Тяговая подстанция

Тяговая подстанция

В общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования тока (только для подстанций постоянного тока) для передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока.

Понижающий трансформатор

 

 

 

 

Контактная  сеть

  Контактная сеть, система устройств, предназначенных для передачи электрической энергии от электрических станций через тяговые подстанции электровозам, моторным вагонам, трамваям или троллейбусам. Передача электрической энергии осуществляется через скользящий контакт между контактным проводом или контактным рельсом и токосъёмником (токоприёмником) подвижного состава. Контактный провод располагается, как правило, над рельсовым путём или вдоль трассы безрельсового транспорта, а рельс - на уровне ходовых частей подвижного состава.     Контактный провод прикрепляют к поддерживающим конструкциям - обычно к опорам контактной сети, реже к стенам домов и др. строениям (трамвайные и троллейбусные сети) при помощи гибких элементов (тросов и проволок), располагаемых вдоль контактного провода (цепные контактные подвески) или поперёк него (простые контактные подвески). Опоры Контактная сеть могут быть железобетонными, стальными и деревянными. Крепление контактных подвесок к опорам осуществляют с помощью арматуры и изоляторов.

Контактный провод прикрепляют  к поддерживающим конструкциям - обычно к опорам контактной сети, реже к  стенам домов и др. строениям (трамвайные и троллейбусные сети) при помощи гибких элементов (тросов и проволок), располагаемых вдоль контактного  провода (цепные контактные подвески) или поперёк него (простые контактные подвески). Опоры Контактная сеть могут  быть железобетонными, стальными и  деревянными. Крепление контактных подвесок к опорам осуществляют с  помощью арматуры и изоляторов.

Для надёжной работы и удобства обслуживания Контактная сеть делят на секции. В отдельные  секции выделяют перегоны и промежуточные  станции, а на крупных станциях - группы электрифицированных путей. При ремонте, требующем снятия напряжения, отключают только одну секцию, не нарушая  питания электроэнергией др. участков. Ж.-д. опоры Контактная сеть используют также для подвески проводов, по которым подаётся электроэнергия к  линейным ж.-д. потребителям, а также  для размещения др. проводов, например телеуправления тяговыми подстанциями, всевозможными переключающими устройствами в схеме секционирования и  др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тяговая подстанция 110 кВ переменного тока

Молниеотвод

Молниеотвод (в быту также употребляется более  благозвучное «громоотвод») — устройство, устанавливаемое на зданиях и  сооружениях и служащее для защиты от удара молнии.Считается, что молниеотвод  был изобретён Бенджамином Франклином в 1752 году, хотя есть свидетельства  о существовании конструкций  с молниеотводами и до этой даты (например, Невьянская башня, бумажные змеи Жака Рома)

 

 

 

Трансформаторы собственных нужд

Заземляющие ножи

 

Подстанция  шахты им. Баракова

На  фото приведенным выше можем увидеть  понижающий трансформатор с масляным охлаждением

 

 

 

 

Шкаф  ввода и секционной связи

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод двух вольтметров

При проверке группы соединения этим методом соединяют зажимы А и а испытываемого трансформатора, подводят к одной из обмоток напряжение и измеряют последовательно напряжения между зажимами X-x при испытании однофазных трансформаторов и между зажимами b-B, b-C и c-B при испытании трехфазных трансформаторов. Измеренные напряжения сравнивают с вычисленными по формулам (см. таблицу).

Векторные диаграммы и расчетные формулы  для определения группы соединения обмоток силовых трансформаторов:

Группа   соединения	Угловое смещение   ЭДС, 0	Возможное соединение обмоток  и векторная диаграмма линейных ЭДС	Ub-B(Ux-X)	Ub-C	Uc-B
			Номер формулы
0	0	ΥΥ; ΔΔ; ΔΖ	1	2	2
1	30	ΥΔ; ΥΔ; ΔΖ	3	3	4
11	330	ΥΔ; ΔΥ; ΥΖ	3	4	3

Примечание: Формулы табл. 2.10

Проверка группы соединения обмоток

Группа соединения обмоток  может быть проверена прямым методом (фазометром), методом двух вольтметров  и методом постоянного тока.

Прямой метод (фазометром)

Последовательную обмотку однофазного  фазометра P через реостат подключают к зажимам одной из обмоток, а параллельную обмотку – к одноименным зажимам другой обмотки испытываемого трансформатора. К одной из обмоток трансформатора подводят напряжение, достаточное для нормальной работы фазометра. По измеренному углу определяют группу соединения обмоток. При определении группы соединений трехфазных трансформаторов проводят не менее двух измерений (для двух пар соответствующих линейных зажимов трансформатора).

