нормально должны быть включены оба ртутных выпрямителя и сек-
ционный БДВ. При выходе из строя одного выпрямителя одновременно отклю-
чается секционный БДВ. Следовательно, оставшийся в работе выпрямитель
будет подсоединен к контактному рельсу одного пути. Контактный рельс дру-
гого пути будет получать питание от смежных совмещенных подстанций. При
этом фидерные БДВ секции, от которой отключился выпрямитель, останутся
включенными, и указанная секция шин будет работать как пост секциониро-
вания. Таким образом, в схеме подстанций Ленинградского метрополитена
принято другое решение по разгрузке подстанции при выпадении из рабо-
ты одного выпрямителя по сравнению с СТП .Московского метрополитена.
Окончательную оценку той или иной схемы можно будет дать на основе
опыта эксплуатации.
Мощность тяговых подстанций в момент ввода в эксплуатацию линии
метрополитена соответствует устанавливаемым на первый период развития
размерам движения и усиливается по мере увеличения интенсивности пасса-
жироперевозок.
Строительная часть наземных тяговых подстанций выполняется с учетом
установки на них числа агрегатов, соответствующего полной пропускной спо-
собности линий. Дополнительные агрегаты монтируются, как правило, на
оставленных для них местах и лишь в отдельных случаях предусматривается
замена установленных агрегатов более мощными и частичная замена неко-
торых коммутационных аппаратов. Аналогично намечено увеличивать мощ-
ность совмещенных тягово-понизительных подстанций и пропускную способ-
ность линии при увеличении размеров движения на участках, где применена
распределенная система электроснабжения.
2. СХЕМЫ ГЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Установить, в какой мере тяговые подстанции отвечают требованиям бес-
перебойного электроснабжения потребителей метрополитена, проще всего
анализом схем главной коммутации. Такой анализ целесообразно произво-.
дить в соответствии с очередностью строительства тяговых подстанций раз-
личных типов. При этом следует сделать несколько оговорок.
Во-первых, отдельно дается описание многоагрегатной подстанции с ши-
роким секционированием шин как по стороне питания (10 кв), так и по сто-
роне выпрямленного тока, питающего контактную сеть (825 в).
Во-вторых, принято, что по характеру питаемых тяговых потребителей
подстанции могут быть отнесены к трем группам:
а) питающие только контактную сеть перегонов;
б) питающие, кроме того, контактную сеть оборотных тупиков;
в) питающие, кроме перегонов и тупиков, контактную сеть депо.
В-третьих, следует отметить, что за исключением перехода от централи-
зованной к распределенной системе питания за более чем двадцатилетний пе-,
рнод принципиальные решения изменились очень незначительно.
Тяговые подстанции первой очереди строительства (рис. 26). Питание
каждой тяговой подстанции от энергосистемы осуществляется напряжением
о,3 кв по двум вводам, подключенным параллельно на одну систему шин. Для
1 3 лиаз 1241 33
ограничения токов короткого замыкания каждый ввод реактирован со сто-
роны соответствующей подстанции энергосистемы. Вводы оборудованы на-
правленной защитой, обеспечивающей отключение одного из них при повреж-
дении его кабеля и сохранение питания подстанции по исправному вводу.
К сборке каждого ввода отдельным разъединителем подключен трансформа-
тор, напряжения, питающий счетчики активной и реактивной энергии, вольт-
метр, а на отдельных подстанциях также вольтметровые обмотки некоторых
сложных защит. К. шинам 6,3 кв, кроме вводов, подключена кабельная пере-
ввод№2
Кабельная перемычка.
шсмв
Силовой тр-р
Р8
6МД
Фидеры
понизительных Ввод№1
подстанции
6,3 кв^
*4
825в
Я
Формовочный реостат Фидер депо
Запасный.
БДВ
Т"Х
3 5
блтсбс
Отходящие линии 825 в
Формовочный | |
трансфор - *---------
мотор Тронсформато -
ры собственных
нужд
Рис. 26. Однолинейная схема тяговой подстанции I очереди строительства
I
£
Автотрансформа-
тор
Секционный разъединитель
/Рабочая
•-записная
мычка, связанная с шинами 6,3 кв соседней тяговой подстанции. Наличие на-
пряжения на кабельной перемычке контролируется на каждой из двух смеж-
ных тяговых подстанций. К трансформаторам напряжения этой перемычки,
помимо вольтметра, подключены вольтметровые обмотки счетчиков.
Распределительное устройство 6,3 кв имеет две системы сборных шин
с одним масляным выключателем на присоединение. Такая схема допускает
подключение каждого присоединения на ту или другую систему шин, что при
повреждении одной системы позволяет быстро восстанавливать нормальное
электроснабжение переводом всех присоединений на вторую (исправную)
систему шин. Наличие двух систем шин позволяет также: выводить в ремонт
любой шинный разъединитель с отключением из работы только ремонтируе-
мого присоединения; поочередно выводить из работы для производства ремонта
каждую из систем шин; выводить в ремонт любой масляный выключатель,
установив вместо него шинные перемычки и осуществляя питание данного
фидера через свободную систему шин и шиносоединительный масляный вы-
ключатель (ШСМВ). В случаях замещения какого-либо масляного выключа-
теля шиносоединительным действие защиты соответствующего фидера пере-
водится на ШСМВ.
34
Поскольку при двойной системе шин шинные разъединители исполь-
зуются в качестве оперативных аппаратов, при наличии нагрузки в цепи, необ-
ходимо устройство блокировок, предотвращающих неправильную последо-
вательность операций. На тяговых подстанциях I очереди еще в 30-х годах
•была осуществлена блокировка между масляными выключателями и разъеди-
нителями с применением электромагнитных замков, сконструированных ра-
ционализаторами метрополитена.
К каждой Системе шин присоединены шинные трансформаторы напряже-
ния, которые питают вольтметры и счетчики для внутреннего (поагрегатного
и пофидерного) учета электроэнергии.
От шин 6,3 кв питаются фидеры понизительных подстанций. В схеме
каждого фидера понизительной подстанции предусмотрен заземляющий разъе-
динитель, сблокированный с линейным разъединителем. Благодаря этому
достигается надежность с точки зрения условий техники безопасности и про-
стота подготовки рабочего места для ремонтных работ на самой понизительной
подстанции, удаленной от тяговой подстанции.
К шинам 6,3 кв подсоединено также по два трансформатора собственных
нужд. Мощность каждого из них достаточна для питания всех потребителей
•сети 220/127 в тяговой подстанции. Обычно в работе находится один трансфор-
матор собственных нужд; замещение его другим трансформатором на подстан-
циях I очереди производит дежурный персонал, выполняя соответствующие
переключения. В настоящее время замещение трансформаторов собственных
нужд автоматизировано.
На тяговых подстанциях I очереди в качестве преобразовательных агрега-
тов были установлены выпускавшиеся в то время промышленностью многоанод-
ные металлические ртутные выпрямители РВ -20 мощностью 1 200 кет. Уже
для размеров движения первого периода на части тяговых подстанций
пришлось сразу установить по пять агрегатов: четыре рабочих и один ре-
зервный. На остальных подстанциях пятый агрегат устанавливался в даль-
нейшем в связи с увеличением размеров движения. Преобразовательный агре-
гат состоит из ртутного выпрямителя, автотрансформатора, тягового транс-
форматора с регулировочно-режимными аппаратами (уравнительный реактор,
утроитель частоты, анодные реакторы) и вспомогательных устройств.
Тяговые трансформаторы рассчитаны на подключение к сети напряже-
нием 6 кв при соединении их первичных обмоток треугольником и к сети на-
пряжением 10,5 кв при соединении этих обмоток в звезду. Поскольку энерго-
система поддерживает нормальное напряжение на шинах тяговых подстан-
ций не 6 кв, а 6,3 кв, тяговые трансформаторы подключаются через автотранс-
форматоры. Вторичные обмотки тяговых трансформаторов соединены по схеме
«две обратные звезды» с уравнительным реактором, обеспечивающей наиболее
рациональное использование трансформатора и лучшее распределение на-
грузки между анодами. Для снятия пика холостого хода используется утрои-
тель частоты, размещенный в общем кожухе с анодными делителями. Такой
аппарат носит название РУМ (реактор-утроитель масляный). Между выводами
вторичных обмоток трансформатора и его нулевыми выводами включены раз-
рядники, защищающие обмотки трансформатора от коммутационных пере-
напряжений. При возникновении волны перенапряжения разрядники создают
замкнутую цепь, шунтирующую обмотки трансформатора.
Для формовки ртутных выпрямителей на каждой подстанции установлен
формовочный трансформатор, подключаемый каскадно с тяговым трансформа-
тором к шинам 6,3 кв. Кабель от формовочного трансформатора проходит по-
следовательно через все ячейки тяговых трансформаторов; каскадное подклю-
чение осуществляется установкой в соответствующей ячейке съемных шинных
накладок. Вместо этих накладок в процессе реконструкции тяговых подстан-
ций I очереди для осуществления подключения тягового трансформатора
к шлейфовой кабельной линии от формовочного трансформатора были уста-
новлены, как и на подстанциях последующих очередей строительства, пере-
кидные разъединители. В зависимости от схемы соединения обмоток фор-
3* 35
мовочного трансформатора напряжение на его низшей стороне составляет
950/1 650 в, чему соответствует при формовочной схеме напряжение между
фазовыми и нулевым выводами тягового трансформатора 70 4- 120 в.
Преобразовательные агрегаты со стороны выпрямленного напряжения
подсоединены параллельно к распределительному устройству 825 в. В соот-
ветствии с принятой на метрополитене полярностью контактной сети катоды
ртутных выпрямителей подключены через поляризованные быстродействующие
выключатели к положительной шине распределительного устройства, а нуле-
вой вывод трансформатора — к отрицательной шине. На подстанциях I оче-
реди были смонтированы обходные разъединители для осуществления замены
катодных быстродействующих выключателей запасным. Опыт эксплуатации
показал, что такое замещение на практике не используется. В связи с этим
на подстанциях последующих очередей строительства указанные обходные
разъединители не предусматривались, а на подстанциях I очереди они упразд-
нены в процессе реконструкции. В минусовую цепь каждого ртутного выпря-
мителя включен шунт, к которому подсоединен амперметр для контроля на-
грузки агрегата со стороны выпрямленного тока. Между положительным
и отрицательным полюсами агрегата включен вольтметр.
Кроме рабочей, имеется запасная положительная шина, которая может
быть соединена с рабочей или через шинные разъединители каждого присое-
динения, или через шиносоединительный (запасный) быстродействующий
выключатель. Шиносоединительным БДВ может быть заменен каждый фидер-
ный быстродействующий выключатель. Для перевода питания фидера через
шиносоединительный (запасный) БДВ собственный выключатель фидера от-
ключается разъединителями от шин и от кабелей. Питание по фидеру произ-
водится через обходной разъединитель, подсоединенный к запасной шине.
Поскольку на тяговых подстанциях I очереди фидерные кабели подсоединяются
к сборной шине вблизи БДВ, в случае перевода питания фидера через шино-
соединительный БДВ ремонт и осмотр рабочего БДВ фидера производить не
удается. Этот недостаток устранен на всех подстанциях последующих очередей
за счет иного конструктивного решения. Вторая положительная (запасная)
шина 825 в позволяет осуществлять формовку или подформовку ртутных вы-
прямителей в любое время суток.
Первоначально предполагалось, что запасная положительная шина будет
использоваться в отдельных случаях в качестве второй рабочей шины. Для
этого фидеры 825 в были снабжены специальным четвертым разъединителем,
включаемым на запасную шину. В процессе эксплуатации выяснилось, что
практически осуществлять схему питания фидеров 825 в от запасной шины
через рабочий (фидерный) БДВ не приходится. Поэтому, начиная с III оче-
реди строительства метрополитена, фидеры 825 в имеют только три разъеди-
нителя: линейный, обходной и шинный — от рабочей шины. На подстанциях
I и II очередей шинные разъединители фидеров от запасной шины 825 в упразд-
няются при реконструкции подстанций.
На тяговых подстанциях, от которых производится питание контактной
сети депо, рабочая шина 825 в секционируется. На малую секцию выделяется
один ртутный выпрямитель и фидер депо. Поскольку питание контактной сети
депо не прекращается и в ночное время, по окончании движения электро-
поездов на линии, после снятия напряжения с контактной сети трассы отклю-
чается секционный разъединитель, что дает возможность, не прерывая питания
контактной сети депо от малой секции, производить ревизионно-ремонтные ра-
боты на большой секции шин 825 в.
На тяговых подстанциях, от которых отходят фидеры питания контактной
сети оборотных тупиков, рабочая шина 825 в не секционируется, так как по-
дача напряжения на перегонную контактную сеть и в тупики производится
одновременно. На некоторых из таких подстанций первоначально было сде-
лано секционирование. Предполагалось, что для подготовки подвижного со-
става, остающегося на время ночного перерыва движения поездов в оборотных
тупиках, напряжение по тупиковому фидеру придется подавать раньше.
36
)пыт эксплуатации, однако, показал, что этого не требуется. Поэтому на ука-
анных подстанциях было упразднено секционирование рабочей шины 825 в.
Отсасывающие фидеры подсоединяются непосредственно к отрицательной
шине подстанции. В цепях отсоса оперативные переключения не производятся,
поэтому отпадает необходимость в разъединителях. Принятые для отсасываю-
щей сети кабели на номинальное напряжение 1 кв обеспечивают достаточный
запас электрической прочности. При ремонте указанные кабели отбалчи-
ваются от отрицательной шины и от рельсовой сети.
Для формовки ртутных выпрямителей к запасной (положительной) и
к отрицательной шинам через разъединители подключается формовочный
жидкостный реостат. В этом случае формуемый ртутный выпрямитель также
подключается к запасной шине 825 в. Ток формовки регулируется изменением
глубины погружения ножа реостата. В процессе реконструкции на тяговых
подстанциях I очереди строительства устанавливаются ртутные выпрямители,
оборудованные регулирующими напряжение сетками. Это позволяет осуще-
ствлять формовку в более экономичном режиме «короткого замыкания», ко-
торый используется на подстанциях последующих очередей строительства.
Формовка таких ртутных выпрямителей через реостат ведется лишь при не-
большой нагрузке; когда ток достигнет 4004-500 а переходят на формовку
в режиме «короткого замыкания». Для осуществления такого режима на под-
станциях смонтированы разъединители, с помощью которых производится
глухое замыкание запасной положительной и отрицательной шин. Формовоч-
ный реостат при этом отключается. Изменение нагрузки формуемого ртутного
выпрямителя в указанном режиме достигается с помощью схемы сеточного
регулирования.
Особенности схемы многоагрегатной тяговой подстанции с широким
секционированием шин. На одной из тяговых подстанций I очереди было ре-
шено осуществить широкое секционирование шин 10 кв и 825 в. Указанная
схема представляет интерес как попытка использовать широкие возможности
резервирования на многоагрегатной подстанции централизованного электро-
снабжения с развитым распределительным устройством.
Как видно из рис. 27, на этой подстанции применена двойная система
шин 10 кв. Секционирование одной системы шин 10 кв осуществлено через
секционные масляные выключатели, другой—через разъединители. Каждая
секция может работать раздельно, независимо от других или при замкнутых
секционных выключателях.
Помимо рабочей и запасной шин 825 в, имеется трансферная шина, пред-
назначенная для передачи мощности с одной крайней секции на другую, для
общеподстанционного резервирования любого фидерного БДВ, а также для
формовки ртутных выпрямителей. Запасная шина секционирована через
разъединители, рабочая через секционные БДВ. Такая система представляет
широкие возможности резервирования путем сравнительно несложных комму-
тационных переключений.
Четыре трансформатора собственных нужд позволяют осуществить по-
секционную группировку потребителей и надежно резервировать питание об-
щеп одета н ци о н н ы х у стр ойств.
Трехсекционная схема щита НО в постоянного тока выполнена группи-
ровкой цепей применительно к секционированию на стороне 10 кв.
Из трех двигатель-генераторов постоянный подзаряд аккумуляторной
батареи осуществляет один, а остальные являются резервными и используются
для заряда батареи после глубокого разряда.
Однако в дальнейшем подобные широко секционированные тяговые под-
станции не получили развития, так как несмотря на ряд оперативных преиму-
ществ они значительно более сложны в эксплуатации, чем обычные под-
станции.
Тяговые подстанции II и III очередей. Тяговые подстанции II очереди —
(четырехагрегатные) были введены в эксплуатацию с более мощными
(чем РВ-20) ртутными выпрямителями типа РВ-40. В настоящее время боль-
37
BSZ3
Кабельная
яеремычка ВВодь.
Кабельная
перемычка
ЯМы
ая л Кабельная
ооооы перемычка
рис. 27. Однолинейная схема тяговой подстанции с широким секционированием шин
шинство из них заменено выпрямителями РМНВ 500 X 6, На этих под-
станциях питающее напряжение принято равным 10 кв, Схема распределитель-
ного устройства 10 кв этих подстанций по сравнению с распределительным
устройством 6,3 кв подстанций I очереди изменилась очень мало.
Фидеры 10 кв, отходящие от шин тяговых подстанций к понизительным
подстанциям, реактированы, чем достигнуто значительное уменьшение вели-
чины токов короткого замыкания фидера. Кроме этого, реактор уменьшает
нлияние короткого замыкания на напряжение у потребителей, получающих
питание от той же подстанции по другим фидерам, так как за счет падения на-
пряжения в реакторе при протекании через него тока короткого замыкания
(•охраняется определенное остаточное напряжение (рис. 28). Ограничение токов
Рис. 28. Распределение падения напряжения
в реактированном фидере 10 кв при коротком
замыкании
короткого замыкания фидеров путем реактирования позволило выбрать
кабели меньшего сечения, рассчитывая их термическую устойчивость по токам
короткого замыкания, ограниченным реакторами. Кроме того, в стесненных
габаритах тоннельных понизительных подстанций удается применить более
легкое оборудование и аппаратуру. Следует отметить, что для размещения
реакторов на тяговых подстанциях необходима дополнительная площадь
(ячейки) и что на каждый реактор расходуется большое количество цветного
металла. Поэтому на подстанциях III и последующих очередей уменьшение
сечения кабелей и облегчение аппаратуры достигается за счет сокращения
времени действия тока короткого замыкания — применением токовой защиты
с отсечкой.
Проверка аппаратуры на термическую устойчивость при коротком замы-
кании должна показать, что количество тепла, выделяющееся при прохож-
дении тока короткого замыкания QK.3, не превышает допустимого Qd для
данного элемента сети:
Qd Qk. з-
Выделяющееся при прохождении тока короткого замыкания тепло
зависит от времени действия тока, которое слагается из времени действия
защиты t3 и времени отключения масляного выключателя tM.b'
t — i3 ~г tjH. в»
Применением токовой защиты с отсечкой без выдержки времени или с мини-
мальным временем по условиям селективности удается резко сократить время t3
и, следовательно, облегчить кабели и аппаратуру, при выборе которых опре-
деляющей является термическая устойчивость. Из других изменений схемы
подстанций II и III очередей по сравнению с подстанциями I очереди следует
39
отметить упразднение обходных разъединителей катодных БДВ, а на подстан-
циях III очереди и изъятие шинного разъединителя фидеров на запасную
шину 825 в.
Обходные разъединители фидеров 825 в, линейные разъединители фидеров
питания тупиков, секционные разъединители 825 в на подстанциях II и даль-
нейших очередей оборудованы электроприводами. Эго позволило автомати-
зировать замещение фидерного БДВ запасным, дистанционно создавать необ-
ходимое число разрывов безопасности на фидерах, питающих контактную сеть
оборотных тупиков (при их отключении), дистанционно создавать разрыв
между секциями рабочей положительной шины 825 в. Наконец, применено
замещение отключившегося трансформатора собственных нужд с помощью
ВводЮ
ВводМ9!
Iсистема,
Набельная
перемычка.
Фидеры
подстанции
депо
Фидеры
понизительных
подстанций
Силовые
трансформаторы
825eZ
Формовочный реостат
Рабочая
запасная
Отходящие линии
(фидеры) 8258
фидеры питания
Депо тупиков
Формовочный Собственные
трансформ о - нужды
тор №1 №Z
Рис. 29. Однолинейная схема тяговой подстанции IV очереди
ф Ф Ф © © © Ртутные выпрямители.
М 1
\ Быстродействующие
Y вы к лючатели
схемы автоматического включения резерва. Остальные элементы схем глав-
ной коммутации тяговых подстанций II и III очередей принципиально не от-
личаются от схем подстанций I очереди.
Тяговые подстанции IV очереди. Схема главной коммутации тяговой
подстанции IV очереди строительства метрополитена представлена на рис. 29
и мало отличается от схем подстанций первых очередей. В основном эти от-
личия определяются тем, что на тяговых подстанциях IV очереди приме-
нены ртутные выпрямители типа РМНВ 500 X 6. Для первого периода
эксплуатации на каждой из подстанций установлено по четыре преобразова-
тельных агрегата и предусмотрено место для установки в дальнейшем пятого
агрегата.
40
В связи с использованием шестианодных ртутных выпрямителей отпала
надобность в анодных делителях. Кроме того, на фидере формовки предусмо-
трена защита с помощью быстродействующего выключателя.
Тяговые подстанции V очереди. Однолинейная схема тяговых подстанций
V очереди меняется в связи с применением нового оборудования и аппаратуры.
