Содержание материала

§ 113. Схемы распределительных устройств выпрямленного тока
На рис. 113-1, а представлена схема распределительного устройства постоянного тока одноагрегатной автотелеуправляемой подстанции, работающей в децентрализованной системе питания. При такой системе питания секционные изоляторы 7 на контактной сети устанавливаются у тяговых подстанций и от шин постоянного тока отходят только две питающие 6 и две отсасывающие 8 линии.
Одноагрегатная подстанция не имеет резервного оборудования и при необходимости полностью разгружается по контактной сети. Для сохранения режима параллельной работы двух смежных подстанций предусматривается секционный выключатель, включаемый при выходе из строя данной подстанции.
Поскольку секционный выключатель устанавливается на токоразделе между двумя смежными подстанциями, его уставка делается значительно ниже, чем у линейных выключателей. Этим обеспечивается защита от удаленных токов к. з.
На подстанции предусматриваются два отрицательных кабеля отсасывающей линии 8, работающих параллельно.
Одно- и двухагрегатные подстанции небольших мощностей (до 1200—2000 КВт), имеющие три-четыре питающие линии, требуют резервирования выключателей питающих линий. Простейшим видом резервирования может быть обходной управляемый разъединитель 11 между смежными питающими линиями (рис. 113-1,б).
Выход из строя или ремонт любого выключателя приводит к тому, что на смежный выключатель присоединяются две питающие линии. Для устранения частых отключений выключателя, питающего сдвоенную линию, ток уставки этого выключателя увеличивают.
С целью упрощения конструкции и схемы распределительного устройства выключатели питающих линий снабжают штепсельным разъемом 10, позволяющим выдвигать при ремонте выключатель из ячейки.
Отрицательная шина 13 подстанции соединяется с выводом трансформатора через разъединитель. Этот разъединитель необходим по условиям техники безопасности, так как даже на трамвайных тяговых подстанциях за счет падения напряжения в отсасывающих кабелях отрицательная шина по отношению к земле может иметь потенциал до 40 в.

Рис. 113-1. Варианты схем распределительного устройства постоянного тока:
а — одноагрегатная подстанция с кремниевым выпрямителем с двумя питающими линиями; б — одно- или двухагрегатная подстанция с 3—4 питающими линиями небольшой мощности; в — одноагрегатная подстанция с обходным выключателем; г — многоагрегатная подстанция с разборными ртутными выпрямителями с резервированием выключателей постоянного тока: 1 — главный трансформатор; 2 — выпрямитель; 3 — катодный управляемый разъединитель; 4 — линейный выключатель; 5 —линейный разъединитель; 6 — питающий кабель; 7 — секционный изолятор контактной сети; 8 — отсасывающий кабель; 9 — плюсовая сборная шина; 10 — контакт штепсельного разъема; 11 — обходной управляемый разъединитель; 12 — балластное сопротивление отсасывающей линии; 13 — минусовая сборная шина; 14 — обходной выключатель; 15 — катодный выключатель; 16 — шинный разъединитель; 17 — запасная шина; 18 —  запасной выключатель; 19 — переключатель запасной шины; 20 — формовочный реостат
С отрицательной шины подстанции отходят отсасывающие линии, оборудованные разъединителями. Если подстанция питает трамвай с отсасывающими кабелями различной длины или различного сечения, для выравнивания нагрузки между отсасывающими кабелями и для уменьшения блуждающих токов в цепь кабелей с меньшим сопротивлением включают реостаты 12. Регулирование сопротивления отсасывающих линий производят по показанию вольтметров или счетчиков вольт-часов, включаемых через контрольные жилы к местам выводов кабелей, к рельсам.
На рис. 113-1,в изображена схема одноагрегатной подстанции с обходным выключателем 14. Группа таких подстанций (П-1, П-2, П-3), установленных вдоль трассы, осуществляет децентрализованное электроснабжение. При замкнутых межподстанционных секционных изоляторах контактной сети осуществляется надежное двустороннее питание контактной сети.
При выходе из строя любой из подстанций, например подстанции П-2, замыкается обходной выключатель 14 этой подстанции и две смежные подстанции П-1 и П-3 осуществят двустороннее питание участка контактной сети подстанции П-2. Обходной выключатель этой подстанции служит для двух целей: осуществляет двустороннее питание, отключает удаленные токи к. з. Если, например, произойдет короткое замыкание в точке К, то линейный выключатель подстанции П-3 может этот ток к. з. не отключить вследствие того, что уставка линейного выключателя, как правило, будет выше тока удаленного короткого замыкания. Ток к. з. в этом случае отключается обходным выключателем 14 с малой уставкой тока.
Однако осуществление такой достаточно надежной и рациональной схемы питания встречает некоторые трудности при чисто троллейбусных подстанциях. Дело в том, что отрицательные шины каждой подстанции должны быть заземлены, а в этом случае возможны вредные блуждающие токи (Iбл). Например, сосредоточенная нагрузка распределяется на подстанциях П-2 и П-3 с токами I2 и I3. При этом часть тока I3 через шины подстанции П-3 и заземляющий контур через землю будет протекать к подстанции П-2.
В соответствии с нормами проектирования контактных сетей* разрешается заземление осуществлять через контактный провод, т. е. лишь на одной из тяговых подстанций, но это нельзя выполнить вследствие ПУЭ, требующих заземления вторичных обмоток трансформаторов на заземляющий контур подстанций.