Метод постоянного  тока

Этот метод используют для однофазных трансформаторов, а также для  трехфазных – при выведенной нулевой  точке обмоток и при соединении обмоток Д/Д, когда соединение в  треугольник выполняется вне  бака трансформатора. Группу соединений определяют по схеме в соответствии с рисунком путем поочередной  проверки полярности зажимов A-X и a-x магнитоэлектрических вольтметром при подведении к зажимам A-X напряжения постоянного тока 2 – 12 В. Полярность зажимов A-X устанавливают при включении тока. После проверки полярности зажимов   A-X вольтметр отсоединяют, не отсоединяя питающие провода, и присоединяют его к зажимам a-x. Полярность зажимов a-x определяют в момент включения и отключения тока. Если полярность зажимов a-x при включении тока совпадает с полярностью зажимов A-X, а при отключении – противоположна, то трансформатор имеет группу соединения 0, в противном случае – группу соединения 6. Аналогично проверяется группа соединений трехфазных трансформаторов при выведенной нулевой точке обмоток и при соединении обмоток Д/Д.

Измерение сопротивления  изоляции обмоток

  Сопротивление изоляции  обмоток электрических машин  напряжением до 1000 В измеряют  с помощью мегомметра на напряжение 500-1000 В, а обмоток напряжением  выше 1000 В – мегомметром 1000-2500 В.

  Сопротивление изоляции  обмоток ЭМ, имеющей шесть выводов,  следует измерять пофазно; обмотки  фаз, где сопротивление не измеряется, присоединяют к корпусу. Если  напряжение машины не превышает  1000 В, сопротивление изоляции  при приемосдаточных и профилактических  испытаниях не нормируется. Сопротивление  изоляции обмоток ЭМ относительно  её корпуса и сопротивление  изоляции между обмотками при  рабочей температуре машины не  должно быть ниже 

[МОм]

но при этом не менее 0,5 МОм. Здесь U – номинальное напряжение обмотки машины, В; P – номинальная мощность машины, кВА (для машин постоянного тока, кВт).

  В случае измерения  сопротивления изоляции при температуре  ниже рабочей полученное из  вышеприведенной формулы сопротивление  изоляции следует удваивать на  каждые 20°C (полные или неполные) разности между рабочей температурой и температурой, при которой выполнено измерение.

  Для вновь вводимых  в эксплуатацию машин с номинальным  напряжением выше 1000 В наименьшие  допустимые значения сопротивления  изоляции нормируются «Инструкцией  по определению возможности включения  вращающихся машин переменного  тока без сушки» (СН 241-63).

  Таблица: Наименьшие  допустимые значения сопротивления  изоляции одной фазы или ветви  обмоток статоров ЭМ до 5000 кВт  при U_ном до 10,5 кВ

Температура обмотки, °C		R60 МОм, при UН, кВ
		3 – 3,15	6 – 6,3		10 – 10,5
10		35	75		125
20		25	50		85
30		18	35		60
40		12	24		40
50		9	16		27
60		6	10		18
75	3		6	10

  Для электрических  машин мощностью выше 5000 кВт, а  также для всех машин с номинальным  напряжением выше 10,5 кВ наименьшее  допустимое значение сопротивления  изоляции одной фазы или ветви  обмотки статора R₆₀ при температуре 75 °C определяется по первой формуле. При температурах ниже 75 °C наименьшее допустимое значение R₆₀ определяется путем умножения значения сопротивления изоляции, вычисленного по формуле, на коэффициент K_Т, значения которого для температур от +10 до +75 °C таковы:

 

t, °C	75	70	60	50	40	30	20	10
KТ	1,0	1,2	1,8	2,6	3,9	5,5	8,5	12

  Сопротивление обмоток  роторов ЭМ при температуре  от +10 до +30 °C должно быть для генераторов и синхронных компенсаторов не менее 0,5 МОм; для двигателей – не менее 0,2 МОм.

  Допускается ввод  в эксплуатацию неявнополюсных  роторов синхронных машин, имеющих  сопротивление изоляции не ниже 2000 Ом при 75 °C или 20000 Ом при 20 °C. Сопротивление изоляции обмотки ротора электрических машин измеряется мегомметром на напряжение 500 В.

  По окончании измерения  сопротивления изоляции для предотвращения  возможности поражения персонала  при прикосновении к выводам  обмоток, согласно ГОСТ 11828-75, каждая  обмотка на номинальное напряжение 3 кВ соединяется с корпусом  машины на время не менее  15 с при мощности машины до 1000 кВт и не менее 1 мин при  более высокой мощности. При пользовании  мегомметром на 2500 В продолжительность  соединения с корпусом не должна  быть меньше 3 мин.