Так, в тяговый трансформатор ТМРУ 3 500/35 встроены утроитель частоты
и уравнительный реактор, что исключает их отдельную установку. В связи
с установкой запаянных ртутных выпрямителей исключаются устройства фор-
Основной
| ввод Юне
2-я секция
шин Юне
Перемычка. от
сметной перемычки
1-я секция
шин Юке
Перемычка
к сметной подстанции
Тсцб /
ZZOjlzrf1-я секция /
М-2050
А2050
Запасная шина +825ы Рабочая шина 825в
* Т * Jfacn
'Пиния
От аккумуляторной ба~
1 та реи „
Ь г Сплпяпп!
1
Щит освещения
*Г' W//O /
Запасный ______
, быстродейств \рекупе-
Втж ^Отодящие линии 825в ~~ ращш
Z-я секция { ЫОв
Я-2050
Я эскалаторам
Рис. 30. Схема главной коммутации совмещенной тягово-понизительной подстанции
Московского метрополитена
мовки выпрямителей. Для регулировки быстродействующих выключателей
вместо нагрузочного реостата используется многоамперный двигатель-гене-
ратор, имеющий номинальное напряжение 6 4- 12 в и при регулировке БДВ
подсоединяемый к рабочей и запасной шинам 825 в. Регулируемый фидер-
ный БДВ подключается соответственно через шинный и обходной разъеди-
нители. Применена защита запаянных ртутных выпрямителей с помощью анод-
ных быстродействующих выключателей.
Совмещенные тягово-понизительные подстанции Московского метропо-
литена. Схема совмещенной тягово-понизительной подстанции (СТП) системы
распределенного электроснабжения, принятой для Московского метрополитена,
приведена на рис. 30.
Комплектные распределительные устройства 10 кв, применяемые на та-
ких подстанциях, имеют одинарную систему шин, состоящую из двух секций,
соединяемых секционным масляным выключателем, который в нормальном
режиме работы отключен.
Питание каждой из секций шин 10 кв производится от разных питающих
пунктов энергосистемы. Обычно одна секция соединена непосредственно
с пунктом питания энергосистемы двумя параллельно работающими линиями,
оборудованными направленной защитой. Другая секция получает питание от
41
другого пункта питания энергосистемы через кабельную перемычку с соседней
совмещенной подстанции. К первой секции шин 10 кв подсоединена кабельная
перемычка, по которой транзитом через шины рассматриваемой СТП полу-
чает питание одна из секций шин 10 кв смежной подстанции. К вводам под-
ключены трансформаторы напряжения для питания сложных защит, прибо-
ров учета электроэнергии и измерительных приборов. Кабельные перемычки
оборудованы счетчиками контрольного учета активной и реактивной энергии.
К контактной сети
К контактной сети
Рис. 31. Схема главной коммутации совмещенной тягово-понизительной
подстанции Ленинградского метрополитена
К каждой секции шин 10 кв подключены три понижающих трансформа-
тора, предназначенных соответственно для питания осветительной сети, сило-
вых нагрузок, устройств автоблокировки и централизации.
Оба ртутновыпрямительных агрегата присоединены к одной секции шин
10 кв и в нормальном режиме работают параллельно на рабочую систему
шин 825 в.
В качестве преобразовательного агрегата на таких подстанциях принят
запаянный ртутный выпрямитель типа РМВ — игнитрон с водяным охлажде-
нием. В условиях подземных подстанций преимущества запаянного выпрями-
теля (отсутствие насосной системы для вакуумной откачки и формовочных
устройств) приобретают особое значение. Для защиты ртутного выпрямителя
от обратных зажиганий, помимо катодного, предусмотрены анодные быстро-
действующие выключатели.
Поскольку устойчивая работа ртутного выпрямителя достигается при
синхронности и синфазности его силовых и вспомогательных цепей, важное
значение имеют схемы питания сеточного управления, возбуждения и зажига-
ния. В качестве одного из решений следует указать на возможность присоеди-
нения этих схем к отдельному небольшому вспомогательному трансформатору,
входящему в трансформаторную группу каждого ртутного выпрямителя.
Схема распределительного устройства постоянного тока 825 в принципиаль-
но не отличается от схем других подстанций. Для регулировки БДВ, как и на
42
наземных тяговых подстанциях V очереди, применен стационарный двигатель*
генератор.
Пост переключения из-за близости подстанции к контактной сети стано-
вится ненужным. В местах присоединения кабелей фидеров 825 в к контактному
рельсу предусматриваются дистанционно управляемые разъединители с элек-
троприводом.
На совмещенных тягово-понизительных подстанциях выделены ячейки
для подключения к шинам 825 в устройств, предназначенных для приема
избыточной энергии при применении рекуперативного торможения поездов.
Схемы цепей, подключенных к понизительным трансформаторам, анало-
гичны схемам понизительных подстанций, рассматриваемым далее в главе VII.
Совмещенные тягово-понизительные подстанции Ленинградского метро-
политена. На рис. 31 представлена схема главной коммутации совмещенной
тягово-понизительной подстанции Ленинградского метрополитена. Принятая
трехсекционная система шин 6,3 кв дает несколько большую оперативную гиб-
кость по сравнению с двухсекционными подстанциями. Ремонтно-ревизионные
работы на оборудовании, подключенном к средней секции шин 6,3кв, можно
выполнять во время движения поездов, не в часы максимального графика.
Однако все это достигается за
счет значительного усложнения
схемы и удорожания подстанции.
Поэтому в дальнейшем распрост-
ранение должны найти подстан-
ции с двухсекционным исполне-
нием шин 6—10 кв. Как было
указано выше, рабочая шина 825 в
секционирована быстродействую-
щим выключателем. К каждой сек-
ции подключены фидеры 825 в, пи-
тающие контактный рельс одного
пути. В остальном схема совмещен-
ных подстанций Ленинградского
метрополитена не имеет существен-
ных отличий от подобных подстан-
ций Московского метрополитена.
3. СХЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Схема собственных нужд пере-
менного тока тяговой подстанции
I очереди показана на рис. 32.
Каждый трансформатор собствен-
ных нужд со стороны низшего на-
пряжения присоединен к своей
секции шин 220/127 в. К одной из
секций подключен резервный ввод
220 в от городского ТП, исполь-
зуемый при полном снятии напря-
жения с подстанции. Возможна
одновременная раздельная работа обоих трансформаторов или работа одного
из них с нахождением второго в горячем резерве.
Первоначально был предусмотрен режим одновременной работы обоих
трансформаторов при разомкнутом секционном рубильнике 220/127 в. Однако
опыт эксплуатации показал, что если работает один трансформатор, другой,
находящийся в резерве, может быть достаточно быстро включен с помощью
дистанционного управления. Поэтому основным был принят режим работы
дного трансформатора при замкнутом секционном рубильнике 220/127 в.
43
Шины 6 но
I система
И система.
JL секция
22О/121в
I секция
Трансфор
матор
собственных
нужд №2.
Uni пи
;z ;з[*р |б\i is ;<? >
Рис. 32. Схема собственных нужд переменно-
го тока тяговой подстанции J очереди строи-
тельства
Потребители собственных нужд сгруппированы по секциям таким обра-
зом, чтобы при выходе из строя одной секции сохранялось питание собствен-
ных нужд двух агрегатов, одного зарядного агрегата и части освещения.
В первый период эксплуатации тяговых подстанций на питание от город-
ского ввода могла быть переключена любая секция шин собственных нужд,
причем существовала даже автоматика, включающая городской ввод при про-
падании напряжения. В дальнейшем, на основе опыта эксплуатации, стало
Ю // 12 13 /4 15 16 /7 18 19 20 21
22
Рис. 33. Схема собственных нужд переменного тока тяговой подстанции IV очереди
строительства
2 3 4 5 6 7 8 9
-очевидным, что резервирование от городского ввода является лишним, так
как надежность питания от трансформаторов собственных нужд очень высока.
В настоящее время переключение на городской ввод осуществляется только
вручную и используется главным образом при снятии напряжения с шин
6—10 кв подстанции для ремонтно-ревизионных работ.
На рис. 33 приведена схема питания собственных нужд переменным то-
ком 220 в подстанции кольцевой линии (IV очереди). Щит переменного тока
220 в выполнен трехсекционным.
К первой секции через контакторы подводится питание от трансформато-
ров собственных нужд. В работе находится нормально один трансформатор.
При исчезновении на нем напряжения происходит автоматическое замещение
отключившегося трансформатора вторым (резервным). Контакторы имеют
электрическую блокировку, препятствующую одновременному включению
обоих трансформаторов. При необходимости кратковременной параллельной
работы обоих трансформаторов в период перевода нагрузки с одного транс-
форматора на другой без перерыва питания блокировка выводится из действия
отдельной операцией.
Питание второй секции, помимо трансформаторов, может быть переведено
на городской ввод. К этой секции подключены пожарный насос, электропри-
вод разъединителей постов переключений, зарядные агрегаты, вакуумные на-
сосы и насосы циркуляционной системы охлаждения всех ртутных выпрями-
телей.
Третья секция нормально подключена ко второй секции и получает пита-
ние от нее по отдельному фидеру. При исчезновении напряжения переменного
тока по всем источникам (оба трансформатора и городской ввод) третья секция
44
переключается на аккумуляторную батарею, благодаря чему даже в этом,
исключительно редком случае сохраняется питание аварийного освещения
подстанции. Остальные потребители собственных нужд присоединены к пер-
вой секции.
Такая схема позволяет сгруппировать всех потребителей собственных
нужд тяговой подстанции по необходимой степени резервирования и решить
вопрос о мощности и пропускной способности каждой секции и ее элементов.
Для тяговых подстанций V очереди того участка трассы, электроснабже-
ние которого выполняется по централизованной системе, схема собственных
нужд почти не изменяется. Отпадает лишь надобность в фидере питания ва-
куумных насосов выпрямителей в связи с применением запаянных ртутных
выпрямителей, но сохраняются фидеры к индивидуальным циркуляционным
насосам. По той же причине упраздняется городской ввод, главное назначе-
ние которого — обеспечить работу вакуумных насосов ртутных выпрямителей
при снятии напряжения с шин 6—10 кв подстанции. Благодаря этим упроще-
ниям щит 220 в становится двухсекционным, а аварийное освещение усили-
вается в связи с необходимостью обеспечить необходимую освещенность при
полном снятии напряжения с шин 10 кв подстанции.
4. СХЕМЫ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОСТОЯННОГО ТОКА
Тяговые подстанции всех очередей строительства имеют довольно раз-
ветвленные оперативные цепи постоянного тока. Общее направление развития
схем системы ПО в постоянного тока обусловлено необходимостью рациональ-
Рис. 34. Схема собственных нужд постоянного тока тяговой подстанции I очереди
строительства
ной группировки потребителей, надежного резервирования их питания, при-
менения наилучшего режима работы аккумуляторных батарей, автоматизации
резервирования и режима. Изменения в схеме постоянного тока ПО в вызы-
вались внедрением достижений передовой отечественной техники и накопле-
нием эксплуатационного опыта за предыдущий период.
На рис. 34 представлена схема щита ПО в постоянного тока тяговой под-
станции I очереди. Шины 110 в разделены на две секции. Секционный рубиль-
45
ник в нормальном режиме работы замкнут. Питание цепей защиты, управле-
ния и сигнализации кольцевое, от обеих секций шин ПО в, причем к кольцу
подсоединены одновременно схема управления и схема сигнализации каждого
агрегата и фидера. Такое решение не позволяет резервировать цепи управле-
ния от цепей сигнализации и устанавливает их жесткую зависимость. Не
удается добиться селективности между предохранителями сигнализации
и управления ввиду недостаточного интервала избирательности. Продольное
разделение кольца «управление — сигнализация» предохранителями предъяв-
ляет высокие требования к эксплуатации последних, не давая заметных тех-
нических преимуществ.
Питание соленоидов приводов масляных выключателей и включающих
катушек (соленоидов) быстродействующих выключателей производится от-
дельными радиальными магистралями от одной секции шин ПО в. Между от-
дельными присоединениями проложены шлейфы питания соленоидов масля-
ных выключателей и БДВ с отводами соответственно от одного или другого
шлейфа через отдельные предохранители. К другой секции шин ПО в подклю-
чено питание электроприводов разъединителей постов переключения. От од-
ной из секций шин НО в резервируется аварийное освещение подстанции.
Аккумуляторная батарея подключается к одной из секций шин ПО в.
Первоначально она работала в режиме заряд-разряд. В качестве зарядных
агрегатов были приняты стеклянные ртутные выпрямители. Поскольку послед-
ние не допускают кратковременных значительных перегрузок при включении
коммутационных аппаратов, не представлялось возможным перевести аккуму-
ляторную батарею на режим постоянного подзаряда.
Уровень изоляции цепей ПО в по каждой секции непрерывно контроли-
руется.
В настоящее время происходит реконструкция системы НО в тяговых
подстанций I очереди на основе схемы собственных нужд подстанций кольце-
вой линии. Уже переведены на режим постоянного подзаряда аккумулятор-
ные батареи. Для осуществления этого мероприятия на подстанциях установ-
лены небольшие двигатель-генераторы.
Схема щита ПО в постоянного тока тяговых подстанций II очереди приве-
дена на рис. 35. Здесь принята более гибкая трехсекционная система и осуще-
ствлена работа аккумуляторных батарей в режиме постоянного подзаряда.
В качестве подзарядных агрегатов используются двигатель-генераторы. Пред-
усмотрены две минусовые шины 110 в — зарядная и разрядная, что позволяет
легко изменять режим работы батареи и зарядного агрегата, а также резко раз-
граничить процессы. К средней секции шин 110 в подключена аккумуляторная
батарея, к крайним — двигатель-генераторы.
В нормальном режиме оба секционных рубильника включены и работает
один из зарядных агрегатов, осуществляя постоянный подзаряд батареи. При
выпадении из работы этого двигатель-генератора схема автоматического вклю-
чения резерва обеспечивает подключение второго.
К средней секции шин ПО в подключены магистрали питания соленоидов
масляных выключателей, включающих катушек БДВ и фидер аварийного
освещения подстанции. Распределительными магистралями для питания цепей
защиты, управления и сигнализации являются голые шинки ПО в, проложен-
ные над панелями управления.
Питание как шинок управления, так и шинок сигнализации двусторон-
нее, с обеих крайних секций шин ПО в. Обычно управление получает питание
от одной секции, а сигнализация — от другой. Соответственно рубильники
с других секций отключены и замыкаются при необходимости перевода пита-
ния на другую секцию шип ПО в. Помимо этого, оперативные цепи управления
каждого присоединения могут переключаться на шинки сигнализации. Пос-
леднее существенно облегчает отыскание «земли» в случае ее появления в од-
ной из многочисленных схем управления. Для повышения оперативности
в случае возникновения неполадок в цепях управления шинки управления
имеют продольное секционирование через рубильники.
46
Рис. 35. Схема собственных нужд постоянного тока тяговой подстанции II очереди строительства
В схему двигатель-генераторов в качестве защитного элемента от наруше-
ния зарядно-разрядного режима включено реле обратного тока. Поддержание
заданного напряжения аккумуляторной батареи достигается применением
автоматических регуляторов напряжения генераторов.
Состояние изоляции системы НО в непрерывно проверяется комплектом
контроля изоляции.
На тяговых подстанциях III очереди, сооруженных в период Великой
Отечественной войны, была принята двухсекционная схема щита ПО в. В части
зарядных устройств изменений по сравнению с подстанциями II очереди схема
не претерпела. Аккумуляторная батарея и один из двигатель-генераторов
подключены к одной секции, второй двигатель-генератор — к другой. Пита-
ние цепей управления может осуществляться от каждой секции шин ПО в.
Для остальных цепей предусмотрено радиальное питание. Обычно в работе на-
ходится один двигатель-генератор, а секционный рубильник замкнут.
В последующие годы система постоянного тока ПО в этих подстанций обо-
рудована АВР, аппаратурой регулирования режима аккумуляторной бата-
реи и контроля изоляции оперативных цепей.
Подверглись модернизации и схемы ПО в на других подстанциях.
Так, на некоторых тяговых подстанциях двухсекционная система шин
ПО в заменена трехсекционной, как наиболее гибкой.
На ряде подстанций созданы две системы шинок управления, что позво-
ляет подключить цепи управления всех присоединений к одной или другой
секции шин 110 в. Необходимо отметить, что различные предложения о сек-
ционировании шинок сигнализации, осуществленные кое-где в опытном по-
рядке, не доказали необходимости выделения, например, цепей аварийной сиг-
нализации из общей схемы сигнализации. Дальнейшее усовершенствование
системы 110 в нашло свое отражение в схемах тяговых подстанций кольцевой
линии метрополитена.
Как явствует из рис. 36, щит ПО в тяговых подстанций кольцевой линии
также выполнен трехсекционным. К средней секции подключена аккумуля-
торная батарея, к одной из крайних — подзарядный агрегат (селеновый вы-
прямитель), к другой — зарядный агрегат (двигатель-генератор). Селеновый
выпрямитель из-за отсутствия вращающихся деталей, малой чувствительности
к кратковременным перегрузкам и большого срока службы селеновых столбов
очень устойчив в работе.
На тяговых подстанциях метрополитена применены автоматизированные
селеновые выпрямители. При выходе из строя селенового выпрямителя про-
исходит автоматическое включение в работу (АВР) двигатель-генератора,
оборудованного также режимной автоматикой.
К средней секции шин ПО в подсоединены фидер аварийного освещения
подстанции и комплект контроля изоляции. Шинки управления, сигнализа-
ции, магистрали соленоидов масляных выключателей и включающих катушек
БДВ питаются одновременно от каждой крайней секции шин 110 в. Опыт
эксплуатации показал, что целесообразно двустороннее питание магистралей
включающих соленоидов.
Аналогичная схема щита 110 в принята и для наземных тяговых подстан-
ций V очереди.
5. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Конструктивное выполнение тяговых подстанций разных очередей строи-
тельства неодинаково: по мере накопления опыта проектирования более ра-
ционально использовались площади; развитие отечественного аппаратострое-
ния позволяло применять новые виды оборудования и аппаратуры, что отра-
жалось на конструктивных формах подстанций; усовершенствование системы
управления и обслуживания подстанций также определяло изменение разме-
щения устройств и размеры помещений.
48
Заказ 1241
Рис. 36. Схема собственных нужд постоянного тока тяговой подстанции IV очереди
Тяговые подстанции метрополитена — закрытого типа, с расположением
распределительного устройства, тяговых трансформаторов и других элемен-
тов подстанции внутри здания.
Применение выпускавшихся в довоенный период промышленностью мно-
гообъемных масляных выключателей типа ВМ-23ф, которые следовало рас-
полагать в отдельных взрывных камерах, определило конструкцию распре-
делительных устройств 6—10 кв на подстанциях I, II и III очередей. Рас-
пределительные устройства компоновались в трех блоках: шинный этаж,
аванкамеры с коридором управления, ячейки масляных выключателе^. Для
силовых и контрольных кабелей использованы каналы и ниши, а кабели,
выходящие за пределы подстанций, проходят в землю через подвал и коллек-
торы или через трансформаторные ячейки.
Рис. 37. Разрез по зданию тяговой подстанции I очереди строительства
Тяговые подстанции I, II и III очередей имеют машинный зал сравни-
тельно большого объема, что вызвано установкой ртутных выпрямителей ти-
пов РВ-20, РВ-40 и РВ-70 и необходимостью ремонта их в машинном зале.
На тяговых подстанциях I очереди, рассчитанных на постоянное дежур-
ство персонала, щит управления обращен лицевой стороной к окнам. В связи
с этим ртутные выпрямители пришлось установить у наружной стены машин-
ного зала. Такое размещение представляет определенные удобства для дежур-
ного персонала при наблюдении за приборами, при осуществлении контроля
за режимом работы ртутных выпрямителей (рис. 37). Развитая мнемоническая
схема и значительное количество аппаратуры поэлементного управления агре-
гатами сказались на общих габаритах щита управления. На отдельных пане-
лях в машинном зале размещена аппаратура релейной защиты всех присоеди-
нений распределительного устройства 6,3 кв.
Распределительное устройство постоянного тока 825 в на подстанциях
I очереди располагается над машинным залом на балконе, что дало возмож-
ность сократить кабельные связи ртутных выпрямителей с шинами 825 в и
облегчило визуальный контроль за работой быстродействующих выключате-
лей. В каждой ячейке быстродействующего выключателя расположена кабель-
50
ная сборка, а разъединители смонтированы за перегородкой, с другой стороны
ячейки (рис, 38, а). Разъединители были выполнены управляемыми с помощью
шальтштанги. В последнее время при реконструкции подстанций указанные
разъединители оборудуются рычажными приводами, а обходные разъедини-
тели — электроприводом.
На подстанции имеется мастерская для ремонта трансформаторов, во
дворе подстанции проложен рельсовый путь для их транспортировки в мастер-
скую и установлен жидкостный реостат для формовки ртутных выпрямителей
и регулировки быстродействующих выключателей.
Большая часть кабельных потоков в подвале подстанции располагается
на укрепленных в полу вертикальных конструкциях.
Тяговые подстанции II очереди. Изменение компоновки тяговых под-
станций II очереди произошло главным образом за счет машинного зала
Рис. 38. Конструкция ячейки распределительного устройства 825 в:
а—подстанция I очереди; б—подстанция II очереди
и распределительного устройства 825 в. Подстанции II очереди были соору-
жены в период, когда разрабатывался новый вид оперативного управле-
ния — автоматика и телемеханика, —• и являются промежуточным типом
подстанции, рассчитанной как на управление дежурным персоналом, так
и на телеуправление с центрального электродиспетчерского пункта. По-
этому в машинном зале установлен обычный щит местного управления и щит
автоматики, выполненный из магнитных станций. Такое решение оказалось
целесообразным и позволило осуществить в эксплуатационных условиях
испытание и наладку автоматики как по узлам, так и комплексно. Расположе-
ние щитов местного и автоматического управления было принято двухрядным.
