Тягова підстанція міського електротранспорту

Изобретение относится к устройствам городского электротранспорта, а именно к тяговым подстанциям. Тяговые подстанции служат для преобразования электрической энергии трехфазного переменного тока напряжением 6 или 10 кВ, получаемой с питающего центра (электростанции, энергосистемы) в электрическую энергию постоянного тока напряжением 600 В и передачи этой энергии на контактную сеть для питания трамвая и троллейбуса. Известны тяговые подстанции городского электротранспорта, содержащие питающие вводы от энергосистемы напряжением 10 (6) кВ, силовые трансформаторы, устройство для преобразования переменного тока в постоянный, распределительное устройство постоянного тока. 0,6 кВ, питающую линию 0,6 кВ, оборудование для собственных нужд, устройства защит, сигнализации и управления [см., например, И.А.Маринов "Устройство и эксплуатация преобразовательных подстанций городского электротранспорта", М., "Высшая школа", 1974, стр. 12-16]. В известных тяговых подстанциях устройство для преобразования переменного тока в постоянный выполнено в виде преобразовательного агрегата, содержащего полупроводниковый кремниевый выпрямитель и силовой трансформатор. Первичная обмотка силового трансформатора присоединена к сборным шинам 10 или 6 кВ через разъединитель, высоковольтный выключатель, трансформаторы тока, а вторичная обмотка - соединена с анодами выпрямителя. Выпрямленный ток с катода выпрямителя поступает через шунт, автоматически быстродействующий выключатель и разъединитель на главную положительную шину подстанции. Для питания потребителей собственных нужд тяговой подстанции установлены один или два трансформатора собственных нужд, присоединенных к сборным шинам переменного тока 10(6) кВ через разъединители и плавкие предохранители. Для питания в аварийных режимах наиболее ответственных потребителей собственных нужд установлены резервные вводы трехфазного переменного тока мощностью 510 кВт и напряжением 220 В. Устройства защит, сигнализации и управления питаются от независимого источника постоянного тока - аккумуляторной батареи. Известные тяговые подстанции нагружены неравномерно в течение суток. Городской электротранспорт практически не работает в ночное время и потребляет электроэнергию, в основном, с 5°° до 23°° часов. Как известно, с 2300 часов вечера до 600 утра в энергосистемах, в силу естественных причин, образуется ночной "провал" в потреблении электроэнергии. Использовать эту избыточную электроэнергию известные подстанции, как потребители, не могут, так как не могут запасать необходимую для эксплуатации электроэнергию впрок. В основу изобретения поставлена задача создания такой тяговой подстанции городского электротранспорта, в которой путем изменения конструкции отдельных узлов и их связей, обеспечивается возможность накапливания энергии, необходимой для эксплуатации электротранспорта и за счет этого при эксплуатации электротранспорта фактически использовать избыточную электроэнергию, которая имеется в ночное время суток. Поставленная задача достигается тем, что тяговая подстанция городского электротранспорта, содержащая питающие вводы от энергосистемы напряжением 10 (6) кВ, присоединенные к сборным шинам распределительного устройства 10 (6) кВ. силовые трансформаторы, устройство для преобразования переменного тока в постоянный, распределительное устройство постоянного тока 0,6 кВ, питающую линию 0,6 кВ. оборудование для собственных нужд, устройства защит, сигнализации и управления, согласно изобретению, дополнительно снабжена распределительным устройством 0,4 кВ, а устройство для преобразования переменного тока в постоянный выполнено в виде зарядно-подзарядного агрегата и аккумуляторной установки, при этом входы распределительного устройства 0,4 кВ связаны с выходами силовых трансформаторов, а выходы - с входами зарядно-подзарядного агрегата, выходы которого связаны с входами аккумуляторной установки, выходы последней связаны с распределительным устройством постоянного тока 0,6 кВ, причем оборудование для собственных нужд подключено к шинам распределительного устройства 0,4 кВ, а устройства защи т, си гнализации и управления подключены к введенной аккумуляторной установке. Наличие распределительного устройства 0,4 кВ, выполнение устройства для преобразования переменного тока в постоянный в виде зарядно-подзарядного агрегата и аккумуляторной установки и их связи позволяют накапливать необходимую для эксплуатации городского электротранспорта энергию в то время суток, когда электроэнергия энергосистем является избыточной. Подключение оборудования для собственных нужд к шинам распределительного устройства 0,4 кВ, а устройство защит, сигнализации и управления к введенной