Подстанции первого участка, электрифицированного по системе электроснабжения 2x25 кВ (рис. 1.13). Схемы тяговых подстанций системы электроснабжения 2 х 25 кВ в большой степени зависят от типа применяемых трансформаторов (однофазные или трехфазные, двух- или трехобмоточные) и их мощности. На подстанциях первого участка, электрифицированного с использованием системы электроснабжения 2 х25 кВ, применены двухобмоточные однофазные трансформаторы сравнительно небольшой мощности (по 16 МВ-А), что потребовало установки на каждое плечо питания по два рабочих трансформатора Т1, Т2 и Т4, Т5. Оба трансформатора каждого плеча подключены к шинам ПО кВ через общий отделитель 7 (8), автоматически работающий на отключение.
Для замены любого рабочего трансформатора служит резервный (запасной) трансформатор Т3, который может быть подключен к нужной паре шин 110 кВ с помощью отделителей 4 и 5, автоматически работающих на включение.
Наличие на подстанции большого числа трансформаторов потребовало установки выключателей 1 и 2 на вводах первичного напряжения. Для автоматической замены поврежденного трансформатора (например, Т1) резервным необходимо, чтобы был включен отделитель 6 и собраны схемы обоих вводов 55 кВ трансформатора Т3 на две системы шин (выключатели 13 и 14 должны быть отключены). При срабатывании защиты трансформатора 77 она воздействует на отключение выключателя ввода 1 воздушной линии электропередачи (ВЛ) и секционного выключателя 3. В бестоковую паузу автоматика включения резерва отключает отделитель 7 и выключатель 15 и выводит поврежденный трансформатор из работы. Затем включает отделитель 4 и выключатель 13, чем подготавливается резервный трансформатор к работе от тех же фаз шин 110 кВ, что и 77. После проведения всех подготовительных операций по включению резервного трансформатора включаются выключатели 1 и 3, подается напряжение на трансформатор Т3, т. е. восстанавливается питание тяговой нагрузки и транзит мощности по линии электропередачи.
При повреждении трансформаторов Т4 и Т5 необходимо отключить выключатели 2 и 3, затем отделитель 8, выключатель 16, включить отделитель 5 и выключатель 14.
Вывод трансформаторов в резерв осуществляют с помощью разъединителей 9, 10, 11, 12.
Тяговое распределительное устройство подстанций электроснабжения 2x25 кВ характеризуется наличием четырех шин — две шины дли контактной сети Кс и Кв и две для питающего провода ПС и в отличие от тягового распредустройства подстанций системы электроснабжения 25 кВ в РУ 55 кВ для фидеров контактной сети применяют двухфазные выключатели 18, 19 (используют две фазы трехфазных выключателей); такой же выключатель В3 применен и в качестве запасного, на который можно заменить любой фидерный выключатель. Фидер 17 линии ДПР, трансформаторы собственных нужд (СН) подстанции подключают к шинам К и П разных фаз.
Транзитные подстанции первого участка системы электроснабжения 2x25 кВ имеют ряд эксплуатационных недостатков. При повреждении одного рабочего трансформатора автоматически выводят и I работы блок из двух трансформаторов, а вместо него включают только один резервный трансформатор, т. е мощность одного плеча уменьшается наполовину. Правда, возможно отключение поврежденного трансформатора от блока и включение второго в работу разъединителями с ручными приводами, но только при наличии персонала на подстанции.
Ввиду отсутствия секционирования шин 55 кВ их ревизия и ремонт осуществляются с отключением всей подстанции, в том числе и трансформаторов собственных нужд. Так же только с отключением подстанции можно делать ревизию левой секции шин 110 кВ. При ревизии любой секции РУ 110 кВ и выключателей 1, 2, 3 нарушается транзит мощности по линии электропередачи. Следует иметь в виду, что при отключении одного из блоков трансформаторов без подключения резервного трансформатора система два провода — рельс (ДПР) и трансформаторы собственных нужд оказываются включенными на две фазы, что может привести к повреждению трехфазных потребителей (электродвигателей), получающих питание от них.
Подстанция на отпайках без выключателей с трехобмоточными трансформаторами (рис. 1.14).
При наличии районной нагрузки на подстанции устанавливают трех обмоточные однофазные трансформаторы Т1, Т2, Т4, Т5 и трехфазный трансформатор ТР для районной нагрузки. Резервный однофазный трансформатор Т3 резервирует типовые трансформаторы и дает возможность иметь трехфазное напряжение при отключении районного трансформатора, поэтому он имеет три варианта подключения к шинам первичного напряжения 110 (220) кВ.
На этих подстанциях в случае повреждения какого-либо трансформатора вывод его из работы производится следующим образом.
Рис. 1.13. Схема подстанции с двухобмоточными трансформаторами
Рис. 1.14. Схема подстанции с трехобмоточными и трехфазными районными трансформаторами
Защита трансформатора воздействует на включение одного из короткозамыкателей 2, 4, 6, 11, что вызывает отключение питающих ВЛ1 и ВЛ2 со стороны подстанций энергосистемы. В бестоковую паузу происходит отключение соответствующего отделителя 1, 3, 5, 10 и включение отделителя 7, 8 или 9 резервного трансформатора. После повторной подачи напряжения питание тяговой и районной нагрузок восстанавливается. Подстанции имеют секционированные шины 55 кВ, что создает лучшие условия для эксплуатации.
Контактная сеть станции получает питание непосредственно от шин контактной сети. Поэтому фидерный выключатель 13 в отличие от выключателей 12, 14 перегонных фидеров выполняют однофазным.
Рассматриваемым подстанциям присущи все недостатки, касающиеся РУ первичного напряжения, что и подстанциям первого участка.
Подстанция с выключателями на вводах трехобмоточных трансформаторов (рис. 1.15).
На этих подстанциях, кроме рабочей перемычки 2, имеется ремонтная перемычка 1, позволяющая проводить ремонты на подстанции без перерыва транзита мощности по ВЛ. Резервный трансформатор Т3 подключен к перемычке 3, которая может быть запитана от любого ввода, что позволяет выполнять работы по очереди на выключателях при нормальном питании тяги и района. Такие подстанции предназначены для районов с тяжелыми климатическими условиями при повышенных требованиях к надежности. Поэтому они выполнены с масляными выключателями на вводах и трансформаторах. Секционирование шин 55 кВ дает возможность выполнять их ревизию также без нарушения питания тяговой нагрузки, СЦБ и собственных нужд подстанции.
На подстанциях повышенной надежности предусмотрено резервирование питания ее собственных нужд через систему ДПР от соседних подстанций с помощью комплектных понижающих подстанций (КТП). Такое резервирование дает возможность даже при полном отключении подстанции (например, при отключении ВЛ) иметь на подстанции освещение, трехфазное напряжение для электроинструмента, насосов, вентиляторов, а также для оперативного переключения разъединителей с электродвигательными приводами.
Подстанции с выключателями позволяют устранить большинство недостатков, присущих подстанциям первых участков.