Панели собственных нужд были выделены в отдельный блок, размещенный
в виде продолжения щита управления.
С переводом подстанций на работу без дежурного персонала отпала надоб-
ность ориентировать расположение щитов к дневному свету.
Ртутные выпрямители расположены у стены, отделяющей машинный зал
от трансформаторных камер. Этим достигнуто уменьшение длины кабельных
связей выводов вторичной обмотки тягового трансформатора с анодами ртут-
ного выпрямителя.
Распределительное устройство 825 в (рис. 38,6) имеет металлический
каркас, состоящий из отдельных ячеек, изолированных асбоцементными пли-
4* 51
тами. Конструкция распределительного устройства 825 в изменена по сравне-
нию с подстанциями I очереди (рис. 38, а): разъединители выделены в общий
отсек с положительными шинами и отделены от ячеек быстродействующих
выключателей, кабели питающих линий и катодные кабели ртутных выпрями-
телей подсоединяются к шинным сборкам, расположенным вне ячеек БДВ,
на задней стенке распределительного устройства. Такое выполнение распреде-
лительного устройства облегчает организацию ревизионно-ремонтных работ:
при наличии напряжения на шинах 825 в можно после перевода питания фидера
через запасный быстродействующий выключатель производить осмотр и ре-
монт БДВ данного фидера, поскольку в ячейке напряжение снято со всех
токоведущих частей; удобнее производить испытание и ремонт кабелей 825 в на
подстанции. Все шинные разъединители 825 в на подстанциях II очереди обо-
рудованы рычажными приводами, а обходные разъединители — электропри-
водами.
На подстанциях II очереди релейная аппаратура защиты смонтирована
в отдельных релейных шкафах, расположенных в распределительном устрой-
стве 10 кв, благодаря чему сокращены коммуникации между трансформато-
рами тока и реле. Обслуживание аппаратуры и проверку действия защит при
таком размещении реле производить удобнее.
Для установки сборных шин 10 кв использован стальной каркас с разделе-
нием систем шин асбоцементными перегородками. Опорные изоляторы, пред-
назначенные для крепления сборных шин, установлены на направляющих,
расположенных наклонно. Шинные разъединители 10 кв отделены от сборных
шин горизонтальной полкой, выполненной также из асбоцементных плит,
а соединения осуществляются через проходные изоляторы.
Такое выполнение шин проще с точки зрения монтажа и значительно
дешевле. При сборной конструкции шинный этаж занимает меньший объем
по сравнению с шинным этажом подстанций I очереди, где шины смонтированы
на отдельных железобетонных полках.
На тяговых подстанциях II очереди строительства более рационально
использованы служебные помещения, в связи с чем несколько уменьшена
их площадь.
На уменьшение объема подстанций повлияло также применение электри-
ческого отопления. Однако в дальнейшем, при выполнении подстанций после-
дующих очередей, пришлось вновь предусматривать устройство котельных
с соответствующими вспомогательными элементами, поскольку использование
электроэнергии для отопления подстанций было ограничено.
Тяговые подстанции III очереди, сооруженные в период Отечественной
войны, имеют принципиально такую же компоновку, как и подстанции II оче-
реди.
Устройства автоматики первоначально смонтированы не были; выполнение
их в послевоенный период эксплуатационниками велось на иной технической
основе, чем для подстанций II очереди, — с применением слаботочных кодовых
и телефонных реле и другой современной аппаратуры.
Тяговые подстанции IV очереди (рис. 39) по компоновке отличаются от под-
станций первых трех очередей.
Применение малообъемных Горшковых масляных выключателей типа ВМГ
позволило перейти к сборной конструкции распределительного устройства
10 кв. Основой каждой ячейки является типовой металлический каркас.
Разделение отдельных ячеек осуществлено асбоцементными плитами. Вслед-
ствие применения малообъемных масляных выключателей представилось воз-
можным отказаться от взрывных камер и создать двухрядное расположение
ячеек распределительного устройства 10 кв с коридором управления посере-
дине. Такая конструкция распределительного устройства 10 кв не позволила
разместить здесь же аппаратуру защиты, которая вынесена в отдельное смежное
помещение — релейную. Это решение позволяет без существенного удлине-
ния коммуникаций обеспечить достаточное удобство в обслуживании защит-
ных устройств.
52
СО
План 1-го этажа
Распределительное устройство 825 в размещено в отдельном помещении.
Конструкция его разработана исходя из того же принципа раздельного рас-
положения сборных шин, быстродействующих выключателей и кабелей, но
с учетом более компактного размещения оборудования (рис. 40).
Применены сборные ячейки РУ 825 в прислонного типа, а кабельные
сборки размещены в специальном отсеке внутри ячейки БДВ. Благодаря
этому сохраняются преимущества конструкции II очереди с точки зрения
организации ремонтных работ и одновременно достигается уменьшение объема
помещения распределительного устройства 825 в. Распределительные устрой-
ства 10 кв и 825 в расположены на одном этаже.
Опыт эксплуатации помог найти более рациональные конструкции ка-
бельных коммуникаций в пределах распределительных устройств и в остальных
частях их трассы. Потоки силовых и контрольных кабелей были разделены
и заведены в отдельные каналы, трубы, ниши.
На подстанциях кольцевой линии автоматика и телемеханика выполнены
как основное средство управления и контроля, что позволило вместо громозд-
ких панелей местного управления установить здесь компактный пульт управ-
ления с упрощенной мнемонической схемой. В отдельные блоки выделены щит
собственных нужд, щит автоматики и статив телемеханики, размещенные в один
ряд с пультом управления.
Применение одноанодных ртутных выпрямителей РМНВ 500 х 6 и более
простых грузоподъемных приспособлений для них способствовало уменьше-
нию объема машинного зала.
На тяговых подстанциях IV очереди достигнуто некоторое упрощение
строительной части за счет применения полузакрытого размещения тяговых
трансформаторов в ячейках, ворота которых выполнены не сплошными, а сетча-
тыми. Это обеспечивает естественную вентиляцию камер, не требуя вентиля-
ционных шахт и киосков.
Более насыщенными на указанных подстанциях являются подвальные
помещения, где кроме кабельных потоков и нижнего (сливного) бака системы
технологического водоснабжения размещены индивидуальные теплообменники
циркуляционной системы охлаждения выпрямителей. В сходящихся в подвале
потоках контрольные кабели и силовые кабели линий напряжением 10 кв и 825 в
выделены в отдельные, изолированные одна от другой трассы.
Некоторые тяговые подстанции кольцевой линии представилось возмож-
ным присоединить к городской теплосети, остальные имеют котельные.
Другие вспомогательные устройства подстанций IV очереди по сравнению
с подстанциями предыдущих очередей принципиальных изменений не претер-
пели.
Наземные тяговые подстанции V очереди строительства с применением
запаянных ртутных выпрямителей, сборных металлических конструкций, рас-
пределительных устройств, уменьшенных по сравнению с подстанциями коль-
цевой линии габаритов, автоматизации и телемеханизации, а также вследствие
лучшего размещения оборудования имеют значительно меньший объем по
сравнению с подстанциями кольцевой линии.
В машинном зале размещены только ртутные выпрямители с вспомогатель-
ной аппаратурой, а щиты собственных нужд и автоматики, телестатив и мало-
габаритный пульт управления вынесены на второй этаж.
В ячейках выпрямителей устанавливаются анодные быстродействующие
выключатели для защиты от обратных зажиганий.
Распределительное устройство 825 в скомплектовано из сборных ячеек
уменьшенных размеров.
Для уменьшения длины внутриподстанционных кабельных связей между
первым и вторым этажами выполнен кабельный полуэтаж, соединенный с под-
валом кабельной шахтой. Поэтому подвал значительно разгружен от кабель-
ных потоков. Полуэтаж используется одновременно для установки аккумуля-
торной батареи, вентиляционных устройств, установки для регулировки
быстродействующих выключателей и части служебных помещений.
54
сл
Си
МО
Рис. 40. Конструкция и схема ячейки распределительного устройства 825 в подстанций IV очереди
В связи с применением запаянных ртутных выпрямителей отпала потреб-
ность в формовочных устройствах. Для регулировки БДВ используется стацио-
нарный многоамперный двигатель-генератор.
Маслосборные ямы у каждого из тяговых трансформаторов и трансформа-
торов собственных нужд рассчитаны на полный объем масла, что позволило
упразднить общеподстанционные маслосборные устройства.
Так как подстанции присоединены к городской теплосети, — они не имеют
котельных.
Совмещенные тягово-понизительные подстанции, сооружаемые в подзем-
ных условиях в непосредственной близости к платформам пассажирских
Разрез по 65
Разрезав г г
Разрез по В В
8800
Рис. 41. План и разрез основных помещений
станций, имеют совершенно отличную от наземных подстанций компоновку.
Размещение электрооборудования на разных совмещенных подстанциях прин-
ципиально однотипно, а некоторое различие в компоновке объясняется особен-
ностями решения примыкания подстанционных помещений к станционным
сооружениям. При разработке конструкции совмещенных подстанций были
использованы опыт развития конструкций подземных понизительных под-
станций и лучшие достижения в этой области.
Предоставление для подстанций тоннельных выработок в обделке из тю*
бингов диаметром 9,5 м. позволило разместить оборудование в двух этажах.
План и разрез по основным помещениям подстанций приведены на рис. 41.
Нетрудно видеть, что принятое расположение оборудования дает наиболее
короткие внутренние кабельные связи. Так, например, ртутные выпрямители
и тяговые трансформаторы размещены в непосредственной близости. Рядом
с аккумуляторной батареей установлен двигатель-генератор, селеновый заряд-
ный агрегат и распределительный щит 115 в постоянного тока.
56
Наиболее тяжелое и громоздкое оборудование установлено на первом
этаже исходя из условий транспортировки при монтаже и ремонте. Тяговые
и понизительные трансформаторы занимают изолированный отсек в первом
этаже. Двери камер выходят в общее помещение трансформаторной мастерской.
Отказаться от такой мастерской не представляется возможным из-за больших
технических и организационных трудностей транспортировки мощных транс-
форматоров в тоннеле.
Мастерская рассчитана на ремонт всех трансформаторов без вывозки их
на поверхность. Высота мастерской выбрана исходя из возможности подъема
План подбального этажа
совмещенной тягово-понизительной подстанции
керна тягового трансформатора. В перекрытии над мастерской сделан люк
для пропуска тали, которая закрепляется в расположенной над люком нише.
В камере каждого тягового трансформатора имеется маслосборная яма, рас-
считанная на полный объем масла трансформатора. Масло попадает непосред-
ственно в стальной сборный бак, вставленный в проем ямы.
Понизительные трансформаторы—безмасляные с изоляцией из стеклово-
локна. В подземных условиях было бы желательно применить и тяговые транс-
форматоры подобной конструкции (или трансформаторы с негорючей охлаж-
дающей жидкостью), однако они пока промышленностью не выпускаются.
Выкатка трансформаторов в путевой тоннель и вкатывание их обратно
производятся через специальный ходок из мастерской. Пол ходка выполнен
на таком уровне, чтобы можно было трансформатор сразу перекатить на плат-
форму.
Рядом с ячейками выпрямителей через проход расположено распредели-
тельное устройство 825 скомплектованное из малогабаритных сборных ячеек.
57
Через расположенный вблизи этого распределительного устройства второй
ходок выведены в тоннель кабели фидеров 825 в; 380 и 220 в, внешние кабели
вторичной коммутации и др. Ходок используется также для транспортировки
оборудования из распределительного устройства и служит одним из входов
на подстанцию.
Рапределительный щит 380 в, скомплектованный из магнитных станций
и металлических панелей, расположен параллельно распределительному уст-
ройству 825 в. Здесь же размещены щит автоматики и миниатюрный пульт
управления, используемый при отключении телеуправления подстанцией.
К этим помещениям примыкает комплектное распределительное устройство
(КРУ) Ю кв.
Конструкция КРУ и принципы его комплектации описаны ниже.
Основной вход на первый этаж подстанции выполнен с торца пассажир-
ской станции.
На втором этаже размещены скомплектованный из магнитных станций
и асбошиферных панелей щит 220 в, аккумуляторная батарея, щиты постоян-
ного тока НО и 48 в, многоамперный двигатель-генератор, трансформаторы,
питающие устройства СЦБ и вспомогательное оборудование (вентиляционные
установки, баки технологического водоснабжения и Др.). Транспортировка
оборудования и запасных частей на второй этаж предусмотрена с помощью
тельфера через люк.
В подвальном этаже подстанции размещены кабельный коллектор, тепло-
обменники, насосы и сливной бак для воды. Здесь же смонтирована минусовая
шина 825 в и разъединители, соединяющие нулевые выводы тяговых транс-
форматоров с этой шиной.
На подстанции предусматривается в дальнейшем разместить устройства
для приема избыточной энергии при применении рекуперативного торможения.
Выводы. Выполненное на одной из подстанций диаметральных линий
объединение в одном здании трех тяговых подстанций для более экономного
использования участка застройки и открытая установка тяговых трансформа-
торов дали существенное уменьшение удельной кубатуры подстанции. Однако
из-за эксплуатационных неудобств такое конструктивное выполнение под-
станции в дальнейшем не нашло применения.
Сравнение конструктивного выполнения тяговых подстанций разных оче-
редей строительства показывает, что улучшение компоновки и более рацио-
нальное использование площадей сказалось на удельной кубатуре, рассчиты-
ваемой на 1 ква установленной мощности. Так, если подстанции I очереди
имеют удельную кубатуру 0,96 4- 0,9 м?!ква, то для подстанций II и III очере-
дей она составляет 0,85 4- 0,9 лг3/к<?а, для IV очереди 0,8 мЧква и для наземных
подстанций V очереди — 0,55 м?/ква.
Если конструкция наземных тяговых подстанций развивалась на протя-
жении довольно длительного периода, то конструкция совмещенных подстан-
ций еще не проверена опытом эксплуатации и отнюдь не является пределом
творческих усилий ее конструкторов. По мере сооружения новых линий
метрополитена компоновка совмещенных подстанций будет также совершен-
ствоваться.
6. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ПОСТОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ (ФОРКАМЕР)
Пост переключения представляет собой вынесенное в тоннель, неболь-
шое распределительное устройство 825 в, посредством которого питающие ли-
нии (фидеры) подсоединяются к контактному рельсу. Как уже указывалось
выше, такой способ подсоединения фидеров позволяет в случае повреждения
кабеля любого фидера на участке между подстанцией и постом переключения
отсоединить этот фидер с обеих сторон, а питание соответствующей фидерной
зоны восстановить от другого фидера.
Отключение разъединителей поста переключения применяется для созда-
58
Рис. 42. Пост переключения2(форкамера) в притоннельной выработке
ния необходимых разрывов безопасности при производстве работ в тоннеле
после снятия напряжения с контактного рельса.
Для питания контактной сети каждого пути используются три взаимо-
связанных разъединителя с электроприводами (два продольных и один попереч-
ный), управляемых при автотелеуправлении с электродиспетчерского пункта
или при местном управлении со щита подстанции. На посту переключения
имеется в соответствии с числом путей две таких группы разъединителей.
На первых очередях строительства посты переключения размещены в при-
тоннельных выработках, в местах примыкания к тоннелям кабельных шахт
и коллекторов, по которым проложены кабели фидеров 825 в и отсасывающих
линий.
Каждый разъединитель с приводом размещен в отдельной бетонной
ячейке и подсоединен к сборной шине своей группы. С лицевой стороны эти
ячейки имеют ограждение. Соединение между продольным разъединителем
и контактным рельсом осуществляется кабелем. Конструкция поста переклю-
чения этого типа показана на рис. 42.
Ь5!)
Рис. 43. Общая скелетная схема поста переключения, установленного в тоннеле
Такой пост переключения позволяет быстро отключить поврежденный
кабель фидера и восстановить питание контактного рельса, но не исключает
перерыва в электроснабжении при повреждении кабеля между постом пере-
ключения и контактным рельсом.
Чтобы избежать таких случаев, на нескольких подстанциях соединение
между продольными разъединителями поста переключения и контактным
рельсом выполнено с помощью шин, закрепленных на опорных шестикило-
вольтных изоляторах. Однако такое решение по конструктивным условиям
не всегда можно осуществить. Другим способом повышения надежности
является максимальное приближение разъединителей поста переключения
к контактному рельсу; в этом случае их располагают в металлических шкафах,
стоящих в тоннеле и связанных с контактным рельсом заключенными в метал-
лические короба шинопроводами. Вблизи такого поста переключения осуще-
ствляется пеперекрываемый разрыв контактного рельса с использованием для
подключения питающих линий небольших участков дополнительного кон-
тактного рельса, проложенного параллельно основному. Конструкция такого
поста переключения изменялась в процессе строительства новых линий
метрополитена, чтобы уменьшить его габарит.
Общая скелетная схема такого поста переключения (основное исполнение),
примененного на кольцевой линии метрополитена, приведена на рис. 43. Он
состоит из трех ячеек, в которых установлены однополюсные разъединители,
оборудованные электроприводами типа МРВ. В отдельном отсеке располага-
ются сборные шины; аппаратура управления приводами МРВ вынесена в ре-
лейный шкаф.
Ячейки и шкафы с шинными выводами размещаются на фундаментах,
сооружаемых у одной из стен тоннеля, и имеют каркас из угловой стали,
закрываемый обшивкой из листовой стали. Для осмотра шин и оборудования
имеются съемные створки, снабженные резиновыми уплотнениями и приспо-
соблениями для запора.
В одну из боковых стен ячейки продольного разъединителя вварены трубы,
через которые заводятся кабели фидеров.
60
Конструкция одной из ячеек поста переключения представлена на рис.44.
В ячейке принято однорядно-последовательное размещение оборудования,
причем для разъединителя, привода и кабельной сборки выделено по отдель-
ному отсеку. Такое расположение создает некоторые эксплуатационные удоб-
Вид фидерной ячейки соо^
Рис. 44. Ячейка поста переключения, расположенного в тоннеле:
/—разъединитель; 2— привод; 3 — шина; 4—опорный изолятор; 5—кабели; светильник
ства и позволяет сократить высоту поста до 1,6 м, а считая от бетонного осно-
вания пути, — до 2 Л£. Длина одного поста переключения с тремя разъедини-
телями составляет 12,1 м.
На рис. 45 приведена кинематическая схема привода разъединителя,
применяемого в таком посту. Во время операции по включению или отключению
разъединителя рычаг привода поворачивается на 180е, что соответствует пере-
мещению тяги на 250 мм и повороту рычагов на промежуточном валу и валу
разъединителя на 120°. Указанному поворот}7 рычага на валу разъединителя
соответствует поворот ножа разъединителя примерно на 90°. Для осуществления
перехода рычаги промежуточного вала имеют радиус 175 мм. Соединение про-
межуточного вала с рычагом вала разъединителя производится посредством
тяги из газовой трубы диаметром 1" и гнутых вилок. Оси рычага привода и про-
межуточного вала смещены на 50 мм во избежание конечного расположения
рычагов в мертвой точке.
Моторные приводы типа МРВ могут получать питание от сети постоянного
тока или трехфазного переменного тока, чем и определяется выбор типа элект-
родвигателя. Данные о приводах, применяемых для разъединителей постов
переключения, приведены в табл. 4.
61
Таблица 4
Род тока Напряжение электродви- гателя в в Тип электро- двигателя Мощность двигателя в кет Вес в кг
Постоянный по ПН-5 0,52 90—100
Переменный 127/220 АДО-21/4 0,8 90—100
Переменный 220/380 АДО-24/4 0,8 90-100
Приводы выполняются как для установки на полу, так и на стене, с соот-
ветствующим изменением расположения крепежных лап. Механизм передачи
состоит из зубчатых колес, червяка, червячного колеса и приводного рычага.
Отключение электродви-
гателя по окончании опе-
рации цикла переключе-
ния разъединителя про-
изводится концевым вы-
ключателем («звездоч-
кой»), приводимым вдей-
ствие выступами (паль-
цами) , установленными
в прорезях червячного
колеса. Концевой выклю-
чатель представляет со-
бой сигнальный контакт,
снабженный специаль-
ным приводным рычаж-
ком. Момент размыкания
цепи электродвигателя
может регулироваться,
для чего пальцы, воздей-
ствующие на концевой
выключатель, перестав-
ляются в прорезях диска
червячного колеса. По-
ложение привода сигна-
лизируется сигнальными
контактами типа КСА-8,
управляемыми посредст-
колеса. Таким образом,
Рис. 46. Скелегная~схема поста переключения с двух
рядным расположением оборудования
вом тяги рычагом, закрепленным на оси червячного
вал КСА связан непосредственно с валом привода. Чтобы обеспечить пово-
рот вала КСА на 90° при повороте вала привода на 180°, выдерживается со-
ответствующее соотношение радиусов рычагов.
Двигатель привода вращается все время в одном направлении. Поворот
приводного рычага на 180" соответствует 160 оборотам двигателя, поскольку
общее передаточное число равно 1 : 318.
На рис. 46 представлена другая компоновка ячеек поста переключения.
Принцип устройства отдельных ячеек для каждого разъединителя и отсеков
для шин здесь сохранен. Изменено размещение оборудования в ячейках,
которое принято двухрядным, что сократило длину связи между приводом
и разъединителем (отказ от промежуточного вала и т. д.).