аккумуляторной установке позволяет упростить схему, так как отпадает необходимость в трансформаторах собственных н ужд и в независимом источнике постоянного тока для питания устройств защиты, сигнализации и управления. Сущность изобретения поясняется структурной электрической схемой тяговой подстанции, приведенной на чертеже. Тяговая подстанция городского электротранспорта содержит питающие вводы 1 от энергосистемы напряжением 10 (6) кВ, распределительное устройство 10 (6) кВ 2. силовые трансформаторы 3, распределительное устройство 0,4 кВ 4, устройство для преобразования переменного тока в постоянный, выполненное в виде зарядно-подзарядного агрегата 5 и аккумуляторной установки 6. распределительное устройство 0,6 κΒ 7 и оборудование для собственных нужд подстанции. Питающие вводы 1 связаны со сборными шинами 8 распредустройства 2 через линейные разъединители 9, масляные выключатели 10, трансформаторы тока 11, шинные разъединители 12. К шинам 8 через шинные разъединители 13, масляные выключатели 14, трансформаторы тока 15 и линейные разъединители 16 подсоединены силовые трансформаторы 3. Вторичная сторона силовых трансформаторов 3 через контакторы 17, рубильники 18, предохранители 19 связана со сборными шинами 20 распредустройства 4. Аккумуляторная установка 6 выполнена из трех последовательно соединенных секций 21. Одним из вариантов выполнения предложенного устройства может быть выбрана аккумуляторная установка, содержащая 276 аккумуляторов с номиальным напряжением каждой банки 2,2 В в заряженном состоянии, т.е. с общим напряжением установки - 607 В. Каждая из секций 21 снабжена двумя зарядно-подзарядными агрегатами 5, один из которых является резервным. Входы секций 21 через рубильники 22, зарядноподзарядный агрегат 5, рубильники 23, контакторы 24 и предохранители 25 связаны со сборными шинами 20. Положительный вывод 1-й банки аккумуляторной установки 6 через предохранитель 26, ам-перметровый шунт 27, вводной быстродействующий автомат 28, шинный разъединитель 29 соединен с "+" шиной 30 распредустройства 7. Отрицательный вывод последней банки аккумуляторной установки 6 через предохранитель 31, амперметровый шунт 32, вводной быстродействующий автомат 33, шинный разъединитель 34 соединен с "-" шиной 35 распредустройства 7. Положительный вывод 1-й банки и отрицательный вывод 48-й банки 1-й секции 21 соединены с цепями защит, сигнализации и управления. К этим же цепям для подзаряда банок с 1-й по 48-ю секции 21 через предохранитель 36, магнитный пускатель 37 подсоединено выпрямительное устройство 38. К положительной шине 30 распредустройства 7 через шинный разъединитель 39, линейный быстродействующий автомат 40, линейный разъединитель 41, амперметровый шунт 42 подсоединены питающие кабели 600. В линии городского электротранспорта. К отрицательной шине 35 распредустройства 7 через шинный разъединитель 43, амперметровый шунт 44 подсоединены отсасывающие кабели 600 В линии городского электротранспорта. Для вывода в ремонт линейного быстродействующего автомата 40 предусмотрен запасный выключатель 45, вход которого через шинный разъединитель 46 присоединен к положительной шине 30, а выход через шинный разъединитель 47 присоединен к запасной шине 48 распредустройства 7. Переключатель запасной шины (ПЗШ) 49 средним выводом соединен с питающими кабелями 600 В. Один крайний вывод ПЗШ 49 через обходной разъединитель 50 соединен с запасной шиной 48. Другой крайний вывод ПЗШ 49 через линейный разъединитель 4 1, линейный автомат 40, шинный разъединитель 39 соединен с положительной шиной 30 распредустройства 6. Потребители собственных нужд подстанции (отопление, освещение, вентиляция) через рубильники 51, предохранители 52 подсоединены к сборным шинам 20 распредустройства 4. Приведенная структурная электрическая схема тяговой подстанции городского электротранспорта работает следующим образом: трехфазный переменный ток напряжением 10 (6) кВ, поступающий по вводам 1 от энергосистемы, понижается силовыми трансформаторами 3 до напряжения 0,4 кВ и подается на шины 20 распредустройства 4. Зарядно-подзарядные агрегаты 5, подключенные к распредустрой-ству 4, преобразуют переменное напряжение 0,4 кВ в постоянное напряжение 220 В и подают его на заряд (подзаряд) секций 21 аккумуляторной установки 6. С заряженной аккумуляторной установки 6 постоянное напряжение 600 В поступает на сборные шины распредустройства 7. Со сборных шин распредустройства 7 по питающим и отсасывающим кабелям напряжением 600 В поступают в линию городского электротранспорта. Зарядноподзарядные агрегаты 5, с помощью контакторов 24, включаются и отключаются автоматически, по команде от электрочасов, в 2300 вечера и в б00 утра, время ночного "провала" нагрузки в энергосистеме.