Глава XXVI
УСТРОЙСТВА СОБСТВЕННЫХ НУЖД ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
§ 124. Общие сведения
Устройства собственных нужд тяговой подстанции представляют собой комплекс источников питания низкого напряжения (до 500 в) и аппаратов, предназначенных для обеспечения нормальной работы преобразовательных агрегатов и другого силового оборудования.
Устройства собственных нужд состоят из:
- источников питания собственных нужд переменного тока;
- потребителей в системе собственных нужд переменного тока;
- источников питания собственных нужд постоянного тока;
- потребителей в системе собственных нужд постоянного тока.
На современных тяговых подстанциях потребителями в системе собственных нужд постоянного тока являются только такие аппараты, которые вследствие своих конструктивных особенностей не могут работать на оперативном переменном токе. К ним относятся соленоидные приводы масляных выключателей и катушки управления некоторых типов быстродействующих выключателей. Источниками питания этих потребителей, как правило, служат селеновые или кремниевые выпрямители, присоединенные к шинам собственных нужд переменного тока.
В целях повышения надежности шины собственных нужд постоянного тока, питаются одновременно от двух выпрямителей. Один из них присоединен к трансформатору собственных нужд, другой — к вводу низкого напряжения.
На большинстве тяговых подстанций, построенных до 1960 г., были заложены иные принципы питания потребителей собственных нужд постоянного тока. Считалось, что эти потребители не должны допускать перерывов электроснабжения ни при нормальной работе подстанции, ни, тем более, в аварийном режиме, Источник питания при таком требовании должен быть посторонним, независимым от собственных нужд переменного тока. Таким независимым источником является аккумуляторная батарея.
К потребителям собственных нужд постоянного тока в этом случае относились: релейная защита, сигнализация, аварийное освещение, некоторые устройства автоматики, устройства телемеханики, а также катушки приводов и быстродействующих выключателей.
К потребителям собственных нужд переменного тока относятся: собственные нужды выпрямителей, зарядные агрегаты аккумуляторной батареи; электродвигатели вентиляции; электрическое освещение и отопление подстанции; некоторые устройства автоматики.
Период с 1955 по 1958 г. ознаменовался переводом всех собственных нужд на новых подстанциях на оперативный переменный ток с полным отказом от аккумуляторных батарей. Такое решение имеет существенные технико-экономические преимущества, так как применение аккумуляторных батарей связано с большим расходом дефицитного свинца, необходимостью сооружения отдельных помещений для размещения аккумуляторных батарей с механической системой приточно-вытяжной вентиляции.
§ 125. Собственные нужды переменного тока
Источниками питания собственных нужд переменного тока являются трансформаторы собственных нужд и городской ввод напряжения 380/220 или 220/127 в.
Таблица 125-1
Ориентировочная мощность потребителей собственных нужд подстанции
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды тяговых подстанций на 1 КВт-ч переработанной электроэнергии составляет в среднем 1% для ртутно-выпрямительных подстанций и 0,3% для подстанций, оборудованных кремниевыми преобразователями.
Мощность вспомогательных аппаратов выпрямителей и примерная мощность общеподстанционных потребителей подстанции приведена в табл. 125-1.
К табл. 125-1 необходимы некоторые пояснения. При определении мощности электрического отопления подстанции объем здания ориентировочно можно вычислить исходя из удельного объема
(125-1) где v — удельный объем здания: для подстанций ручного управления v=1 м/КВт, для автоматических — 0=0,4-0,6 м/КВт; п — число установленных агрегатов.
Для определения общей площади подстанции объем подстанции делят на среднюю высоту h=3,5 м.
Приведенные выше рекомендации могут быть использованы только для ориентировочных расчетов.
При наличии проектов расчет объема здания, подлежащего отоплению, может быть произведен более точно. При этом следует учесть, что ряд помещений подстанции, как, например, камеры трансформаторов, помещения распределительных устройств и некоторые вспомогательные помещения не отапливаются.
Выбор мощности трансформатора собственных нужд следует производить по средним расчетным нагрузкам и проверять по максимально возможным кратковременным нагрузкам, с учетом перегрузочной способности трансформатора. При вычислении средних расчетных нагрузок на шинах собственных нужд не следует учитывать потребителей, работающих кратковременно или в часы спада нагрузки, таких, например, как генераторы глубокого заряда батареи, масляные насосы выпрямителей, электродвигатели насосов общего водоснабжения, питание электроинструмента.
Мощность резервного ввода зависит от количества трансформаторов собственных нужд и схемы присоединения их к распределительному устройству 6—10 кВ. При двух трансформаторах, присоединенных к разным секциям РУ 10 кВ, мощность резервного ввода должна быть достаточна для питания только цепей освещения, сигнализации и нагревательных элементов ртутных насосов. При присоединении одного из трансформаторов на резервном вводе 6-10 кВ до масляного выключателя резервный ввод 380/220 в не требуется. При наличии только одного трансформатора собственных нужд мощность резервного ввода должна соответствовать мощности трансформатора.