Однако изменение расположения оборудования сказалось на габаритах
поста переключения: высота его составляет 2 280 мм вместо 1 600 мм в основной
конструкции, длина поста переключения стала меньше и составляет (без ре-
лейного шкафа) 7,8 м вместо 12,1 м.
Эксплуатационное обслуживание поста переключения такого типа менее
удобно, чем однорядного, — ряд работ приходится выполнять на высоте
с применением подмостей. Это существенно ограничило область его применения.
62
На отдельных постах переключения применен привод стрелочного типа
с последовательно-однорядным расположением оборудования. Особенности
привода сказались на кинематической схеме. Остальные элементы ячеек решены
так же, как при приводах МРВ и однорядном размещении оборудования.
Высота такого поста равна 1,6 л и длина—13,4 л. Работ по усовершенствованию
этой конструкции не велось, поскольку стрелочный привод не характерен
для постов переключений.
7. ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Бесперебойное электроснабжение многочисленных потребителей метро-
политена во многом определяется правильным эксплуатационным обслужива-
нием тяговых подстанций и всех их элементов.
Эксплуатационное обслуживание тяговых подстанций и их элементов
слагается из управления подстанцией и соблюдения установленного режима
работы, текущего надзора за исправным состоянием устройств, поддержания
их в чистоте, выявления, предотвращения и устранения ненормальностей,
проведения в установленные сроки ревизионных работ и ремонтов.
Ниже рассматривается технология обслуживания общеподстанционных
устройств и вспомогательного оборудования тяговых подстанций.
Режим работы распределительных устройств обычно довольно стабилен
и изменяется лишь при изменении силовой схемы тяговой подстанции и питаю-
щей сети Мосэнерго. Поскольку пропускная способность и устойчивость эле-
ментов распределительного устройства рассчитана с определенным коэффици-
ентом запаса на нормальные и аварийные режимы работы, задача персонала
состоит в наблюдении и уходе за распределительным устройством и смонтиро-
ванным в нем оборудованием. Опыт эксплуатации, накопленный в электропод-
станционном коллективе метрополитена, внедрение передовых приемов обслу-
живания позволили установить объем и периодичность выполняемых ревизий.
Осмотр распределительного устройства 6—10 кв производится на тяговых
подстанциях не реже одного раза в неделю начальником подстанции или стар-
шим электромехаником. Во время осмотра проверяется визуально исправность
коммутационной аппаратуры и контактных соединений шин и оборудования,
отсутствие потрескивания и коронирования, свидетельствующих о разрядных
явлениях на поверхности изоляторов, исправность постоянных ограждений,
наличие и исправность защитных средств.
Для контроля за состоянием контактных соединений на них термокрас-
кой наносятся полосы, изменяющие свой цвет при повышении температуры
контактирующих участков шин выше норм. Характеристика применяемых
термокрасок дана в табл. 5.
Таблица 5
№ образ- цов Темпера- тура из- менения цвета в °C Цвет краски
до воздействия температуры после воздействия температуры
1 45 Бледно-розовый Голубой (при действии влаги возвращается в первоначальный)
3 85 Оранжевый Черный
4 120 Светло-зеленый Фиолетовый (при действии влаги возвращается в первоначальный)
2-а 180 Сиреневый Синий
8 220 Зеленый Коричневый
6-а 255 Кремовый Беж темный
10 300 Охристый Красно-коричневый
12 340 Голубой Беж
6-6 380 Белый Коричневый (при охлаждении желтый)
15 470 Оранжевый Желто-розовый (через черный)
14 510 Розовый Белый (через беж)
27 550 Голубой Белый (через беж)
5 740 Зеленый Ярко-зеленый (через синий)
13 780 Серый Зеленый (через черный)
63
При осмотре масляных выключателей проверяется уровень масла в масло-
мерных стеклах, отсутствие течи масла, соответствие указателей положения
фактическому коммутационному состоянию выключателя. Все изоляторы про-
сматриваются, чтобы установить отсутствие трещин или других повреждений.
Исправное состояние кабельных заделок оценивается по внешним при-
знакам: отсутствию вздутий воронок или перчаток и размягчения заливочной
мастики, отсутствию перегрева или механических повреждений кабельных
наконечников. Проверяется наличие и исправное состояние вспомогательных
надписей и плакатов. Результаты осмотра и обнаруженные неисправности от-
мечаются в книге осмотра подстанции.
На тяговых подстанциях, имеющих дежурный персонал, осмотр распре-
делительного устройства 6—10 кв производит дежурный при приемке смены,
убеждаясь в общем исправном состоянии установки. При этом обращается
внимание на отсутствие разрядных явлений на изоляторах, положение комму-
тационных аппаратов, уровень масла в масляных выключателях и отсутствие
течей его, исправность ограждений и т. п.
Внеочередной осмотр всех тяговых подстанций производится при резком
изменении климатических условий в зимнее время — проверяется отсутствие
конденсата на изоляторах.
В период между ревизиями распределительного устройства производится
лишь очистка изоляторов от пыли на подстанциях, расположенных в районах
повышенной загрязненности.
Ревизия распределительного устройства 6—10 кв производится 2 раза
в год, а шинных разъединителей 1 раз в год. Ключом проверяются все контакт-
ные соединения с последующим контролем шинных соединений щупом 0,05 мм.
При подтяжке болтовых соединений, особенно если применены медные болты
и гайки, не следует прилагать чрезмерных усилий во избежание повреждения
резьбы.
Тщательно осматриваются опорные и проходные изоляторы, а также изо-
ляторы оборудования. Изоляторы подлежат замене при лысинах на глазури
общей площадью более 2 мм, царапинах глубиной более 0,5 мм и длиной
более 25 мм, отбитых краях площадью более 1 см2.
После удаления пыли изоляторы протираются тряпкой, увлажненной
в спирте.
Проверяется крепление металлических тяг разъединителей, тягоулови-
телей, тяг к КСА.
Трещины на фарфоровых тягах разъединителей и ВМГ-133 не допускаются^
Если наблюдается потемнение или подгар контактных поверхностей разъ-
единителей, они зачищаются и смазываются тонким слоем технического
вазелина.
Чистятся и смазываются шарнирные соединения приводов разъедините-
лей. Проверяется регулировка разъединителей и их КСА.
Легким постукиванием молотка проверяется надежность подсоединений
шин системы заземления распределительного устройства и его элементов.
Сопротивление изоляции системы шин (при исключении из проверяемой
цепи обмоток измерительных трансформаторов), замеренное мегомметром
2,5 кв, должно быть не ниже 50 мгом.
Комплексный ремонт всего распределительного устройства не преду-
сматривается. В силу малого износа его элементов (кроме маслонаполненного
оборудования) ремонту подвергаются по мере надобности лишь устройства,
имеющие ненормальности.
При осмотре распределительного устройства 825 в также проверяется по-
ложение коммутационных аппаратов, исправность изоляторов, контактных
соединений, ограждений, наличие и состояние защитных средств. Оценка их
состояния производится так же, как для РУ 6—10 кв.
Проверяется осмотром через сетчатое ограждение или с порога камеры
(если в осмотре участвуют два лица) исправное состояние быстродействующих
выключателей, отсутствие потрескиваний, ненормального гудения и т. д.
64
Если конструкция распределительного устройства не позволяет во время
осмотра проверить по полосам, нанесенным термокраской, или восковым сиг-
налам надежность контакта на кабельных наконечниках, то такая проверка
делается в ночное время, после снятия напряжения уполномоченным на это
лицом.
Поскольку распределительные устройства 825 в размещены в отапливае-
мых помещениях, наружные климатические изменения не влекут за собой
внеочередных осмотров.
Ревизия распределительного устройства 825 в производится 2 раза в год.
В состав ревизии входит проверка крепления изоляторов, шин, контактных
соединений, компенсаторов, кабельных наконечников. Контактные соедине-
ния, которые не удается довести до нормируемых зазоров (щуп толщиной
0,05 мм не должен входить с трех разных сторон соединения более, чем на
4 мм), разбираются и производится зачистка их контактных поверхностей.
Проверяются соединения шин заземления. Надежность болтовых присое-
динений шин заземления к аппаратам проверяется ключом. Там, где обна-
руживается разрыв цепи заземления, ставится временная перемычка на
болтах; сварное соединение восстанавливается в возможно короткий срок.
Отбраковка изоляторов производится по тем же показателям, как и в рас-
пределительном устройстве 6—10 кв. Отметим, что отбитые края изоляторов
с площадью менее 1 см2, допускаемых к дальнейшей эксплуатации, должны
быть промыты бензином и покрыты бакелитовым лаком.
Тщательно проверяется исправность всех шарнирных соединений приво-
дов разъединителей, рычажной передачи и КСА.
Производится ревизия и в случае надобности регулировка самих разъеди-
нителей. Ножи должны входить в пинцеты полностью, без перекосов. Во вклю-
ченном положении разъединителя щуп толщиной 0,05 мм и шириной 10 мм
должен входить в месте контакта между пинцетом и ножом на расстояние не
более 6 мм.
Проверяется состояние ограничителей хода ножей разъединителей. Если
имеются смятия и выбоины, ограничители подлежат замене.
Сопротивление изоляции шин 825 в обоих полюсов, измеренное мегоммет-
ром 2,5 кв, должно быть не менее 50 мгом. Проверка сопротивления изоляции
минусовой шины производится 1 раз в 2 года.
Осмотр постов переключения производится 1 раз в неделю. Во время ос-
мотра проверяется исправное состояние всех элементов, как и в подстанцион-
ном распределительном устройстве 825 в. Особое внимание обращается на ка-
бельные заделки, учитывая условия работы кабелей в тоннеле.
Так как посты переключения подвержены повышенной загрязненности
и находятся в условиях повышенной влажности, ревизия их выполняется
1 раз в месяц.
После окончания ревизии производится опробование включения и отклю-
чения разъединителей. Дистанционное управление в этом случае осуществляет-
ся как из релейного шкафа поста переключения, так и с пульта управления
тяговой подстанции.
По окончании работ в постах переключения, расположенных в тоннеле,
еще раз убеждаются в надежном закреплении съемных металлических створок
и в затяжке имеющихся по бортам створок резиновых уплотнений.
Ревизия моторных приводов типа МРВ постов переключения производится
1 раз в месяц.
После снятия кожуха проверяется крепление тяг электродвигателя и со-
стояние шарнирных соединений. Проверяется исправное состояние электро-
двигателя. У электродвигателя постоянного тока нагар на коллекторе сни-
мается стеклянной бумагой. Убеждаются в плотности прилегания щеток. Для
чистки электродвигателя используется пылесос.
Червячное соединение, подшипники электродвигателя, упорные подшип-
ники тяги привода промываются в бензине 2 раза в год, после чего смазы-
ваются.
«> Заказ 1241
65
По окончании ревизии работа привода проверяется вращением его вруч-
ную. Ход разъединителя при этом должен быть плавным. Проверяется пра-
вильное действие концевого выключателя в зависимости от положения разъ-
единителя.
Сопротивление обмоток, замеренное мегомметром 500 в, не должно умень-
шаться по сравнению с данными предыдущего замера более чем на 40%. В про-
тивном случае электродвигатель должен быть подвергнут внеочередной сушке.
Плановая сушка электродвигателей производится 1 раз в год. Повышение
изоляции обмоток пропиткой их лаком или другими компаундами произво-
дится по мере надобности, в зависимости от условий работы каждого электро-
двигателя и состояния обмоток.
При ревизии электропривода стрелочного типа, выполняемой также еже
месячно, первоначально проверяется надежность соединения рабочей и кон-
трольной тяг с соответствующими линейками привода. Затем осматриваются
детали кинематической передачи, фрикционный автопереключатель и прове-
ряется регулировка контактных пружин последнего. Замеряются нормируе-
мые зазоры между основной контактной пружиной и валиком, между основной
и искрогасительной пружинами. Проверяется упругость контактной пружины
и усилие на контактном наконечнике. Параметры, которыми нужно руковод-
ствоваться при указанных проверках, приведены в действующих технологи-
ческих процессах. Проверяется состояние электродвигателя, его коллектора
и щеток. Убеждаются в свободном вращении и в нормальном радиальном
люфте якоря. Сопротивление изоляции обмоток оценивается, как и для элек-
тродвигателя привода МРВ.
После ревизии производится опробование электропривода посредством
дистанционного управления.
Обслуживание устройств освещения подстанции. Текущее обслуживание
сети освещения состоит в замене перегоревших ламп, содержании в чистоте
щитков освещения и арматуры — обтирка их производится 1 раз в месяц. Ре-
визия подстанционной осветительной сети производится 2 раза в год и со-
стоит в проверке исправного состояния патронов, выключателей, розеток
и т. д. Одновременно убеждаются в надежном креплении арматуры. Соответ-
ствие предохранителей проверяется по схеме. Проверяются все контактные
соединения и детали.
Измеряется сопротивление изоляции каждой группы мегомметром 1 000 в.
Полученные значения сравниваются с нормой, которая для кабелей с бумаж-
ной изоляцией установлена 15 мгом и для кабелей с резиновой изоляцией
10 мгом.
Группы могут быть введены в работу с неполноценной изоляцией, соот-
ветственна 8 и 5 мгом, но затем должны быть приняты меры по повышению
сопротивления изоляции.
Обслуживание формовочного реостата. Перед пользованием формовоч-
ным реостатом производятся его осмотр и подготовка к работе. Изоляторы не
должны иметь отбитых краев, лысин площадью более 2 см2 и царапин. Трос,
на котором подвешен нож реостата, должен быть хорошо закреплен и смазан.
Трос не должен иметь оборванных прядей; при наличии 5% оборванных жил
он подлежит замене.
Проверяется дистанционное управление ножом реостата. При этом обра-
щается внимание на плавность хода ножа и сохранение его центровки по от-
ношению к корпусу бака. Изолирующие брусья, прикрепленные к внутрен-
ним стенкам корпуса бака, должны быть исправны.
Сливные и наливные металлические трубы, а также оболочки связанных
с реостатом кабелей не должны касаться его корпуса.
Сопротивление изоляции корпуса реостата, замеренное мегомметром
1 000 в по отношению к земле (при подключенных кабелях), должно быть,
в соответствии с «Правилами защиты сооружений и устройств метрополитена
от электрокоррозии блуждающими токами», не менее 5 000 ом. Сопротивление
изоляции ножа и подключенных к нему кабелей, замеренное мегомметром
66
2 500 в по отношению к земле, должно быть: 1) при кабелях с бумажной изо-
ляцией, фарфоровой и кембриковой заделкой 150 мгом, а с текстолитовой за-
делкой 60 мгом. Кабель считается соответственно неполноценным при 75
и 30 мгом. При более низком сопротивлении изоляции кабель выводится из
работы для ремонта; 2) при кабелях с резиновой изоляцией, фарфоровой и кемб-
риковой заделкой 60 мгом, а с текстолитовой заделкой 40 мгом. Кабель счи-
тается соответственно неполноценным при 30 и 20 мгом. При более низком
сопротивлении изоляции кабель также не пригоден для дальнейшей работы.
В процессе пользования реостатом необходимо принимать меры против
загрязнения и увлажнения изоляторов.
Ревизия формовочного реостата производится 2 раза в год. Помимо чистки
и проверки состояния всех элементов реостата, ревизуются все контактные
соединения с зачисткой поверхностей и последующим контролем плотности
соединений.
Опорные изоляторы и подвесной изолятор ножа реостата испытываются
выпрямленным напряжением 3 кв 1 раз в 2 года. Норма тока утечки не более
100 мка. Испытание изоляции кабелей, связанных с реостатом, производится
1 раз в год с помощью кенотронной установки и мегомметра.
Очищаются и смазываются все детали реостата и привода.
К двигателю привода МРВ реостата предъявляются такие же требования,
как и к двигателям поста переключения. Отдельно замеряется сопротивление
изоляции цепей управления приводом, которое должно быть не менее 2 мгом.
Обслуживание системы водяного отопления. Перед началом отопительного
сезона производится ремонт дефектных элементов системы и подготовка всех
устройств к работе. Очищаются и промываются котлы и распределительная
сеть отопления. Серьезное внимание следует уделять проверке исправности
колосниковых решеток котлов. Заменяется набивка всех сальниковых уплот-
нений.
Производится ревизия двигателей и питающей их сети.
Отопительная система подвергается гидравлическому испытанию под
давлением 3 ати в течение 10 мин. Давление в процессе испытания не должно
снижаться. По окончании испытания давление снижается до рабочего. Произ-
водится осмотр трубопроводов и остукивание сварных швов. Помимо снижения
давления при испытании и появления течей, нежелательным считается также
отпотевание труб.
Системы, присоединенные к теплосети, испытываются при давлении 6 ати
в течение 15 мин. Завершающим испытанием является пробная топка.
Текущее содержание отопительных систем состоит в правильном поддер-
жании режима и устранении отдельных неисправностей.
Обслуживание устройств электроотопления. На отдельных тяговых под-
станциях выполнено электрическое отопление. Проверка сети и устройств
в период отопительного сезона производится ежемесячно. Печи очищаются
пылесосами и протираются. Проверяются контактные соединения выводных
клемм печей и кабелей сети отопления. Уточняется соответствие фактически
установленных предохранителей заданным по схемам отопительной сети.
Сопротивление изоляции элементов печей по отношению к корпусу должно
бьпь не менее 1 мгом, кабелей с бумажной изоляцией не менее 10 мгом и с ре-
зиновой — не менее 15 мгом (замеряется мегомметром 1 000 в). Аналогичный
порядок содержания устанавливается для воздушного отопления, где исполь-
зуются электрокалориферы.
Маслосборные системы не требуют за собой особого ухода. Необходимо
поддерживать в чистоте гравий в маслосборных ямах трансформаторных ячеек
и исправность коммуникаций к общеподстанционному маслосборному колодцу.
На вновь сооружаемых подстанциях, где маслосборные ямы будут выполнены
в виде изолированных объемов, рассчитанных на полный объем масла, следует
поддерживать в чистоте гравий и сами ямы.
Ревизия маслосборной системы тяговой подстанции производится 2 раза
в год. В состав работ входит осмотр и очистка ям, маслосборного колодца
5*
67
и маслоотводных труб. При промывке водой гравия по струе стекающей воды
проверяется незасоренность трубопроводов от маслосборных ям к общепод-
станционному колодцу. Заполнившая колодец вода тотчас же откачивается
насосом. Слой гравия над маслосборной ямой должен быть не менее 250 мм.
Ревизия вентиляционных ^устройств тяговой подстанции производится
1 раз в год. При этом разбираются, очищаются и смазываются вентиляторы,
делается ревизия электродвигателей. Осматриваются и прочищаются венти-
ляционные каналы. Проверяется действие дроссельных заслонок и клапанов.
Окраска вентиляторов и коробов производится по мере надобности, за
исключением устройств вентиляции из аккумуляторного помещения. В послед-
нем случае после каждой ревизии производится покраска вентилятора и дру-
гих доступных элементов установки не менее чем двумя слоями кислотоупор-
ной краски. По окончании ревизии каждый вентилятор включается в работу
для проверки действия его согласно назначению (вытяжка, нагнетание).
Целесообразной является не получившая еще общего распространения
проверка эффективности действия вентиляции сравнением фактической крат-
ности воздухообмена с проектной.
8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ И ХОЗЯЙСТВЕННОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ [ПОДСТАНЦИЙ
Общие сведения о водоснабжении тяговых подстанций. Для обеспечения
надежной работы тяговых подстанций бесперебойное и безаварийное снабже-
ние водой так же важно, как и питание подстанций электроэнергией.
Вода московского водопровода по своим качествам удовлетворяет всем
требованиям, предъявляемым к воде, необходимой для тяговых подстанций.
Особых требований к водопроводной воде, поступающей на тяговые под-
станции, не предъявляется, но ее максимальная температура не должна пре-
вышать + 25° С, а давление не должно быть выше 3 ати.
Водоснабжение обеспечивает подачу воды для технологических, хозяй-
ственных и противопожарных целей.
Потребителями воды системы технологического водоснабжения являются:
система охлаждения корпусов и катодов ртутных выпрямителей, охлаждение
ртутных насосов, дистиллятор и формовочный реостат.
На первом этапе развития Московского метрополитена на подстанциях
с однобаковыми ртутными выпрямителями типа РВ-20, РВ-40 и РВ-70 осуще-
ствлялись три системы технологического водоснабжения.
На тяговых подстанциях [очереди смонтирована цир-
куляционно-проточная система со свободно падающей струей воды, общая
для охлаждения корпусов и катодов выпрямителей и ртутных насосов.
Эта система состоит из двух напорных стальных баков емкостью 30 м3
каждый, одного сливного железобетонного бака емкостью 30 ж3, двух циркуля-
ционных насосов, двух напорных и одной сливной магистралей. Охлаждаю-
щая вода из верхних баков по двум стоякам стекает в две напорные магистрали,
из которых попадает в распределительные гребенки каждого выпрямителя.
Вентили гребенок дают возможность переводить охлаждение выпрямителей
и ртутных насосов на любую из магистралей, а также регулировать величину
протока охлаждающей воды.
Из выпрямителей и ртутных насосов вода стекает свободной струей в изо-
лирующую фарфоровую воронку и по сливной магистрали поступает в нижний
сливной бак. По мере наполнения нижнего бака включается один из насосов
перекачки, который перекачивает воду в верхние баки. Другой насос пере-
качки является резервным.
Включение насосов перекачки может осуществляться как вручную, так
и автоматически от поплавкового реле.
Емкость верхних баков обеспечивает трехчасовой расход воды для охлаж-
дения выпрямителей при максимальной нагрузке.