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Для измерения сопротивления  заземлителя необходимы два вспомогательных  электрода. Один вспомогательный электрод служит для создания цепи тока, по характеру  растекания которого, затем и определяется сопротивление заземлителя. Второй, потенциальный электрод, называемый обычно зондом, служит для определения  потенциала в определенном месте  участка растекания. 
Для производства измерений, прежде всего надо правильно выбирать места расположения вспомогательных электродов. Характер изменения потенциала на поверхности земли при удалении от заземлителя связан с изменением плотности тока в земле и поэтому зависит от формы электродов, глубины их залегания и взаимного расположения в земле, от свойств грунта и его однородности. На характер растекания тока оказывают также большое влияние находящиеся в земле проводящие предметы, даже если они и не имеют непосредственной связи с электродами заземления. 
Например, если вблизи заземлителя проходит кабель с металлической оболочкой (или металлическая водопроводная труба), то значительная часть тока от заземлителя пойдет в сторону этого проводника. Затем по нему, и после с него, как с протяженного заземлителя ток будет стекать в землю. Это очень важное обстоятельство необходимо учитывать при выборе места расположения вспомогательных электродов. 
Токовый и потенциальный вспомогательные электроды следует по возможности располагать в стороне от таких протяженных металлических проводников. 
Зачастую, заземлитель выполняется состоящим из ряда соединенных вертикальных и горизонтальных электродов, образующих контур заземления. Чем большую площадь занимает такой контур, тем дальше от него отодвигается район нулевого потенциала. Поэтому при измерении сопротивления контура заземления необходимо удалять вспомогательные электроды, и тем дальше, чем больше территория, занимаемая испытываемым контуром. 
На крупных подстанциях, имеющих контуры заземления до 500 м и более в поперечнике, использование проводов линий является практически единственным способом удаления вспомогательных электродов на необходимое расстояние, исчисляемое иногда километрами. В качестве специальных вспомогательных электродов рекомендуется применять стальные стержни или трубы диаметром примерно 50 мм. Стержни большего диаметра трудно забивать в землю, а более тонкие могут при забивании погнуться. Стержни должны быть очищены от краски. Ржавчина не оказывает существенного влияния на величину сопротивления вспомогательного заземлителя, и удалять ржавчину следует лишь в месте присоединения проводов измерительной схемы. 
Электроды, следует забивать на глубину не менее 0,5 м. в твердый естественный грунт. Насыпной грунт (песок, строительный мусор) может иметь значительное сопротивление, поэтому в случае его использования производство измерений будет затруднено. Сопротивление зонда не должно превышать 1000 Ом, а вспомогательного заземлителя – 250 – 1000 Ом. 
Если в районе наиболее рационального расположения вспомогательных электродов нет грунта с малым удельным сопротивлением, то рекомендуется увлажнять то место, куда забиваются или уже забиты электроды. Можно также поливать это место раствором соли (увлажнять или подсаливать места, где находятся электроды испытываемых заземлителей, недопустимо). При необходимости можно забить несколько электродов и соединить их проводниками. 
Стержни или трубы, выполняющие роль вспомогательных электродов, следует забивать прямыми ударами, стараясь при этом не расшатывать их, так как при расшатывании ухудшается соприкосновение электрода с грунтом и, следовательно, возрастает сопротивление. В качестве вспомогательных заземлителей могут быть использованы также имеющиеся уже в земле стержни, трубы, металлические конструкции или другие заземлители, в том числе и специальные контуры заземления. Эти устройства не должны иметь электрической связи с испытываемым заземлителем, а расстояние до этих вспомогательных заземлителей должно быть достаточно большим. Если в качестве вспомогательного токового заземлителя используется контур из нескольких электродов, то расстояние между этим вспомогательным контуром и зондом должно быть увеличено. При измерении сопротивления заземления опор линий электропередачи следует обязательно отсоединять грозозащитный трос, так как через него проверяемое заземление может иметь связь с другими заземлителями. Поэтому измерение даст сопротивление нескольких параллельно включенных заземлителей. По результатам таких измерений делать какие-либо выводы о сопротивлении заземления отдельных опор нельзя, так как сопротивления заземления опор обычно бывают неодинаковыми и за средним сопротивлением, может скрываться плохое сопротивление заземления одной или нескольких опор. Кроме того, здесь трудно оценить влияние сопротивления грозозащитного троса, которое в такой схеме будет оказывать заметное влияние на результат измерения. Для измерения сопротивления заземления опор линий электропередачи специально предусматривается разъемное болтовое соединение грозозащитного троса с заземлителей. У деревянных опор разъем обычно делается внизу опоры. Металлические опоры сами служат токопроводами, связывающими заземлитель с тросом грозозащиты. Здесь болтовой разъем устраивается наверху, а трос подвешивается на изоляторах. 
Если на проверяемой опоре нельзя отсоединить трос, то это следует сделать на соседней опоре.