Тягова підстанція

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Тя́гова підста́нція — у загальному випадку, електроустановка для перетворення та розподілу електричної енергії. Тягові підстанції призначені для зниження електричної напруги і подальшого перетворення струму (тільки для підстанцій постійного струму) для передачі його в контактну мережу для забезпечення електричною енергією електровозів, трамваїв і тролейбусів.

Види[ред. | ред. код]

Тягові підстанції бувають постійного і змінного струму.

Тягові підстанції будуються вздовж полотна залізниці на відстані 5-25 км для підстанцій постійного струму і 50—80 км для підстанції змінного струму. Це відстань залежить як від розмірів руху поїздів, так і від профілю шляху. Отримують електроенергію від підстанцій енергопостачальних організацій по повітряних і кабельних лініях електропередачі напругою 10—220 кВ. Електроенергія надходить у відкритий розподільний пристрій, на знижувальний трансформатор. З знижувального трансформатора електроенергія надходить на тяговий трансформатор, звідки вона подається на перетворювальний агрегат (випрямляч). З перетворювального агрегату випрямлений струм подається на основну та резервну системи шин і розподіляється в контактну мережу через швидкодіючі автомати.

Тягові підстанції змінного струму мають те ж призначення, що й підстанції постійного струму, за винятком того, що в них відсутні перетворювальні агрегати для випрямлення струму.

Історично склалося так, що тягові підстанції в Україні іноді були єдиними джерелами електричної енергії прийнятного рівня напруги для її подальшого розподілу, тому на всіх тягових підстанціях є розподільний пристрій для розподілу і транспортування електричної енергії напругою 35—0,4 кВ як залізничним, так і незалізничним споживачам.

У метро тягові підстанції мають номінальну вихідну напругу 825 В, а трамваїв та тролейбусів — 600 В в більшості міст, зокрема пострадянських, або 750 В в деяких містах Європи та Америки.

Тягові підстанції залізниці[ред. | ред. код]

Тягова підстанція залізниці призначена для розподілу, перетворення електроенергії, живлення тягових (електрорухомого складу) і нетягових залізничних, а також інших споживачів. Тягові підстанції залізниці отримують електроенергію від енергосистеми через систему зовнішнього електропостачання, після чого енергія розподіляється між тяговими (через систему тягового електропостачання) і нетягових споживачами.

Класифікація[ред. | ред. код]

За способом приєднання до системи зовнішнього електропостачання:

  • Опорна (вузлова) — отримує живлення від мережі зовнішнього електропостачання трьома і більше лініми електропередачі напругою 110 або 220 кВ, і виконує функції джерела для інших тягових підстанцій.
  • Тупикова (кінцева) — отримує живлення по двом радіальним ЛЕП від сусідньої підстанції.
  • Проміжна — отримує живлення по вводах від двох сусідніх підстанцій. Проміжна ПС в свою чергу буває:
    • Транзитна (прохідна) — включається в розтин ЛЕП.
    • Відпаєчна — підключається до відпайки(відгалуження) ЛЕП.

За системою електричної тяги:

За значенням напруги живлення:

  • 35, 110, 220 кВ

За системою керування:

За способом обслуговування:

  • Без чергового персоналу
  • З чергуванням вдому
  • З постійним черговим персоналом

За типом розміщення:

  • Стаціонарні
  • Пересувні

Схеми зовнішнього електропостачання тягових підстанцій[ред. | ред. код]

Як правило відстань між сусідніми тяговими підстанціями не перевищує: 15 км на постійному струмі і 50 км - на змінному.

Кожна тягова підстанція отримує живлення від двох незалежних джерел, так як електрифіковані залізниці є споживачем першої категорії. Живлення тягових підстанцій може здійснюється по одноланцюгової ЛЕП, Дволанцюговий ЛЕП на загальних і на роздільних опорах.

  • При живленні від одноланцюгової лінії між опорними підстанціями розташовуються не більше трьох транзитних підстанцій.
  • При живленні від дволанцюговий лінії на загальних опорах:
    • для ЛЕП-220 кВ — не більше п'яти транзитних при електричній тязі як на змінному, так і постійному струмі;
    • для ЛЕП-110 кВ - не більше п'яти транзитних при електричній тязі на постійному і трьох - на змінному струмі.
  • При живленні від дволанцюговий лінії на роздільних опорах:
  • для ЛЕП-220 кВ - не більше п'яти підстанцій (2 транзитні 3 цих відгалужень) при електротязі як на постійному, так і на змінному струмі;
  • для ЛЕП-110 кВ - не більше п'яти підстанцій (2 транзитні 3 цих відгалужень) при електричній тязі на постійному і трьох (2 транзитні 1 цих відгалужень) - на змінному струмі.

Структура тягових підстанцій[ред. | ред. код]

Ввід[ред. | ред. код]

На тягові підстанції залізниці надходить енергія напругою 110, 220 кВ, на деякі старі тягові підстанції постійного струму може надходити напруга 35 кВ.

Тягові підстанції мають від 2 (на транзитних, підключених до цих відгалужень, тупикових підстанціях) до 6 (на опорних підстанціях) вводів.

Розподільче устаткування високої напруги[ред. | ред. код]

Зазвичай це РУ-110 або 220 кВ, від них через понижуючі трансформатори енергія надходить на РУ-6, 10, 35 кВ, а також на тягове РУ-27,5 кВ.

На деяких підстанціях постійного струму РУ високої напруги може бути 35 кВ, в цьому випадку від нього живляться: через перетворюючі агрегати тягове РУ-3,3 кВ, трансформатори власних потреб, РУ-6, 10 кВ, а також нетягових споживачі.

Схеми РУ високої напруги різняться в залежності від типу підстанції.

Розподільні пристрої низької напруги[ред. | ред. код]

На тягових підстанціях змінного струму РУ 6 (10) і 35 кВ використовуються тільки для живлення нетягових споживачів. Для живлення тягових споживачів, а також трансформаторів власних потреб використовується РУ-27,5 кВ.

На тягових підстанціях постійного струму РУ-6, 10 кВ використовуються для живлення: через перетворюючі агрегати РУ 3,3 кВ, трансформаторів власних потреб, а також нетягових споживачів. РУ 35 кВ використовується тільки для живлення нетягових споживачів, за винятком випадків, коли РУ-35 кВ є основним.

Перетворювальні агрегати[ред. | ред. код]

Випрямлячі та інвертори, використовуються на тягових підстанціях постійного струму для живлення РУ-3,3 кВ випрямленою струмом і для повернення енергії, що виробляється при рекуперативному гальмуванні з контактної мережі в загальну мережу змінного струму.

Фідери[ред. | ред. код]

Фідери — приєднання до розподільчих устаткувань тягової підстанції контактної мережі та інших споживачів електроенергії.

Див. також[ред. | ред. код]