Наполнение циркуляционной системы водой осуществляется как в верх-
ние, так и в нижний баки от двух вводов городской водопроводной магистрали,
68
имеющей двустороннее питание. Каждая напорная магистраль может пере-
водиться на питание непосредственно от городского ввода; в этом случае система
водоснабжения работает как проточная.
Охлаждение воды в циркуляционной системе происходит за счет рассея-
ния тепла системой, а при недостаточном охлаждении — за счет добавления
городской воды в нижний бак. В этом случае избыток воды в системе перели-
вается из верхних или нижнего баков в водосток.
В теплые периоды года одна из магистралей непрерывно питается город-
ской водой, которая используется для охлаждения ртутных насосов. Слив
воды из ртутных насосов осуществляется в нижний бак, что снижает темпера-
туру воды в циркуляционной системе.
Из-за отсутствия установки для отвода тепла расход городской воды
в летние месяцы года увеличивается по сравнению с зимними месяцами
в 15 4- 20 раз. Кроме того, систематическое добавление городской воды создает
значительные осадки накипи в циркуляционной системе и охлаждающих
рубашках выпрямителей.
На тяговых подстанциях II очереди смонтирована
циркуляционно-проточная система со свободно падающей струей и открытым
охладителем — брызгальной установкой.
Эта система состоит из двух напорных стальных баков емкостью 7 м3 каж-
дый, одного сливного железобетонного бассейна емкостью 30 ж3 с брызгаль-
ной охладительной установкой и трех циркуляционных насосов: одного —
для перекачки воды из бассейна в верхние баки, другого — для перекачки
воды из бассейна в форсунки брызгальной охладительной установки и треть-
его — для резервирования первого и второго насосов.
Емкость верхних баков обеспечивает часовой расход воды для охлажде-
ния выпрямителей при максимальной нагрузке.
Охлаждение воды в циркуляционной системе происходит не только за
счет рассеяния тепла системой и добавления городской воды, но и за счет
охлаждения в брызгальной охладительной установке, для чего вода засасы-
вается насосом из бассейна и направляется в форсунки брызгальной установки.
Распыляемая форсунками вода охлаждается за счет испарения и при холодной
температуре наружного воздуха за счет теплообмена с окружающей средой.
При температуре воздуха +25 4- 27° С брызгальная установка может пони-
жать температуру воды на 5 4- 10° С.
Однако в условиях Московского метрополитена брызгальные охлади-
тельные установки распространения не получили из-за того, что при разбрыз-
гивании вода насыщалась кислородом и вызывала интенсивную коррозию
выпрямителей и других элементов системы водоснабжения. Кроме того, вода
при разбрызгивании в брызгальных установках засорялась пылью, сором и
загрязняла систему водоснабжения.
Все основные элементы системы существенно не отличаются от элементов
системы водоснабжения подстанций I очереди.
Натяговых подстанциях III очереди смонтирована циркуля-
ционно-проточная система водоснабжения со свободно падающей струей воды,
с открытым охладителем (градирней) и с дополнительной проточной системой
для охлаждения ртутных насосов.
Основная система состоит из двух напорных стальных баков емкостью
11,7 м3 каждый, одного сливного бака емкостью 6 м3, одного переливного бака
емкостью 1,25 м3 и градирни емкостью 3,75 м3.
Выделение для охлаждения ртутных насосов отдельной магистрали поз-
воляет поддерживать более высокую температуру воды в основной циркуля-
ционной системе, т. е. дает возможность охлаждать выпрямители интенсивной
струей воды, что облегчает регулировку температурных режимов выпрямите-
лей и делает более устойчивой их работу.
В условиях Московского метрополитена градирни применения не полу-
чили по той же причине, что и брызгальные установки.
69
Эта система водоснабжения в основном не отличается от вышеописанных
систем и по своему устройству не может обеспечить в летние месяцы охлаж-
дения ртутных выпрямителей без значительного расхода городской воды.
Для автоматического регулирования темпера-
туры выпрямителей на автотелеуправляемых подстанциях в первое время
эксплуатации применялись терморегуляторы непосредственного действия типа
РНДТ завода «Тизприбор». В 1952 г. все выпрямители были оборудованы тер-
морегуляторами непосредственного действия типа РНД ЦНИИ, термопатроны
которых устанавливались на анодных плитах выпрямителей. В этом же году
часть ртутных насосов выпрямителей автотелеуправляемых подстанций была
оборудована струйными реле типа СР ЦНИИ.
Подробнее аппаратура режимной автоматики ртутных выпрямителей опи-
сана ниже.
В настоящее время на подстанциях I, II и III очередей производится по-
степенная замена выпрямителей РВ-20 и РВ-40 выпрямителями РМНВ-500 X 6
с теплообменниками ТВ-3000, КТ-90, КТ-90-У и монтируются замкнутые цир-
куляционные системы охлаждения, описанные ниже.
При этом системы водоснабжения подстанций I, II и III очередей модер-
низируются в двойные каскадные циркуляционные системы с сохранением
всех основных элементов первоначальных систем.
На тяговых подстанциях IV очереди смонтирована кас-
кадная циркуляционная система технологического водоснабжения, состоящая
из замкнутой циркуляционной системы охлаждения дистиллированной водой
с закрытыми охладителями (теплообменниками) и циркуляционно-проточной
системы со свободно падающей струей и с дополнительной проточной системой
для охлаждения ртутных насосов (рис. 47 и 48).
Система состоит из двух напорных стальных баков емкостью 20 м3 каж-
дый, одного сливного стального бака емкостью 11,2 м3 и одного бака для раз-
бавления воды емкостью 1,4 м3, двух циркуляционных насосов, двух напор-
ных и двух сливных магистралей.
Охлаждающая вода из верхних баков по двум стоякам стекает в две напор-
ные магистрали, из которых попадает в теплообменники ртутных выпрямителей.
Из них вода стекает свободной струей по сливным магистралям в сливной
бак. По мере вытекания воды из верхних баков включается насос перекачки,
который перекачивает воду из сливного в верхние баки.
Вентили 7, S, 14, 15, 16, 17 системы дают возможность переводить охлаж-
дение теплообменников выпрямителей и ртутных насосов на любую из маги-
стралей и регулировать величину протока охлаждающей воды.
В системе метрополитена применяются теплообменники типа КТ-90,
КТ-90-У и ТВ-3000, в которых охлаждение осуществляется по принципу
«вода — вода», т. е. вода, охлаждающая выпрямитель, охлаждается водой
из баков подстанции или из водопровода.
Водяные рубашки анодов выпрямителя, межтрубное пространство охла-
дителя и подогревателя, циркуляционный насос и соединяющие их трубы со-
ставляют циркуляционную систему. Днища и крышки охладителя, терморе-
гулятор РНД и соединяющие их трубы составляют охлаждающую систему.
Механическая очистка от осадков и сора межтрубного пространства
охладителя КТ-90, межтрубного пространства подогревателя, а также охлаж-
дающих рубашек вентилей невозможна, поэтому применять в качестве цирку-
ляционной недистиллированную воду нецелесообразно.
Количество дистиллированной воды в циркуляционной системе при нор-
мальной работе темплообменника остается почти неизменным. Для компенса-
ции возможных утечек воды и тепловых расширений к всасывающей трубе
насоса присоединен расширительный бачок. Этот бачок устанавливается на
2,5 м от пола, на котором установлен выпрямитель, что обеспечивает необхо-
димое давление воды в замкнутой циркуляционной системе выпрямителя.
Через охлаждающую систему протекает охлаждающая недистиллирован-
ная вода, поступающая из баков подстанции или из городского водопровода.
70
Верхний,
напорный бак
37
75 77
67 66
л
Верхний
•спорный бах
Дистиллятор
бак дистиллированной^ \ Pod Вода
боды ?7----------L _ ,РГ
['7q~——•
Вак для городской
боды
33
12
^73
60
d = 75
Циркуляр]-I
снный
насос
Обратны
клапан
. £
Обратный
клапан .
™d-50‘
Д Водомер
ни.
доят
d~100
d-139
Ртутный
бы прям a -
Сладкой
бак
_ д-Зд___
Z6________
Ртутный
Расширительна ш
бачгк -------И7
^7
65 д=75 5) т j
Jf
\3(L
8 Водосток
4/7
d=33-
_d=/M'
et \ nnis X
I Насос Подогревателе
Резиновый
шланг
1
V
±2
Ебодопрободных
66 о да .7= /00
Рис. 47. Схема водоснабжения тяговой подстанции IV очереди:
1~ магистраль городской воды (зеленого цвета); //, Z//, IV—магистрали слива в нижний бак (чер-
ного цвета); V, VI— магистрали охлаждающей (баковой) воды (синего цвета); VII—магистраль ди-
стиллированной веды (желтого цвета); VIII, /X—параллельные магистрали дистиллированной воды
(желтого цвета); Af—манометр; At°— аэротермометр; СР—струйное реле; РНД—терморегулятор не-
посредственного действия; ТВ—термопереключатель; t°—ртутный термометр; ЛС—вентиль промыв-
ки системы. Расцветка магистралей показана условным пунктиром.
Назначение вентилей:
/—отделяет насос от охладителя; 2—обход подогревателя; з—отделяет охладитель от подогревате-
ля; 4—отделяет подогреватель от выпрямителя; 5—Для наполнения циркуляционной системы ди-
стиллированной водой; 6—для спуска воды из циркуляционной системы; 7—перекрывает охлаждаю-
щую воду из верхних баков; 8—перекрывает охлаждающую воду из водопровода или из верхних
баков; 9 — перекрывает охлаждающую воду на терморегулятор РНД', / (/—отделяет терморегулятор
от днища или крышки охладителя; /7—обход терморегулятора РНД\ 12—перекрывает магистраль
городской воды на выпрямители; 13—отделяет водомерное стекло от расширительного бачка; 14—
перекрывает городскую воду на ртутный насос; 15—перекрывает воду из верхних баков на
ртутный насос; 16 и /7 —отделяют днище или крышку охладителя от магистрали слива
в нижний бак; 18—для спуска воздушной пробки из бака охладителя; 19—для спуска воды и
грязи из бака охладителя; 20—Для спуска воздушной пробки из днища охладителя; 21— для спус-
ка воды и грязи из днища охладителя; 22—для спуска воздушной пробки из подогревателя; 23—
для спуска воды и грязи из подогревателя; 24—для спуска воздушной пробки из выпрямителя;
25—для наполнения циркуляционной системы дистиллированной водой; 26— отделяет выпрямитель
от напорной параллельной магистрали; 27—отделяет бак с дистиллированной водой от магистрали
дистиллированной воды; 28—для спуска дистиллированной воды из бака в канализацию; 29—пере-
крывает городскую воду на дистиллятор; ?. О—секционирует параллельную напорную магистраль
между теплообменниками; «?/—секционирует параллельную сливную магистраль между теплообмен-
никами; 32—перекрывает городскую воду на дистиллятор; 33—перекрывает городскую воду на фор-
мовочный реостат; 34—отделяет ртутный насос от магистрали слива в нижний бак; 35—отделяет вы-
прямитель от сливной параллельной магистрали; 36—отделяет теплообменник от сливной параллель-
ной магистрали; 37 и 38—отделяют верхний напорный бак от магистрали охлаждающей воды; 39—
отделяет магистраль городской воды от магистрали для охлаждения ртутных насосов; 40—отделяет
теплообменник от напорной параллельной магистрали; 41—отделяет теплообменник от сливной па-
раллельной магистрали; 4 2—отделяет ртутный насос от магистрали слива в нижний бак; 4 3 и 44—
отделяют верхний напорный бак от магистрали охлаждающей воды; 45 и 46—для слива воды из
верхнего напорного бака; 47 и 48—отделяют циркуляционные насосы от магистрали наполнения на-
порных баков; 49 и 50—для слива воды из сливной магистрали от теплообменников; 5/—для слива
воды из сливного бака; 52 и 53—отделяют циркуляционный насос от магистрали городской воды;
54 и 55—отделяют сливной бак от циркуляционных насосов; 56 и 57—отделяют циркуляционные на-
сосы от магистрали городской воды; 58—отделяет бак Для городской воды от магистрали наполнения
71
циркуляционных насосов; 59—для слива из бака городской воды; 60 и 5/—для наполнения сливно-
го бака городской водой; 62 и 63— для наполнения городской водой бака городской воды: 64 ~отде-
ляет магистраль городской воды от магистрали наполнения напорных баков; 55, 55, 57 и 55—для
наполнения водой верхних напорных баков; 69—отделяет магистраль городской воды от магистрали
наполнения напорных баков; 70—отделяет магистраль городской воды от магистрали системы хо-
зяйственного водоснабжения; 71— отделяет пожарный насос от магистрали городской воды; 7 2—от-
деляет пожарный насос от ввода № 1 городской воды; 73 и 74—аварийные вентили; обход водомера
у ввода № 1 городской воды; 75—отделяет водомер от ввода № 2 городской воды; 75—отделяет
водомер от ввода № I городской воды; 77 и 78—отделяют водомеры от магистралей городской воды
Циркуляционный насос, вращаемый электродвигателем, направляет цирку-
ляционную воду в межтрубное пространство охладителя. Из охладителя вода
Рис. 48. Схема технологического водоснабжения ртутного
выпрямителя типа РМНВ-500Х6
поступает или в элек-
троподогреватель, а
затем в выпрямитель
(открыты вентили 3
и 4, закрыт вентиль
2) или непосредствен-
но в выпрямитель
(открыт вентиль 2\
закрыты вентили 3
и 4), в охлаждающие
рубашки анодов. На-
гретая в охлаждаю-
щих рубашках анодов
вода вновь засасы-
вается насосом и на-
правляется в охла-
дитель.
Скорость протока
воды в циркуляцион-
ной системе постоян-
на и определяется
числом оборотов элек-
тродвигателя насоса.
Интенсивность
протока охлаждаю-
щей воды через дни-
ща или крышки и
трубки охладителя
регу л ир уется термо -
регулятором РНД в
зависимости от тем-
пературы выходящей
из выпрямителя цир-
куляционной воды.
Вентили цирку-
системы
отделить
элементы
случае их
или
ляционнои
позволяют
различные
системы в
неисправности
ремонта.
Вентили 9 и 10
охлаждающей системы позволяют выключить терморегулятор РНД в случае
его неисправности и регулировать температуру циркуляционной воды вруч-
ную вентилем 11.
Нумерация и назначение вентилей охладительных систем выпрямителей
приведены на рис. 47.
На выпрямителях типа РМНВ-500Х6 и РМНВ-500 X 12 Московского
метрополитена поддерживается температура 41 ±2° С. Контроль температуры
предусмотрен с точностью до ±1,5°С по следующим параметрам:
72
сигнал о переохлаждении выпрямителя ниже 24° С;
сигнал о перегреве выпрямителя выше 48° С;
отключение выпрямителя при переохлаждении ниже 20° С;
отключение выпрямителя при перегреве выше 55° С;
включение подогревателя при температуре 26° С;
отключение подогревателя при температуре 30° С.
При этом сигналы и переключения выпрямителя контролируются по тем-
пературе воды, выходящей из выпрямителя, а переключения подогревателя —
по температуре воды, входящей в выпрямитель.
В процессе эксплуатации в заводскую систему охлаждения ртутных вы-
прямителей типа РЛШВ 500 X 6 и РМНВ-500 X 12 были внесены следующие
изменения и дополнения:
а) Термосигнализаторы и струйные реле устанавливаются на одном уча-
стке трубопровода, перекрываемом с двух сторон во время ремонта этих реле
вентилями 35, 36, 41.
При отсутствии этих вентилей во время ремонта термосигнализаторов и
струйных реле приходится металлическими зажимами зажимать резиновые
шланги; при этом тратится много времени, а резиновые шланги портятся.
б) На магистралях для параллельной работы выпрямителей вместо венти-
лей 30, 31, 40, 41 устанавливаются задвижки, так как проток воды может
быть в двух направлениях. Если через вентиль идет вода в противоположном
направлении, то, как правило, отрывается клапан вентиля.
в) Для удобства оперирования системой водоснабжения каждого выпря-
мителя в помещение машинного зала подстанции выведены: вентиль 11 внеш-
ней системы охлаждения (обход терморегулятора РНД), вентили 34, 42 си-
стемы охлаждения ртутного насоса, вентиль 5 наполнения внутренней системы
охлаждения дистиллированной водой и струйное реле, включенное в систему
охлаждения ртутного насоса.
Подготовка охладительной системы к работе.
Перед заполнением циркуляционной системы дистиллированной водой убеж-
даются, что в баке имеется вода в количестве, достаточном для заполнения
системы.
Затем ставят под напор магистральную трубу дистиллированной воды,
для чего открывают вентиль 27. Заполнение циркуляционной системы каж-
дого выпрямителя производится через вентили 5 и 25 до заполнения расши-
рительного бачка. При заполнении системы производится спуск воздуха вен-
тилем 24, расположенным на сливной трубе выпрямителя. Когда из вентиля 24
появится вода, его закрывают.
После заполнения циркуляционной системы включается циркуляционный
насос и после 15—20 мин его работы спускаются воздушные пробки из выпря-
мителя вентилем 24, из охладителя вентилем 18 и из подогревателя вентилем 22.
Если при этом уровень воды в расширительном бачке понизится, то си-
стему доливают дистиллированной водой.
В течение первых суток работы после заполнения воздух из системы спус-
кается 2—3 раза.
Для заполнения охладительной системы водой от верхних баков откры-
ваются вентили 38, 7, 9, 10 и 16 при закрытом вентиле 11. Если необходимо
перевести охладительную систему с баковой на водопроводную воду, то за-
крываются вентили 38 и 7 и открываются вентили 12 и 8.
Перед включением каждого выпрямителя включается подогреватель и тем-
пература циркуляционной воды доводится до 30° С.
Наблюдения за работой охладительной си-
стемы. При работе охладительной системы необходимо следить за отсутствием
течей через сальники насосов. При наличии такой течи сальник подтягивают
или, если подтягивание не устраняет течи, меняют его набивку.
Сальник набивается асбестовым шнуром, проваренным в сале с мелким
порошком графита.
73
Чрезмерная затяжка сальника недопустима, так как набивка сальника
начинает тормозить вращение вала, увеличивая нагрузку электродвигателя.
Потребляемая электродвигателем избыточная электроэнергия переходит
в тепловую энергию, нагревающую сальник и вал, что вызывает преждевре-
менный износ вала. Смазка сальниковой набивки разжижается и вытекает из
асбеста под давлением воды, и непросаленный асбест начинает пропускать воду.
В результате чрезмерная затяжка сальника не устраняет течи; поэтому при
подтягивании сальника всегда проверяется рукой легкость вращения вала
насоса.
При наличии течи из сальников вентилей, кранов или подтекании шлан-
гов в месте насадки на патрубок подтягивается соответствующий сальник или
хомут шланга.
Во время работы циркуляционной системы в бачке дистиллированной воды
должен быть запас, достаточный для заполнения циркуляционной системы
одного выпрямителя. Для непрерывного пополнения этого запаса работает
дистиллятор.
Если при проверке равномерности нагрева всех цилиндров выпрямителей
окажется, что она нарушена, следует предполагать, что у перегретых цилинд-
ров засорились шланги или патрубки. Их следует прочистить.
Регулярно проверяется напор, развиваемый циркуляционным насосом.
При отсутствии воздушных пробок в системе он должен быть по манометру
на теплообменнике в пределах 1,8 4- 2,4 ати, а по манометру на выпрямителе
0,7 -г 1,0 ати. Изменение показаний манометров свидетельствует о засоре-
нии циркуляционной системы или о наличии в ней воздушных пробок.
Изменение уровня воды в расширительных бачках может быть вызвано
наличием течи в циркуляционной системе или неплотным закрытием венти-
лей 30, 31, 40, 41 или 6.
Это изменение уровня воды в расширительных бачках может быть также
из-за неплотной развальцовки трубок охладителя или из-за неплотности саль-
никовых уплотнений подвижных трубных решеток (у охладителей КТ-90-У
или ТВ-3000).
По термометрам, установленным на теплообменнике, обычно проверяется
разница температур (перепад) входящей и выходящей из выпрямителя цирку-
ляционной воды, которая колеблется в зависимости от нагрузки в пределах
1 4° С.
Во время работы выпрямителей по аэротермометру или термосигнализа-
тору дежурный следит за тем, чтобы терморегулятор РНД поддерживал тем-
пературу выпрямителя в пределах 41 ± 2° С. В случае неправильной работы
терморегулятора перекрываются вентили 9 и 10 и регулировка температуры
выпрямителя осуществляется вручную вентилем 11, причем руководствуются
показаниями аэротермометра на выпрямителе.
Повышение уровня воды в расширительном бачке возможно из-за неплот-
ного закрытия вентилей 30 и 31, через которые дистиллированная вода прони-
кает из циркуляционной системы соседнего выпрямителя.
Работа одного выпрямителя от теплообменника
другого выпрямителя. При режиме охлаждения ртутного выпря-
мителя от своего теплообменника открываются вентили 1, 3, 4, 26, 35 и 36,
если используется подогреватель. При работе без подогревателя открываются
вентили 1, 2, 26, 35 и 36.
Для протока баковой воды открываются вентили 7, 8, 9, 10, 16 и 77 при
автоматическом регулировании струи охлаждающей воды.
При ручном регулировании протока открываются вентили 7, 8, 11, 16
и 17, закрываются вентили 30, 31, 40 и 41 параллельных напорной и сливной
магистралей, вентиль 2 при применении подогрева, а без подогрева вентили
3 и 4.