*  Нормы и технические условия проектирования трамвайных и троллейбусных контактных сетей. СН27 — 58. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. М., 1958.


Рис. 113-2. Схема включения переключателя полярности в цепи питающих и отсасывающих линий: 1 — шинный разъединитель; 2 — линейный выключатель; 3 — переключатель полярности; 4 и 5 — питающие и отсасывающие кабели

На рис. 113-1, а показана схема распределительного устройства многоагрегатной подстанции с ртутными разборными выпрямителями. Все линейные выключатели в этом случае резервируются одним запасным выключателем 18.
При ремонте или ревизии линейного выключателя соответствующая питающая 6 линия переключателем запасной шины 19 присоединяется к запасной шине 17, которая получает питание от главной шины через запасной выключатель. Если количество питающих линий на подстанции более десяти, предусматриваются два -запасных выключателя, а запасная шина секционируется.
На подстанциях, оборудованных разборными ртутными выпрямителями, устанавливались формовочные устройства. При формовке ртутного выпрямителя через специальные кабели агрегат присоединяется к жидкостному реостату 20.
Питающие и отсасывающие кабели обычно выбираются одинаковыми, но поскольку отрицательная шина подстанции имеет небольшую разность потенциалов по отношению к земле, то отсасывающие кабели могут иметь пониженную изоляцию.

В эксплуатации это обстоятельство иногда используют. Если изоляция питающего кабеля ухудшилась, то его используют как отсасывающий, а отсасывающий как питающий. На подстанции для этого применяют переключатель полярности 3 (рис. 113-2). На том же рис. 113-2 изображен вариант переключения питания линии на запасную шину при помощи разъединителей.

§ 114. Некоторые специальные схемы распределительных устройств выпрямленного тока

Кроме рассмотренных выше вариантов схем распределительных устройств, имеются и другие, применяющиеся в некоторых специфических условиях. К таким специальным схемам относятся: схема питания двух выпрямителей от одного трансформатора, схема питания сети по трехпроводной системе, схема питания сети при напряжении 1200/600 в (см. § 103).

Схемы питания двух выпрямителей от одного трансформато ра предусматривают наличие анодных делителей и двух комплектов шестиполюсных анодных переключателей (рис. 114-1).
При работе двух выпрямителей ножи обоих комплектов анодных переключателей находятся в положении а. При отключении одного из выпрямителей отключается его катодный разъединитель, а ножи анодного переключателя принимают положение б. В этом случае обмотки анодных делителей закорачиваются. Это предотвращает нагрев железа анодных делителей, возникновение перенапряжения на выводах обмотки и уменьшает реактивность в цепи анодов работающего выпрямителя.

Рис. 114-1. Схема г питания двух выпрямителей от одного трансформатора

Рис. 114-2. Схема питания тяговой сети по трехпроводной системе

Следует отметить, что ток к. з. каждого из выпрямителей в этом случае будет определяться мощностью общего трансформатора.

Схемы питания по трехпроводной системе требуют наличия на подстанции не менее двух рабочих и одного резервного выпрямителей и вызывают необходимость в двухпозиционных переключателях агрегатов и питающих линий (рис. 114-2).
Если переключатель одного из агрегатов поставить в положение а, а переключатель второго агрегата в положение б, то два агрегата будут соединены последовательно.

Между сборными шинами плюса и минуса будет напряжение 1200 в, а между каждой из этих шин и нулевой шиной — напряжение 600 в.
В цепи каждой питающей линии имеются два переключателя. Верхний переключатель позволяет присоединить линию либо к положительной, либо к отрицательной сборной шине, а нижний переключатель — произвести это питание через запасные шину и выключатель.
Трехпроводные системы питания позволяют в отдельных случаях повысить напряжение в тяговой сети и увеличить пропускную способность системы. Однако проведенные исследования показали, что это не всегда оправдывается, особенно для трамвайных сетей, поэтому трехпроводные системы в настоящее время не получили распространения.