Перед выводом теплообменника в резерв проверяется уровень воды в рас-
ширительных бачках выпрямителей, температура и напор воды, выходящей из
выпрямителей, и напор воды, входящей в выпрямители. На выпрямителях
74
разница температур выходящей воды не должна быть больше 2° С, а разности
напоров входящей и выходящей воды должны быть одинаковы.
При переводе питания одного выпрямителя от теплообменника другого
отключается выпрямитель, теплообменник которого остается в работе.
Открываются вентили 50, 31, 40 и 41 параллельных магистралей. Перекрыва-
ются вентили 2, 4 и 36 между выведенным в резерв теплообменником и па-
раллельными магистралями, а также перекрываются вентили 26 и 35 между
остающимся в работе теплообменником и его выпрямителем. Затем отключает-
ся мотор насоса, выведенного в резерв теплообменника.
После перевода питания одного выпрямителя от теплообменника другого
выпрямителя следят за уровнем дистиллированной воды в расширительном
бачке остающегося в работе теплообменника. Понижение уровня воды в бачке
свидетельствует о неплотном закрытии вентилей 2, 4 и 36, отсоединяющих вы-
веденный в резерв теплообменник от параллельных магистралей.
В этом случае выведенный в резерв теплообменник вводится в работу,
а в резерв выводится другой теплообменник.
При переводе выпрямителей на раздельную работу каждого от своего
теплообменника проверяется уровень воды в расширительном бачке резерв-
ного теплообменника и включается его насос. Проверяется наличие напора
воды от насоса резервного теплообменника по манометру на теплообменнике.
Если напор ниже 1,8 ати, то через вентиль 18 спускается воздушная пробка
из корпуса теплообменника. Затем открываются вентили 4 и 36 одного выпря-
мителя, вентили 26 и 35 другого выпрямителя и закрываются вентили 30, 31,
40 и 41.
После перевода выпрямителей на охлаждение каждого от своего теплооб-
менника проверяется уровень воды в расширительных бачках обоих выпрями-
телей и контролируется температура и напор воды, выходящей из каждого
выпрямителя.
Параллельная работа двух выпрямителей от
одного теплообменника. При переводе работы двух выпрями-
телей от одного теплообменника соблюдаются все мероприятия, описанные
при переводе работы одного выпрямителя от теплообменника другого выпря-
мителя, но открываются вентили 30, 31, 40 и 41, а перекрываются вентили 2,
4 и 36.
На магнитных станциях собственных нужд обоих выпрямителей снимается
автоматическое управление циркуляционными насосами. Включать и отклю-
чать их в этом случае можно только вручную. Циркуляция остается включен-
ной и при работе любого из спаренных выпрямителей.
В случае разницы температур выходящей из каждого выпрямителя воды
более чем на 2° С и разницы давлений более 0,05 ати каждый выпрямитель
немедленно переводится на работу от своего теплообменника.
При переводе на раздельную работу соблюдаются все мероприятия,
описанные выше в разделе о работе одного выпрямителя, охлаждающегося от
теплообменника другого выпрямителя, при этом открываются вентили 4 и 36,
а закрываются вентили 30, 31, 40 и 41, секционирующие параллельные маги-
страли.
Спуск воды из циркуляционной системы выпрями-
теля. Не менее чем за два часа до спуска воды из циркуляционной системы
выпрямителя он отключается, но циркуляционный насос остается включен-
ным. Затем отключается подогреватель и открывается вентиль 11, при по-
мощи которого охлаждающая вода пропускается помимо РНД, пока ее темпе-
ратура не снизится до 25° С. После этого открывается вентиль 6 и вся дистил-
лированная вода из циркуляционной системы сливается в канализацию.
К потребителям воды от системы хозяйствен-
ного водоснабжения относятся душ, умывальник, канализация,
котельная, магистраль для поливки улиц и промывки гравия в ячейках сило-
вых трансформаторов, а также противопожарная магистраль.
75
Расход воды на хозяйственное водоснабжение составляет 54-10 м3 в сутки
в летние месяцы. Зимой расход воды значительно меньше.
Водоснабжение каждой понизительной под-
станции выполнено от одного ввода, как правило, от водопроводной
магистрали.
Этот ввод обеспечивает подачу воды для хозяйственных целей, для дистил-
лятора, промывки гравия в ячейках силовых трансформаторов, поливки
улицы (на наземных понизительных подстанциях), противопожарных целей
и на некоторых подстанциях для охлаждения в калориферах воздуха, пода-
ваемого в ячейки силовых трансформаторов.
На вводах водопроводной магистрали водомеры не установлены, поэтому
общий расход воды на понизительных подстанциях может быть оценен только
ориентировочно.
Для тех подстанций, где воздух в калориферах охлаждается водой, сред-
ний расход воды составляет 250 м3 в месяц, а на остальных подстанциях
50 4- 100 м3 в месяц.
Экономика водоснабжения подстанций Москов-
ского метрополитена. Стоимость 1 м3 водопроводной воды для тя-
говых и понизительных подстанций определена в зависимости от того, куда
вода сливается — в водосток или в канализацию.
При сливе воды в водосток стоимость 1 м3 воды определена в 40 коп.,
при сливе в канализацию — в 60 коп.
На тяговой подстанции общий расход воды из водопроводной магистрали
замеряется водомером и при существующих графиках движения поездов со-
ставляет в среднем в самый жаркий месяц года 3 000 4- 4 000 м3, а в самый
холодный месяц — 500 4- 800 м3. Общий расход воды для одной тяговой под-
станции в год в среднем составляет 20 000 4- 25 000 м3.
При расчете стоимости израсходованной воды принято считать, что вода
из технологической системы водоснабжения сливается в водосток, а из хо-
зяйственной системы — в канализацию. Так как на тяговых подстанциях нет
отдельных водомеров для замера расхода воды на технологическое и на хо-
зяйственное водоснабжение, расход воды для хозяйственных нужд принят
постоянным и равным в среднем 5 4- 10 м3 в сутки.
Этот расход вычитается из общего расхода воды на тяговую подстанцию,
оцениваемого по водомеру на вводе городской воды.
Таким образом, для одной тяговой подстанции на технологическое водо-
снабжение расходуется в самый жаркий месяц 1 200 4- 1 600 руб., а в самый
холодный месяц 200 4- 300 руб. Стоимость воды, потраченной на хозяйствен-
ное водоснабжение, составляет 60 4- 120 руб. в месяц.
Общая стоимость воды, необходимой для водоснабжения одной тяговой
подстанции в год, составляет в среднем 8 4- 10 тыс. руб.
ГЛ A BAJVI
СХЕМЫ ГЛАВНОЙ КОММУТАЦИИ И КОНСТРУКЦИЯ
ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ 'ПОДСТАНЦИЯХ
Как указывалось выше, для работы потребителей электрической энергии,
питаемых от понизительных подстанций, применено различное напряжение.
Это определило необходимость установки на понизительных подстанциях
трансформаторов с вторичным напряжением 380 в для питания силовой на-
грузки и 220/127 в для питания осветительной нагрузки.
Питание электроэнергией устройств СЦБ, где аппараты обладают повы-
шенной чувствительностью к колебаниям напряжения, потребовало особого
решения.
76
На шинах вторичного напряжения силовых и осветительных трансформа-
торов имеются значительные колебания напряжения, вызываемые включением
мощных электродвигателей, электросварочных агрегатов и других потреби-
телей, а также в результате появления «земли» или других неисправностей
в разветвленной электрической сети. Поэтому для питания устройств СЦБ
на основных понизительных подстанциях установлены специальные транс-
форматоры.
Расположение потребителей, получающих электроэнергию через понизи-
тельные подстанции в тоннеле, и требования, предъявляемые в связи с этим
к бесперебойному их электроснабжению, вызвали необходимость установки
резервных трансформаторов для всех категорий нагрузок. Такое решение
является общим для всех понизительных подстанций независимо от того,
к какой очереди строительства метрополитена они относятся. Поэтому на
основных понизительных подстанциях установлено не менее 4 трансформа-
торов (2 для питания силовой и 2 для питания осветительной нагрузок), а
на подстанциях, питающих устройства СЦБ, не менее 6 трансформаторов
(2 дополнительных трансформатора для питания устройств СЦБ). На вспомога-
тельных понизительных подстанциях, питающих только силовые нагрузки,
установлено по 2 трансформатора, понижающих напряжение до 380 в.
Мощность трансформаторов понизительных подстанций определяется мощ-
ностями подключаемых к ним потребителей и колеблется в пределах от 100
до 560 ква для питания осветительных нагрузок, от 100 до 1 800 ква для пита-
ния силовых нагрузок и от 50 до 100 ква для питания нагрузок СЦБ.
Вопросы резервирования трансформаторных мощностей для питания си-
ловых и осветительных нагрузок на разных этапах строительства и эксплуата-
ции Московского метрополитена разрешались различно.
На основных понизительных подстанциях первой очереди для электро-
питания каждой из названных категорий потребителей установлено по 2 осве-
тительных и по 2 силовых трансформатора, причем в нормальном режиме все
они находятся под нагрузкой. Мощность трансформаторов выбрана с таким
расчетом, чтобы каждый из них в отдельности обеспечивал питание всех по-
требителей данной категории. Поэтому мощность трансформаторов получи-
лась относительно большой и используется в нормальном режиме примерно
на 50%, а в ночное время еще меньше. Полная же мощность трансформатора
используется только в тех случаях, когда один из трансформаторов данной
группы по каким-либо причинам выведен из работы. Очевидно, что коэффи-
циент использования рабочей мощности трансформаторов понизительных под-
станций первой очереди невелик, а потери энергии в них вследствие малой
загрузки значительны.
При проектировании и строительстве II очереди Московского метрополи-
тена была сделана попытка создать схему и режим работы основных понизи-
тельных подстанций такими, чтобы уменьшить установленную мощность
трансформаторов, тем самым повысить коэффициент их использования и
уменьшить потери энергии. Для этой цели на некоторых крупных понизитель-
ных подстанциях Горьковского и Покровского радиусов как для питания осве-
тительных, так и для питания силовых нагрузок было установлено по 3 транс-
форматора одинаковой мощности (трехсекционные подстанции). В нормаль-
ном режиме включены 2 осветительных и 2 силовых трансформатора, которые
питают всех потребителей своей группы, третий трансформатор находится
в холодном резерве. При выходе из строя одного из работающих трансформа-
торов включается третий (резервный) трансформатор, и энергоснабжение
полностью восстанавливается. Применение этой схемы дало возможность вы-
брать мощность трансформаторов таким образом, чтобы при всех режимах
коэффициент загрузки приближался к 100%. Однако несмотря на уменьшение
суммарной установленной мощности трансформаторов примерно на 25%, пер
воначальная стоимость трехсекционных подстанций оказалась значителыи
большей, чем стоимость двухсекционных подстанций, в связи с тем что для
трехсекционных подстанций требуется примерно на 50% больше оборудова-
77
ния для схем главной и вторичной коммутаций, а также большие размеры по-
мещений, необходимых для подстанций. Все это, особенно в условиях подзем-
ного размещения подстанций, значительно повышает первоначальные затраты.
Кроме того, в эксплуатации выявилась нецелесообразность применения трех-
секционных понизительных подстанций, обслуживание которых из-за слож-
ных схем первичной и вторичной коммуникаций более дорого и требует
высококвалифицированного персонала. Такие подстанции оказались менее
надежными, чем более простые двухсекционные, что привело к тому, что на
последующих очередях вернулись к подстанциям двухсекционного типа.
Однако вопрос об увеличении загрузки трансформаторов понизительных
подстанций не снят с повестки дня и требует дальнейших разработок. Одним
из возможных вариантов решения этого вопроса является изменение режима
работы трансформаторов таким образом, чтобы из двух трансформаторов был
включен только один, полностью загруженный трансформатор, а другой (оди-
наковой с ним мощности) находился бы в резерве и включался автоматически
по высокой и низкой стороне при выходе из строя работающего трансформа-
тора.
2. ПЕРВИЧНАЯ КОММУТАЦИЯ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
а) Схемы первичного (высшего) напряжения
Двухсекционные подстанции (рис. 49) имеют по две секции шин 6 или
10 кв. Каждая секция питается от самостоятельного ввода, подключаемого
к шинам через линейный разъединитель РЛ. Для контроля за напряжением
на вводах имеются трансформаторы напряжения.
Л М Мод
А 2-й Мод
Трансформатор
напряжения
трансформатор
напряжения
я секция
Рис. 49. Схема высшего напряжения двухсекционной подстанции
К каждой из этих секций через шинные разъединители РШ и масляные
выключатели М.В подключены трансформаторы: осветительный ТО, силовой
ТМ и СЦБ, причем на последнем вместо масляного выключателя установлены
предохранители.
На некоторых подстанциях трансформатор СЦБ подключен под общий
масляный выключатель с трансформатором осветительной нагрузки (рис. 50).
Эта схема не обеспечивает электрической защитой трансформаторы СЦБ, так
как защита регулируется по более мощному трансформатору. Поэтому на та-
ких подстанциях схему переделывают по типу, изображенному на рис. 49.
Двухсекционные подстанции с секционными разъединителями или сек-
ционными масляными выключателями. В процессе эксплуатации двухсекцион-
ных понизительных подстанций выявилось неудобство отсутствия секционного
78
разъединителя между секциями шин высшего напряжения, так как случай,
когда кабель одного ввода находится в ремонте и в это время выходит из строя
один из трансформаторов другой секции, вполне вероятен. При этом окажется,
что хотя на подстанции есть напряжение и есть соответствующий трансфор-
Рис. 50. Схема подклю-
чения трансформаторов
СЦБ под общий масля-
ный выключатель с ос-
ветительным трансфор-
матором
1-й ввод
и ввод
а)
ЛР
ЛР
6 или 1вкв[1-я секция^
1 и I
Секционные ратъеди.-
1-й вш 1,ители
ЛР
били Юкв[ f-я сеяния
Секционный масляный.
выключатели
2-я сеяния
ЛР
2-я сеяния
Рис. 51. Шины высшего напряжения
двухсекционных понизительных
подстанций:
а—с двумя секционными разъединителями;
б—с секционным масляным выключателем
6}
матор, но часть потребителей окажется без питания. В таком случае можно
осуществить питание этих потребителей путем обратной трансформации.
Однако этот способ возможен лишь при условии, что мощности установленных
Рис. 52. Схема высшего напряжения трехсекционной подстанции
трансформаторов будут соответствовать такой схеме. Поэтому последующие
и ряд действовавших подстанций были оборудованы секционными разъеди-
нителями (рис. 51, а), что устраняло указанный недостаток. При этом на по-
низительных подстанциях метрополитена было установлено по два секцион-
ных разъединителя для обеспечения возможности посекционного отключения
подстанции при выполнении ремонтно-ревизионных работ.
Последнее время на подстанциях стали широко применяться комплектно-
распределительные устройства (КРУ). Применение КРУ облегчило возмож-
ность замены двух секционных разъединителей одним секционным масляным
выключателем, что увеличило гибкость схемы высшего напряжения (рис. 51, б).
На трехсекционных подстанциях (рис. 52) на высокой стороне смонти-
рованы три секции шин 6 или 10 кв. Две рабочих секции имеют кабельные
вводы от тяговых подстанций, третья (резервная) не имеет ввода, но может
подключаться с помощью секционных масляных выключателей как к первой,
79
так и ко второй секции. К каждой из рабочих секций подключено по два
трансформатора: осветительный и силовой. Трансформаторы основных рабо-
чих секций имеют индивидуальные масляные выключатели, установленные
в бронированных распределительных устройствах.
Резервные трансформаторы осветительной ТОР и силовой ТМР нагру-
зок подключены к резервной секции разъединителями РШ.
От первой и второй секций отходят фидеры к вспомогательным (тоннель-
ным) подстанциям. На некоторых трехсекционных подстанциях установлены
трансформаторы для питания устройств СЦБ, подключаемых по одному на
первую и вторую секции аналогично тому, как это делается на двухсекцион-
ных подстанциях (см. рис. 49).
Нормально работают трансформаторы первой и второй секций, трансфор-
маторы резервной секции находятся в резерве. В случае исчезновения напря-
жения по одному из вводов резервная секция подключается автоматически
к той рабочей секции, на которой осталось напряжение, и замещает своими
трансформаторами трансформаторы обесточенной секции.
б) Схемы вторичного (низшего) напряжения
Схемы осветительных щитов. От устройств освещения станций и тоннелей
метрополитена требуется повышенная надежность. Даже кратковременный
перерыв питания всех устройств освещения на метрополитене недопустим.
На рис. 53 изображена схема 'трехсекционного осветительного щита.
Рис. 53. Схема трехсекционного осветительного щита
Первая и вторая секции рабочих шин питаются от своих трансформато-
ров ТО-1 и ТО-2. Между секциями имеется секционный рубильник, при по-
мощи которого обе секции можно соединять и питать от одного трансформатора.
От рабочих секций отходят фидеры к групповым сборкам освещениями дру-
гим потребителям электроэнергии напряжением 220/127 в.
Шины аварийного освещения нормально питаются переменным током от
одной рабочей секции через контактор КТ1. При исчезновении напряжения
переменного тока на рабочей секции, от которой питаются аварийные шины,
контактор КТ1 отключается и включается контактор КТ2, через который
аварийные шины получают питание от шин постоянного тока. Таким образом
фидеры, подключенные к аварийным шинам, сохранят питание даже в случае
полного исчезновения напряжения переменного тока с понизительной под-
станции, т. е. аварийное освещение станций и тоннелей будет действовать.
При трехсекционной схеме осветительного щита переключение шин ава-
рийного освещения на постоянный ток происходит при исчезновении питания
переменного тока с одной рабочей секции, от которой нормально питается
аварийная секция, хотя на другой рабочей секции может быть напряжение
переменного тока, что является недостатком такой схемы.
На рис. 54 изображена четырехсекционная схема осветительных шин,
свободная от этого недостатка. Осветительные шины состоят из двух рабочих
80
и двух аварийных секций. Каждая рабочая секция питается от своего транс-
форматора и в свою очередь через контактор КТ-1 питает свою аварийную
секцию. При отключении рабочего трансформатора или исчезновении питания
по вводу обесточенная рабочая секция переключается на резервный трансфор-
матор ТОР- Для возможности таких автоматических переключений на низкой
стороне осветительных трансформаторов установлены автоматы с дистанцион-
ным управлением Д-/, А-2, API, АР2.
Рис. 54. Схема четырехсекционного осветительного щита
Последовательность переключений такова: например, при выходе из
работы трансформатора ТО-1 отключается автомат А-1 и включается
автомат АРР Такая же последовательность переключений при выходе транс-
форматора ТО-2 (отключается А-2 и включается АР2).
от ?0-f
от ТО-2
Рис. 55. Схема четырехсекционного осветительного щита с резервной секцией
На питание от шин постоянного тока шины аварийного освещения neper
ключаются только в случаях полного исчезновения переменного тока с под-
станции или в случаях неисправностей в схеме замещения.
Недостатками такой схемы является ее громоздкость и дороговизна,
а также то, что такая схема может быть осуществлена только на подстанциях
с тремя секциями на высокой стороне.
Более простая схема четырехсекционного осветительного щита изобра-
жена на рис. 55.
Осветительные шины также разбиты на четыре секции, из них две рабо-
чие, питающиеся от своих трансформаторов, одна резервная секция, которая
может питаться от любой рабочей секции, и одна аварийная секция.
6 Зак. 1241 81
При исчезновении напряжения с рабочей секции, от которой питалась ре-
зервная, контактор этой секции КТ-1 (КТ-2) отключается и включается контак-
тор Другой секции КТ-2 (КТ-1). Таким образом, на резервной секции всегда
есть напряжение переменного тока,пока оно есть на любом из вводов подстанции.
От резервной секции через контактор КТ-3 получает питание аварийная
секция. При исчезновении питания по обоим вводам КТ-3 отключается и вклю-
чается контактор КТ-4, тем са-
мым переключая аварийные ши-
ны на питание от аккумулятор-
ной батареи.
Такая схема осветительных
щитов дает возможность разбить
всех потребителей, питающихся
от осветительных трансформато-
ров, на три группы по степени
необходимой надежности. Самые
ответственные потребители под-
ключаются к аварийным ши-
нам, менее ответственные — к
Рис. 56. Схема двухсекционного моторного щита
резервной секции и все осталь-
ные к рабочим секциям. Кроме того, применение резервной секции дало
возможность снизить нагрузку на аварийные шины. Такая же схема осве-
тительного щита принята на совмещенных тягово-понизительных подстанциях.
Схемы силовых щитов. На
йена простая двухсекционная сэ
(ТМ-1 и ТМ-2) через вводные
рубильники (Р-1 и Р-2) подклю-
чены 2 секции моторных шин.
Нормально секционный рубиль-
ник PC отключен и секции ра-
ботают раздельно.
На некоторых двухсекци-
онных подстанциях, питающих
потребителей, допускающих пе-
рерывы в питании электроэнер-
гией, нагрузка двух секций пи-
тается от одного трансформато-
ра, другой трансформатор нахо-
дится в резерве. При таком
режиме уменьшаются потери
анциях I очереди метрополитена приме-
(рис. 56). К моторным трансформаторам
Рис. 57. Схема двухсекционного моторного щита
с автоматическим замещением на резервный
трансформатор
электроэнергии и повышается
к. п. д. работающего трансформатора. Такую двухсекционную схему имеет
и большинство вспомогательных подстанций.
На подстанциях следующей очереди для питания ответственных мотор-
ных установок применены более^ надежные схемы моторных щитов. На
рис. 57 изображена двухсекционная схема, имеющая автоматическое заме-
щение резервным трансформатором. Нормально первая и вторая секции рабо-
тают раздельно, питаясь от своих трансформаторов; автоматы А-3 и А-4 от-
ключены. При исчезновении напряжения на любом рабочем трансформаторе
его автомат (А-1 или А-2) отключается и включается соответствующий автомат
резервного трансформатора (Л-3 или А-4).
Рубильники Р-1, Р-2, Р-3 и Р-4 нормально включены. Их отключают при
необходимости производства ремонтно-ревизионных работ.
Данная схема аналогична схеме рабочих секций осветительного щита,
изображенной на рис. 55, и обладает теми же достоинствами и недостатками.
В последнее время применяется трехсекционная схема, обеспечивающая
большую надежность питания эскалаторов (рис. 58). В этом случае две ра-
бочие секции питаются от своих трансформаторов. Между рабочими секциями
82
установлены два секционных рубильника PC и между ними секционный
автомат АС. Нормально секции работают раздельно; при исчезновении пита-
ния от одного трансформатора его автомат (Л-1 или А-2) отключается и вклю-
чается секционный автомат АС.
Рис. 58. Схема трехсекционных моторных щитов
Третьей секцией является резервная секция эскалаторов, которая кон-
такторами КТ-1 или КТ-2 может подключаться к любой рабочей секции. Нор-
мально резервная секция эскалаторов питается через контактор от одной
из рабочих секций. При исчезновении напряжения с рабочей секции, к
которой была подключена резервная секция эскалаторов и, если по каким-то
причинам (короткое замыкание ,^ил^ неисправность схемы) не происходит
включения секционного автома-
та АС, резервная секция эска-
латоров переключается контак-
торами КТ-1 и КТ-2 с обесто-
ченной секции на секцию, имею-
щую питание. Таким образом,
питание резервной секции сох-
раняется.
Питание устройств СЦБ.
Устройства СЦБ являются осо-
бенноважным потребителемэнер-
гии, так как они обеспечивают
безопасность движения поездов.
Поэтому и схема их питания
должна быть надежной и по воз-
можности исключающей пере-
рывы. Такая схема изображена
на рис. 59.
Общие шины 127 или 380 в могут подключаться к двум трансформаторам
СЦБ через предохранители ПР, контакторы КТ-1 и КТ-2 и рубильники Р-1
и Р-2. Нормально один трансформатор питает шины СЦБ, а другой находится
в горячем резерве, имея только один разрыв на контакторе. При исчезновении
по каким-либо причинам напряжения от работавшего трансформатора его кон-
тактор отключается и включается контактор резервного трансформатора. Для
перевода нагрузки с одного трансформатора на другой без перерыва питания
установлены шунтирующие рубильники РШ-1 и РШ-2. Перевод осуществляется
следующим образом: если в работе находится трансформатор СЦБ-1, вклю-
6* 83
От трансфер-^
матора СЦО-1
РИМ
КТ'2
От транс-
фера^ тора
СЦ5-2
ПР
’PU1~Z
Р-2
f27ила Шины £ СЦБ
3803 ~
Отходящие ф и д е р а.
Рис. 59. Схема питания устройств СЦБ
Рис. 60. Схема контакторных панелей:
случай а—кабель /—от первой рабочей секции; ка-
бель II—от второй рабочей секции; шины — резервной
секции. При переключении фазировка не меняется;
случай б — кабель / — от секции переменного тока;
кабель II—от шин постоянного тока; шины — аварий-
ные. При переключении на постоянный ток фазировка
показана справа
чается РШ-1, затем отключается контактор КТ-1 и автоматически включается
контактор КТ-2. По приборам убеждаются, что трансформатор С ЦБ-2 взял
нагрузку, после чего отключают РШ-1. Шунтирующие рубильники, исключая
перерывы в питании при переключениях, кроме того, являются резервом при
неисправностях контакторов.
Схема контакторных панелей. Для автоматического переключения пита-
ния резервных секций с одного ввода на другой применены контакторы.
На рис. 60 изображена схема
при-контакторной панели. Для резерв-
ной секции осветительных шин,
имеющих три фазы и нуль, контак-
торы КТ-1 и КТ-2 с одной стороны
присоединены к кабелям, подходя-
щим от разных рабочих секций, а
с другой стороны подключены к
шинам резервной секции (описано в.
подписи под рис. 60, как случай а,
когда кабель II аналогичен ка-
белю /.
Схема контакторной панели
резервной секции силового щита от-
личается только отсутствием нуля.
Схема контакторной панели
аварийной секции осветительных
шин отличается от схемы контак-
торной панели резервной секции
тем, что одни и те же шины долж-
ны питаться то переменным, то
постоянным током. При питании,
переменным током нужно иметь три
фазы и нуль; при питании постоян-
ным током нужно два провода
«плюс» и «минус». Как видно из
схемы, достигается это таким обра-
зом, что при переключении на пи*
тание от постоянного тока на три
фазовых шины подается один полюс «плюс» и на нулевую шину — другой,
полюс «минус» (описано в подписи под рис. 60, как случай б). Поэтому при
питании постоянным током по «нулевым» проводам будет проходить ток боль-
ший, чем по каждому из фазных проводов. Это учитывается тем, что при оп-
ределении сечения шин и жил кабелей для отходящих фидеров нулевые жилы,
и шины берутся большего сечения, чем фазные.
Для исключения возможности одновременного включения двух контак-
торов одной секции они имеют электрическую и механическую блокировку.
Схемы шин постоянного тока. Все основные потребители понизительных
подстанций питаются переменным током, однако часть освещения станций и
тоннелей в аварийных случаях переключается автоматически на питание от
шин постоянного тока. Это определило необходимость установки на понизи-
тельных подстанциях мощных аккумуляторных батарей, что в свою очередь
позволило питать постоянным током цепи управления, сигнализации и защит.
На подстанциях без автоматического замещения применяется односек-
ционная схема шин постоянного тока, имеющая три шины: плюс 150 в, плюс
ПО в и общий минус. Аккумуляторная батарея подключена следующим обра-
зом: к плюсу 150 в — вывод от 79 элемента, к плюсу НО в — вывод от 61 эле-
мента и к минусу через элементный коммутатор — вывод от 1 элемента.
Элементный коммутатор служит для поддержания постоянного напряжения
на шинах путем подключения резервных элементов.
Для заряда аккумуляторной батареи на подстанции установлен мотор-
84
генератор, который можно включать на заряд аккумуляторной батареи или
на шины при помощи перекидных рубильников. Верхнее положение этих ру-
бильников— на шины, нижнее — на заряд аккумуляторной батареи.
От шин НО в отходят фидеры, питающие.цепи управления, сигнализации
и соленоиды включающих аппаратов. От шин 150 в отходят фидеры к контактор-
ной панели аварийных шин и резервный фидер для устройства СЦБ.
Для контроля за состоянием изоляции к шинам подключено специальное
устройство КИ.
Односекционная схема оказалась малонадежной; поэтому для последую-
щих подстанций принята трехсекционная схема.
ки
Рис. 61. Схема трехсекционных шин постоянного тока с двумя мотор-генераторами
На рис. 61 изображена трехсекционная схема с двумя мотор-генерато-
рами, причем аккумуляторная батарея работает в режиме постоянного под-
заряда — обычную, относительно небольшую нагрузку, несет постоянно ра-
ботающий генератор, большие толчковые нагрузки принимает на себя аккуму-
ляторная батарея. При разряде батареи работающий мотор-генератор ее под-
заряжает.
Генераторы подключены к первой и второй секциям, от которых питаются
шины управления, сигнализации и магистрали соленоидов. В цепи генерато-
ров установлены реле обратного тока (РОТ), которые предназначены для от-
ключения генератора в тех случаях, когда ток пойдет от шин к генератору.
Аккумуляторная батарея подключена к третьей секции, от которой отхо-
дят фидеры контакторной панели аварийных шин; к этой же секции подклю-
чено устройство КИ.
Недостатком такой схемы является невозможность равномерного подза-
ряда всей батареи, так как мотор-генератор работает на подзаряд только
110-вольтовой части. Остальные элементы батареи, находящиеся в резерве, не
подзаряжаются, хотя непрерывно разряжаются за счет саморазряда. Если же
поставить всю батарею на постоянный заряд, то резервные элементы будут
перезаряжаться.
Этот недостаток устраняется при трехсекционной схеме шин постоянного
тока с одним генератором и селеновыми выпрямителями. В такой схеме на
одну секцию подключен генератор, включаемый только для заряда аккуму-
85
Шины
ь й путь 2'йпуть
Рис. 62. Схема фидера, питаю-
щего дополнительное освеще-
ние тоннеля
ляторной батареи, на вторую — аккумуляторная батарея и селеновый выпря-
митель, подзаряжающий резервные элементы, на третью секцию подключены
селеновые выпрямители, осуществляющие постоянный подзаряд работающей
части аккумуляторной батареи. В остальном эта схема аналогична схеме,
изображенной на рис. 61.
Отходящие фидеры. Схема большинства отходящих от шин низшего на-
пряжения фидеров проста и состоит из рубильника, предохранителя и кабеля,
идущего к потребителю.
Такое расположение рубильника и предохранителей более удобно и без-
опасно, так как при необходимости замены предохранителя можно отключать
рубильники и заменять предохранители без напряжения.
Фидеры с напряжением 380 в имеют трехполюсные рубильники и предо-
хранители на трех фазах. Нуль от трансформаторов не выводится.
Фидеры с напряжением 220 в имеют нулевой провод. Рубильники на не-
которых подстанциях трехполюсные, а нулевой провод подается без разрыва.
На большинстве подстанций рубильники четы-
рехполюсные — нулевой провод также заводится
через рубильник. Такое выполнение значительно
удобнее для обслуживания из-за возможности
быстрого полного отключения фидера в любой
момент (при профилактических испытаниях, при
появлении земли и пр.). На фазах фидера 220 в-
установлены три предохранителя.
Рабочее освещение тоннеля постоянно вклю-
чено и обеспечивает минимально необходимую
освещенность тоннелей. Схема фидеров рабочего
освещения тоннелей не отличается от схемы
остальных фидеров 220 в. Подключены эти
фидеры к шинам аварийных секций.
Дополнительное освещение тоннелей вклю-
чается в тех случаях, когда нужно усилить
освещение тоннелей (при производстве осмот-
ров, ремонтных работах и пр.). Для возможно-
сти дистанционного управления в схеме фидера
установлен контактор (рис. 62).
При питании от подстанции коротких перегонов один контактор вклю*
чает дополнительное освещение обоих путей. При длинных перегонах допол
нительное освещение каждого пути включается отдельным контактором.
Конденсаторные батареи. Как указывалось выше, коэффициент мощности
моторных потребителей, главным образом эскалаторов, в силу неравномерной
их загрузки весьма низок. Для повышения коэффициента мощности этих по-
требителей и доведения его до установленных норм на основных понизитель-
ных подстанциях установлены батареи статических конденсаторов.
Для того чтобы понижающие трансформаторы попали в зону действия
конденсаторных батарей, последние подключаются непосредственно к шинам
380 в. Учитывая, что в нормальном режиме секции шин 380 в работают раз-
дельно, на основных понизительных подстанциях установлено по две кон-
денсаторных батареи.
Выбор конденсаторных батарей производился исходя из средней за-
грузки моторных трансформаторов. Поэтому при максимальных нагрузках
реактивная мощность компенсируется не полностью, а при минимальных —
происходит перекомпенсация сети.
На схеме (рис. 63) изображены секции шин 380 в, от которых через шинные
рубильники Р1 и Р2, предохранители ПР1 и ПР2, смонтированные на пане-
лях силовых щитов, и рубильники у конденсаторов Р31лР4, подается питание
к конденсаторным батареям. Для обеспечения автоматического разряда при
отключениях к конденсаторной батарее постоянно подключены лампы нака-
ливания Л1 и Л2. Без разрядных сопротивлений на конденсаторах после их
86
дополнительного освещения
отключения от сети остается электрический заряд с напряжением, равным
напряжению сети-в момент разрыва тока. При подключении заряженного
конденсатора к сети переходный ток будет зависеть не только от напряжения
сети, но и от напряжения включаемых конденсаторов. Лампы накаливания
Рис. 63. Схема подключения конденсаторных батарей к секциям моторных шин
выполняют роль разрядных сопротивлений, обеспечивая безопасность персо-
нала, и уменьшают броски тока при включениях конденсаторных батарей.
Они включаются по схеме
треугольника, так как в этом
случае даже при обрыве
одной из ветвей ламп сохра-
няется возможность разряда
всех конденсаторов. Горение
ламп при включенной бата-
рее позволяет контролировать
исправность цепи.
Для комплектования ба-
тарей конденсаторов на по-
низительных подстанциях
применены выпускаемые на-
шей промышленностью кон-
денсаторы следующих типов:
КМ-0,42-6-3 и КМ-0,42-8-3,
что расшифровывается сле-
дующим образом: КМ — ко-
синусный, масляный; первая
цифра — номинальное напря-
Рис. 64. Конденсаторная батарея. На нижнем ярусе
конденсаторы, не установлены
жение в киловольтах, вторая —• мощность в кварах и третья — число фаз.
Батареи конденсаторов смонтированы на стальных каркасах в 2 яруса
с металлическим поддоном на случай вытекания масла при повреждении кон-
денсатора (рис. 64).
Перед включением конденсаторной батареи в работу проводятся рекомен-
дованные заводом испытания: мегомметром проверяется сопротивление изо-
ляции, замеряется емкость каждого конденсатора, испытывается в течение
1 мин напряжением, равным 1,7 UH0M переменного тока 50 пер/сек, диэлектрик
87
конденсатора, испытывается изоляция между токоведущими частями и кор-
пусом напряжением, равным 2,1 кв, также в течение 1 мин. После испытания
напряжением производится повторное измерение емкости.
В дальнейшем, при эксплуатации батареи, производятся ее внешние
осмотры без отключения один раз в 7 дней. При осмотрах обращают внимание
на состояние корпуса, токоведущих частей и, особенно, на показания ампер-
метров. При различии показаний амперметров батарея отключается для вы-
яснения причины.
Один раз в 3 мес. батарея отключается для очистки от пыли и проверки
контактных соединений. Один раз в 6 мес. проводится испытание изоляции
конденсаторов с помощью мегомметра как между обкладками конденсаторов,
так и между обкладками и корпусом. Емкость конденсаторов проверяется
только после выявления и устранения ненормальностей (разная нагрузка на
фазах, сгорание предохранителей и др.).
Сравнивая и анализируя применяемые схемы главной коммутации пони-
зительных подстанций, можно считать, что наилучшей является схема, при-
нятая на понизительных подстанциях IV очереди: по высшей стороне две сек-
ции с самостоятельными вводами, между секциями два секционных разъеди-
нителя; по низшей стороне четырехсекционные осветительные и трехсекцион-
ные моторные шины с автоматическим замещением. Но и при этом трансфор-
маторы работают с большой недогрузкой, а схемы низшей стороны довольно-
таки сложны. В дальнейшем нужно решать вопрос автоматического замеще-
ния по высокой стороне с тем, чтобы нормально в работе были один силовой
и один осветительный трансформаторы, вторые трансформаторы находились в
резерве и при необходимости включались бы автоматически.
По низшей стороне силовые щиты должны иметь только две секции, резерв-
ная секция, для эскалаторов не требуется, замещение должно быть выпол-
нено контакторами, а не автоматами типа А. Следует продумать возможность
устройства силовых шин из одной секции при замещении по высшей и низшей
сторонам силовых трансформаторов и возможность полного отключения сило-
вых шин для ревизии.
Осветительные шины при более рациональном решении вопроса подсое-
динения фидеров также могут иметь меньше секций. Например, если фидеры
дополнительного освещения питать от рабочих секций, отпадает надобность
в резервной секции, хотя контакторную панель для питания аварийных шин
от первой или второй рабочих секций необходимо оставить.
Таковы пути дальнейшего развития схем понизительных подстанций.
3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Шины. Для распределительных устройств высокого напряжения приме-
нены плоские алюминиевые шины, окрашенные эмалями в стандартные цвета
фаз трехфазного тока (желтый, зеленый и красный). Для наложения заземле-
ний на шинах оставлены незакрашенные места, обведенные черной краской.
Для распределительных щитов низкой стороны применяются алюминиевые
и медные плоские шины, также окрашенные в стандартные цвета.
Сечение шин определяется токами нагрузки при питании всех потреби-
телей от одной секции (аварийный режим или режим, когда производятся
ремонтно-ревизионные работы на другой секции).
Разъединители. На подстанциях применены 'трехполюсные разъедини-
тели для внутренней установки с рычажными приводами. Их назначение —
включение и отключение участков электрической цепи при отсутствии на-
грузки. На большинстве подстанций разъединителями разрешается отклю-
чать трансформаторы СЦБ и трансформаторы напряжения.
На вспомогательных подстанциях разъединителями пользуются для от-
ключения тока холостого хода трансформаторов мощностью до 320 ква.
Масляные выключатели. На первых понизительных подстанциях уста-
новлены масляные выключатели типа ВМ-23-Ф с номинальным напряжением
88
10 кв и номинальным током 400 а. Масляные выключатели этого типа взрыво-
опасны и смонтированы в отдельных взрывных камерах.
На подстанциях II очереди метрополитена применены бронеустрой-
ства — распределительные устройства, смонтированные в отдельных спе-
циальных металлических ячейках типа БР-метро 10 кв завода «Электросила».
Ячейки изготовлены разных типов:
а) с масляным выключателем и трансформаторами тока;
б) с масляным выключателем;
в) с разъединителем и трансформатором напряжения;
г) с разъединителем и трансформаторами тока;
д) с разъединителем и высоковольтными предохранителями.
Рис. 65. Общий вид
бронеустройства
Рис. 66. Масляный выключатель,
выкаченный из ячейки бронеустрой-
ства
Ячейки монтировались на заводе, а из отдельных готовых ячеек комплек-
товали распределительное устройство (рис. 65) на подстанции.
В ячейках бронеустройства применены масляные выключатели
типа МД-15 (рис. 66) с разъединителями штепсельного типа.
Для исключения возможности отключения и включения разъединителей
при включенном масляном выключателе, а также для невозможности вскры-
тия и осмотра масляного выключателя под напряжением бронеустройство
имеет блокировку.
Для осмотра масляного выключателя его отключают и опускают, в ре-
зультате чего отключается штепсельный разъединитель, и после этого выка-
тывают из ячейки.
На подстанциях IV очереди применены масляные выключатели
типа ВМГ-133. На части подстанций они смонтированы в сборном металличе-
ском распределительном устройстве на остальных понизительных подстан-
циях — в комплектно-распределительном устройстве КРУ (рис. 67).
Комплектные распределительные устройства типа КР-10 имели ряд недо-
статков: для армирования изоляторов применили замазку, выполненную из
магнезиального цемента, отсутствовали окна для осмотра положения ножей
и не были предусмотрены направляющие перед ячейками.
Замазка из магнезиального цемента после непродолжительной эксплуа-
тации стала выделять влагу, что в некоторых случаях приводило к перекры-
89
тию изоляторов. Пришлось срочно переармировать изоляторы и потребовать
от завода применения в КРУ для понизительных подстанций метрополитена
противосыростной замазки для армирова-
ния изоляторов и трансформаторов тока.
Кроме этого, в ячейки КРУ были вмон-
тированы нагревательные элементы, кото-
рые периодически включались для просуш-
ки внутреннего оборудования ячеек.
При отсутствии смотровых окон после
вкатывания выемной части ячейки КРУ не
было уверенности в надежности соединения
контактов разъединителей; поэтому эксплу-
атационники устроили смотровые окна с
задней стороны ячеек.
Отсутствие направляющих осложнило
выкатывание и вкатывание ячеек. Эту ра-
боту должны были выполнить двое работ-
ников. Устройство направляющих облег-
чило эту операцию, и ее стал выполнять
один человек.
Трансформаторы. На большинстве по-
низительных подстанций установлены ти-
повые осветительные и силовые понижаю-
Рис. 67. Масляный выключатель
ВМГ-133 в ячейке комплектно-рас-
пределительного устройства
щие масляные трансформаторы. На от-
дельных понизительных подстанциях при-
менены сухие трансформаторы.
Масляные трансформаторы установле-
ны в отдельных камерах. Сухие транс-
а — общий вид распределительного устройства подстанции с сухими трансформаторами;
б — сухой трансформатор с открытой крышкой
форматоры расположены в отдельных камерах только на тех подстан-
циях, где они заменили ранее стоявшие здесь масляные трансформаторы.
В новых подстанциях сухие трансформаторы смонтированы в распреде-
лительном устройстве без специальных камер (ри,с. 68).
90
Применение сухих трансформаторов на понизительных подстанциях метро-
политена значительно упрощает компоновку оборудования, уменьшает стои-
мость сооружения помещений и упрощает эксплуатацию, так как отпадает
необходимость в оборудовании масляного хозяйства; при сухих трансформа-
торах значительно уменьшается опасность пожаров.
Рубильники. На низкой стороне для отключения и включения участков
цепи установлены рубильники; на распределительных осветительных щитах
с номинальным напряжением 250 в трех- или четырехполюсные. На распреде-
лительных моторных щитах и щитах СЦБ с номинальным напряжением
500 в трехполюсные. Номинальный ток рубильников определяется током
фидера, на котором он установлен. На подстанциях I очереди все рубильники
имеют рычажные приводы, рукоятка которых установлена на передней сто-
роне щита. Рубильники смонтированы на изоляционной плите, установленной
сзади панели щита; эти рубильники имеют плоские рубящие контакты. На
подстанциях последующих очередей рубильники осветительных щитов имеют
центральную рукоятку и смонтированы на передней стороне щита. Рубиль-
ники щитов 380 в имеют рычажные приводы и линейные контакты. Хороший
контакт здесь осуществляется за счет большого удельного давления.
Контактная система рубильников состоит из отрывного ножа без разрыв-
ных контактов и с разрывными (моментными) контактами. У рубильников на
600 а и более разрывные контакты обычно угольные.
Рубильники на номинальный ток до 400 а без разрывных контактов на-
дежно отключают цепь с током, равным их номинальному, только в установках
переменного тока с напряжением до 220 в.
Такие же рубильники, но с разрывными контактами надежно рвут цепи
с током, равным их номинальному току в установках переменного и постоян-
ного тока с напряжением до 220 в. В установках переменного тока с напря-
жением 380 в должен быть рычажный привод.
Рубильниками на номинальный ток от 600 до 1 000 а не рекомендуется
отключать токи меньше номинальных, так как дуга затянется, что может
вызвать перекрытие между фазами.
Контакторы. Для возможности автоматического или дистанционного
отключения и включения участков электрической цепи на подстанциях уста-
новлены одно-, двух-, трех- и четырехполюсные контакторы с катушками для
работы на постоянном и переменном токе. Все контакторы на подстанциях
I очереди удерживаются во включенном положении при помощи электромаг-
нитной системы. Многополюсные контакторы на подстанциях последующих
очередей удерживаются во включенном положении защелкой (контакторы
с защелкой). Электромагнитная система работает только в момент включения
и отключения контактора. Применение контакторов с защелкой увеличило
надежность питания, так как они не отключаются при нарушении цепи
катушки. Кроме этого, уменьшается расход электроэнергии на управление
контакторами.
Воздушные автоматические выключатели. На понизительных подстанциях
с низкой стороны трансформаторов установлены воздушные автоматические
выключатели типа А.
Вначале их использовали для защиты от токов короткого замыкания и как.
коммутационные аппараты. Но после ряда случаев, когда автоматический
выключатель отключался быстрее, чем успевал сгореть предохранитель фидера
т. е. нарушалась селективность работы защиты, у воздушных выключателей
сняли максимальную защиту, и они фактически стали работать как дистан-
ционно управляемые контакторы.
При этих условиях работы нет надобности в применении автоматов,
вместо которых было бы целесообразнее применять контакторы как более-
надежные, более дешевые и более простые аппараты. Тем не менее, приходится
применять автоматы, так как контакторы на величину токов, нужную для
понизительных подстанций метрополитена, еще не созданы.
91’
Применяются автоматы типов А-800 и А-2050, которые в основном раз-
личаются контактной системой.
Плавкие предохранители. На понизительных подстанциях применяются
пробочные предохранители, предохранители с открытыми фарфоровыми труб-
ками типа СПО и предохранители с закрытыми фибровыми трубками типа ПР.
Патрон предохранителя рассчитывается на определенный номинальный
ток, на который рассчитаны и его токоведущие части. Поэтому предохранитель
можно заряжать разными плавкими вставками с номинальным током, равным
или меньшим, чем номинальный ток предохранителя. Применение плавких
вставок с токами больше номинального приводит к разрушению патрона
и перекрытию на пинцетах.
На характеристику плавкой вставки (зависимость времени горения от
тока) значительное влияние оказывает состояние контактов. Окисление их
и слабая затяжка контактных болтов могут вызвать такой перегрев плавкой
вставки, что она может расплавиться при токе менее номинального.
При длительной работе и токах, близких к номинальным, плавкая вставка
«стареет» и может «сгореть» при меньшехм токе, поэтому плавкие вставки пре-
дохранителей, установленных на фидерах, питающих ответственных потреби-
телей (СЦБ и эскалаторы), меняют через 6 мес., не дожидаясь ее сгорания.
4. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Конструктивное .выполнение понизительных подстанций во многом опре-
деляется их месторасположением.
Рис. 69. Схематический план и разрез наземной понизительной подстанции
Наземные подстанции располагаются в специально построенных помеще-
ниях, поэтому компоновка их проще и удобнее.
Подстанции в вестибюлях пассажирских станций (вестибюльные) разме-
92
2-й этаж
щаются в служебных помещениях, поэтому их компоновка более сложная и
менее удобная.
Тоннельные подстанции располагаются в специальных выработках.
Здесь необходимо особенно экономно использовать площадь и это определяет
компоновку тоннельных подстанций.
Наземные подстанции (рис. 69). Большинство наземных подстанций выпол-
нено одноэтажными; здание разделено на три основные части.
1. Машинный зал, где размещены:
а) распределительные щиты низшей стороны;
б) секции шин и разъединители высокого напряжения;
в) мотор-генератор для зарядки аккумуляторной батареи.
2. Ячейки трансформаторов и масляных выключателей, расположенные
в один ряд вдоль стены машинного зала.
3. Помещение аккумуляторной батареи, включающее кислотную, венти-
ляционную и тамбур. Щиты низкой стороны расположены вдоль машинного*
зала. На некоторых подстанциях щит
делится на две части, расположенные
параллельно. На щитах смонтированы
рубильники, предохранители и изме-
рительные приборы, а над щитами про-
ложены шины осветительных и силовых
секций.
Шины высокого напряжения уста-
новлены на стенах над ячейками масля-
ных выключателей со стороны машин-
ного зала. На стенах этих ячеек, выхо-
дящих в машинный зал, расположены
приводы масляных выключателей и разъ-
единительные.
Разъединители смонтированы под
шинами. В центральной ячейке каждой
секции располагается ввод и установлен
трансформатор СЦБ. С двух сторон
ячейки ввода расположены ячейки мас-
ляных выключателей (ВМТО и ВМТМ).
В ячейках масляных выключателей
установлены и трансформаторы тока.
Шины от шинных разъединителей к мас-
ляным выключателям, а от них к транс-
форматорам проложены через проходные
изоляторы. За ячейками масляных вы-
ключателей находятся ячейки соответ-
ствующих трансформаторов.
На некоторых подстанциях, где в ячейках вводов трансформаторы СЦБ не
разместились, их смонтировали в ячейках осветительных трансформаторов.
Кабели от низкой стороны трансформаторов через подвал подстанции К
выходят к щитам низкого напряжения.
Вестибюльные подстанции. Расположение оборудования вестибюльных
подстанций различно, так как оно определяется размерами и расположением
помещений, отводимых под подстанцию в данном вестибюле.
На рис. 70 показано расположение оборудования одной из вестибюльных
подстанций. На одном этаже размещены трансформаторные камеры 1, акку-
муляторная батарея 2, кислотная 3, вентиляционная 4 и мотор-генераторы 5.
На другом этаже расположено бронеустройство 3, щиты силовой и осве-
тительный 7 и щит СЦБ 8.
Основные тоннельные подстанции. Оборудование большинства основных
тоннельных подстанций расположено по двум вариантам.
f-й этаЖ
Рис. 70. Схематический план вестибюль-
ной понизительной подстанции
93
1. Подстанция располагается в пристанционной выработке (рис. 71).
Двери камер трансформаторов 1 выходят в тоннель.
Рис. 71. Схематический план и разрезы понизительной подстанции, расположенной
в пристанционной выработке
Рис. 72. Схематический план и разрезы подстан-
ции, расположенной в междутоннельной
выработке
В распределительном уст-
ройстве высокого напряжения 2
расположены сборные металли-
ческие конструкции 3, на кото-
рых смонтированы шины, разъ-
единители и масляные выклю-
чатели. Здесь же расположены
релейные шкафы, в которых
смонтированы реле защиты. Свя-
зи между распределительными
устройствами и трансформатора-
ми выполнены кабелями. В щи-
товом помещении 4 установлены
распределительные щиты низкой
стороны. В камерах силовых
трансформаторов имеются мас-
лосборники 5.
Над тоннелем расположены
камеры трансформаторов СЦБ 6,
аккумуляторная батарея 7, мо-
тор-генераторы, вентиляционные
устройства и их каналы 8, Под
помещением подстанции прохо-
дят кабельные коллекторы 9.
2. Подстанция располагается в специальной междутоннельной выработке
(рис. 72); перед камерами трансформаторов 1 имеется мастерская 2, куда
можно выкатить трансформатор для ремонта.
94
В машинном зале 3 расположены распределительное устройство высо-
кого напряжения 4 и щиты низкой стороны 5. На втором этаже расположены
аккумуляторная батарея 6, камеры трансформаторов СЦБ, вентиляционные
установки и другие вспомогательные устройства подстанции.
Расположение понизительных подстанций в специальной междутоннель-
ной выработке значительно удобнее для эксплуатации, так как оборудование
расположено более компактно. Выполнение ремонтно-ревизионных работ удоб-
нее и безопаснее, чем на подстанциях, выполненных в пристанционных выра-
ботках, где даже осмотр трансформаторов затруднен, так как камеры их выхо-
дят в тоннель, где проходят поезда.
5. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Защитное заземление металлических каркасов и конструкций на назем-
ных подстанциях осуществлено присоединением их к искусственным зазем-
лителям, которые выполнены из
железных труб диаметром 50—
60 мм, длиной 2—3 м, забитых
в грунт по контуру подстанции
на расстоянии от 1 до 3 м от
стен здания. Вершины труб свя-
заны между собой приваренным
к ним полосовым железом раз-
мером 60 X 6 мм на глубине
0,5 м от поверхности земли.
Как видно из рис. 73, кон-
тур заземления не замкнутый
вследствие препятствий строи-
тельного характера. Но и та-
кое выполнение обеспечива-
Рис. 73. Устройство контура заземления
наземной подстанции
ет напряжение прикосновения Unp^ 150 в и напряжение шага {/w=90e.
В качестве заземлителей вестибюльных подстанций, расположенных в верх-
ней части вестибюлей, так-
же используются специаль-
Четный
путь ।
I
--------------- I________I'-----------
Помещение
и подстанции
но устраиваемые контуры.
У вестибюльных подстан-
ций, расположенных в ниж-
ней части вестибюля, и у
подземных подстанций, уст-
роенных в бетонных тонне-
лях, используются в каче-
стве заземлителей металли-
ческие сваи, забитые при
строительстве, к которым
привариваются железные
полосы. К этим полосам
присоединяются выводы от
заземлен и й п одстан ций
(рис. 74).
На подземных подстан-
циях в качестве заземлите-
лей используются также
уравнительные кольца —
Нечетный > । J
путь I ।
Рис. 74.? Устройство контура заземления с металли-
ческими сваями, используемыми в качестве
заземлителей
железные шины, проложенные по тюбингам по всей окружности тоннеля и
соединяющие тюбинги между собой. На подстанциях, размещенных в при-
станционной выработке, используются уравнительные кольца, расположен-
95
ные в путевых тоннелях. На подстанциях, расположенных в междутоннель-
ных выработках, устроены уравнительные кольца в концах выработки, ко-
торые в свою очередь соединены с уравнительными кольцами путевых тон-
нелей.
От уравнительных ко-
лец по подстанции проло-
жены шины заземления,
причем для распредели-
тельных устройств и щитов
в качестве шин использо-
ваны швеллеры, на кото-
рых установлены конструк-
ции распределительных
устройств и панели щитов
(рис. 75). К подстанцион-
ным шинам заземления при-
соединены все части, под-
лежащие заземлению.
Такое устройство
земления обеспечивает
личину сопротивления
земления подстанции,
ответствующую нормам.
Вентиляционные уст-
ройства. На подстанциях
необходима вентиляция
в камерах трансформаторов
для их охлаждения, в помещениях аккумуляторных батарей для удаления
газов, выделяющихся при заряде, в машинном зале и распределительном уст-
ройстве для обмена воз-
духа.
В надземных пони-
зительных подстанциях
этот вопрос решается
сравнительно просто.
Камеры трансформато-
ров имеют естественную
вентиляцию—в нижней
части камеры устраива-
ются отверстия с жалю-
зийной решеткой для
поступления холодного
воздуха; в верхней части
камеры устроены вытяж-
ные отверстия, куда вы-
ходит нагретый воздух.
Машинные залы и рас-
пределительные устрой-
ства вентилируются форточками. В помещениях аккумуляторных батарей
устроена принудительная нагнетательная и вытяжная вентиляции.
Подземные понизительные подстанции имеют более сложное вентиляцион-
ное оборудование. Здесь необходимы отдельные вентиляционные устройства
для камер трансформаторов, помещения аккумуляторной батареи и осталь-
ных помещений.
Кроме рабочих вентиляционных установок, имеется вентиляционная
установка, которая в аварийных случаях сможет удалять газы и продукты
горения из камер трансформаторов в атмосферу.
На рис. 76 показана схема вентиляции камер трансформаторов /, куда
f ~ и пцтеЛои тоннеле
Рис. 75. Устройство контура заземления с
уравнительными кольцами
за-
ве-
за-
со-
s
Рис. 76. Схема вентиляции камер трансформаторов
96
воздух попадает через воздухопровод 3 и задвижки 4, регулирующие поток
воздуха. Из камер воздух через вентиляционный канал 2 проходит в охлади-
тельную установку 6 и снова вентилятором 5 гонится в камеры.
Охлаждение воздуха производится водой, проходящей через трубы 7.
При необходимости включения аварийного вентилятора 9 нужно закрыть
клапан 10, через который вентилятор 11 откачивал газы из помещения аккумуля-
торной батареи 12 в вентиляционный канал 13, выходящий на поверхность,
и открыть клапан 8. Тогда аварийный вентилятор 9 будет выбрасывать газы
из камер трансформаторов на поверхность через канал 13. Одновременное
открытие клапанов 8 и 10 недопустимо, так как из аккумуляторной пары кис-
лоты могут попасть в ячейки трансформаторов или при аварии продукты горе-
ния из ячеек трансформаторов попадут в канал с гремучим газом, выделяемым
кислотными аккумуляторами.
Нагнетание воздуха в аккумуляторное помещение производится из тон-
неля, причем этот воздух предварительно прогоняется через фильтр.
Все остальные помещения подстанции вентилируются тоннельным воз-
духом, также проходящим через фильтр.
Отопление подстанций. Понизительные подстанции оборудованы автома-
тикой, обеспечивающей необходимые переключения без участия обслуживаю-
щего персонала, поэтому на подстанциях нет дежурных.
Таким образом, необходимость отопления определяется только качеством
оборудования. Опыт показал, что применяющееся оборудование (выключа-
тели, реле и т. п.) на надземных подстанциях при достаточном уходе рабо-
тает в зимних условиях хорошо и при отсутствии отопления. Поэтому боль-
шинство надземных подстанций не имеет отопления. Смонтированное на них
электрическое отопление отключено. Некоторые подстанции отапливаются от
систем отопления соседних зданий.
Для аккумуляторных батарей необходимо поддерживать постоянную
температуру. Для этого в нагнетательной вентиляции установлены калориферы
с электрическим или водяным подогревом воздуха, поступающего в помещение
аккумуляторной, батареи зимой.
Подземные подстанции монтировались без отопления. Однако опыт пока^
зал, что эти подстанции должны отапливаться, так как иначе невозможно подА
держивать нормальное состояние изоляции из-за повышенной влажности,
а в высоковольтной части трудно избежать коронирования. Поэтому еще в про-
цессе монтажа были применены воздуходувки и электрические печи, которые
остались на период эксплуатации.
Дистилляторы. Для доливки банок аккумуляторной батареи на каждой
понизительной подстанции требуется довольно большое количество дистил-
лированной воды (от 100 до 300 л в месяц), причем при ремонтах аккумулятор-
ных батарей расход значительно увеличивается. В первое время эксплуатации
дистиллированную воду получали централизованным путем и затем развозили
по подстанциям, однако такой способ оказался явно неэкономичным. Рациона-
лизаторы метрополитена создали ряд портативных и экономичных установок
для получения дистиллированной воды на каждой подстанции.
На некоторых подстанциях применен перегонный куб типа ПК-2 завода
дезообор удова ни я Министерства здравоохранения СССР. При длительной
работе нагревательные элементы этого куба выходили из строя; поэтому в про^
цессе эксплуатации нагревательные элементы были заменены и перегонный
куб стал работать удовлетворительно. • - •
• ‘П
6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОНИЗИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ,
Автоматические устройства на понизительных подстанциях обеспечивают
Надежную работу без постоянного дежурного персонала, но не исключают
возникновения ненормальностей на действующем оборудовании. Для своевре-
менной ликвидации этих ненормальностей необходимо активное вмешатель*
ство специального персонала.
7 Заказ 1241 97
У подстанций без автоматического замещения при исчезновении питания
по вводу или при выходе из строя трансформатора почти все потребители дан-
ной секции обесточатся. Восстановление питания производится обслуживаю-
щим персоналом, который должен произвести необходимые переключения.
На этих подстанциях автоматически замещается только питание фидеров
СЦБ и аварийного освещения.
У подстанций с автоматическим замещением предусмотрено автоматиче-
ское переключение почти всех потребителей на резервное питание.
Переключение фидеров с источника, по которому пропало напряжение, на
другой источник, где есть питание, должно происходить в такой последователь-
ности: сначала отключаются.аппараты, посредством которых фидеры получали
питание от своего источника, затем включаются аппараты, переключающие
потребителей на другой источник. Одновременное включение тех и других
аппаратов недопустимо, так как может произойти отключение исправного
источника. Следовательно, при срабатывании схемы замещения происходит
кратковременный перерыв в питании потребителей. Поэтому в этих схемах
не предусмотрено обратное замещение, т. е. восстановление нормальной схемы
подстанции при появлении напряжения на вводе или на трансформаторах,
с которых оно исчезло.
Восстановление нормальной схемы после срабатывания схемы замещения
производится персоналом.
Многие понизительные подстанции оборудованы сигнализацией о ненор-
мальности. При возникновении ненормальности в определенное место (на
электродиспетчерский пункт или ближайшую тяговую подстанцию, где есть
постоянное дежурство, или в кабину дежурного по пассажирской станции)
приходит сигнал о ненормальности на такой-то понизительной подстанции.
Сигнал этот, однако, не расшифровывает, какая произошла ненормальность.
По этому сигналу электродиспетчер высылает работников на данную под-
станцию.
Ненормальности на подстанциях, не имеющих такой сигнализации,
развиваются в аварии, и электродиспетчер узнает о них по сообщениям с пас-
сажирских станций о том, что погасло освещение или остановились электро-
двигатели силовых установок и только после этого на подстанцию высылается
персонал.
Такой способ определения ненормальностей явно неудовлетворителен,
поэтому в процессе эксплуатации проводятся работы по устройству сигнали-
зации о ненормальности, а для новых подстанций такая сигнализация преду-
сматривается проектом.
Эксплуатационный персонал периодически производит осмотры и ревизии
оборудования подстанций. Периодичность осмотров и ревизий определяется
технологическими процессами, разработанными в соответствии с Правилами
технической эксплуатации энергоустановок промышленных предприятий и на
основании опыта эксплуатации. В технологических процессах предусмотрены
сроки проведения работ, квалификация исполнителей, набор необходимого
материала и инструмента, нормы времени, объем и последовательность выпол-
нения работы, необходимые нормы и допуски на приемку оборудования после
ревизии.
Опыт показывает, что большая часть аварий и брака в работе происходит
или при неправильных оперативных переключениях, или из-за плохого каче-
ства осмотров и ревизий.
Для исключения ошибок при оперативных переключениях на ряде под-
станций устроена блокировка разъединителей с масляными выключателями.
Для блокироЕки применены электромагнитные замки на разъединителях,
открывающиеся только при отключенном положении масляных выключателей.
При периодических осмотрах персонал определяет по внешним признакам
(ненормальный гул, потрескивание, искрение, изменение цвета под действием
температуры и др.) состояние оборудования подстанций. Проверяется стеари-
ном или воском нагрев контактов.
98
Результаты осмотров записываются в специальный журнал, находящийся
на подстанции» При внешних осмотрах категорически запрещается открывать
ограждения и приставлять лестницы.
Для выполнения ревизий оборудование отключается, устанавливаются
заземления, вывешиваются плакаты. Место работы ограждается переносными
ограждениями. После подготовки рабочего места и соответствующего прави-
лам безопасности допуска к работе производятся ревизии.
При ревизии внешней части оборудования, помимо детального осмотра
и обтирки от пыли, проверяются контактные соединения, состояние изоляции.
У маслонаполненной аппаратуры испытывается масло.
При ревизиях внутренней части производится вскрытие или разборка обо-
рудования с тщательной проверкой всех деталей.
При капитальных ремонтах производится разборка аппаратов с заменой
изношенных частей. После капитальных ремонтов оборудование проходит все
испытания, предусмотренные Правилами технической эксплуатации электро-
установок промышленных предприятий.
Из капитального ремонта оборудование включается в работу только после
комиссионной приемки.
Осуществить полный контроль за качеством выполнения ремонтно-реви-
зионных работ практически невозможно. Поэтому большое значение имеет
обучение работников правильным приемам работы, необходимой последо-
вательности при выполнении данной работы и развитие сознательного отноше-
ния к выполняемой работе. Для этой цели со всеми работниками системати-
чески проводятся занятия, на которых изучаются оборудование и технологи-
ческие процессы. На этих занятиях лучшие работники делятся своим опытом.
Так как на подстанциях нет постоянного дежурного персонала, то все
оперативные переключения и подготовку рабочих мест производит ремонтный
персонал, имеющий права оперативных переключений, так как производить
переключения этому персоналу приходится сравнительно редко, обращается
большое внимание на качество подготовки таких работников, с ними прово-
дятся систематически инструктаж и противоаварийные тренировки. Резуль-
таты противоаварийных тренировок разбираются на занятиях по техниче-
скому обучению.