CC BY
69
ншфл-энерго Новое поколение комплектных тяговых подстанций для городского транспорта
А. А. Карабанов,
начальник отдела
электрощитового
оборудования
ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО»
С развитием городской инфраструктуры развивается и городской транспорт, в первую очередь - электрический. Для электроснабжения тяговых сетей городского транспорта и метрополитена необходимы тяговые подстанции постоянного тока. ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» специализируется на поставке комплектного оборудования для тяговых подстанций городского транспорта и метрополитена, которое разделено на функционально и конструктивно законченные укрупненные узлы - функциональные блоки (ФБ).
Сооружение тяговой подстанции из функциональных блоков (ФБ) является наиболее перспективным методом, который позволяет легко стыковать оборудование с помощью готовых наборов шин и кабелей для электрического соединения. ФБ включают в себя ячейки, шкафы, вспомогательное оборудование, панели отдельных компонентов, объединенные несущими конструкциями, общим силовым токопроводом и вторичными цепями. ФБ могут размещаться в любой «оболочке» - в капитальном или быст-ровозводимом здании, металлическом или бетонном контейнере (модуле).
Набор ФБ определяется схемой главных соединений распределительного устройства (РУ) и зависит от конкретного проекта тяговой подстанции. Для каждого РУ в заводских условиях формируется монтажный комплект, в который могут входить шинопроводы, жгуты межъячеечных (междушкафных) соединений вторичных цепей, вспомогательные соединительные элементы, рамы, короба и закрытия. Жгуты межъячеечных (междушкафных) соединений вторичных цепей служат для соединения вторичных цепей ячеек между собой и шкафом внешних подключений (ШВП), изготавливаются для каждого ФБ в зависимости от проекта. ШВП предназначены для подключения вторичных цепей ФБ к цепям вторичной коммутации РУ и вторичным цепям комплектной тяговой подстанции.
Для тяговых подстанций городского транспорта разработан полный набор ФБ с использованием современной элементной базы и прогрессивных конструктор-
ских решений. В состав комплектной тяговой подстанции городского транспорта входят ФБ РУ-6(10) кВ (на базе шкафов серии ОМЕГА), сухие тяговые трансформаторы (мощностью до 3 МВт), ФБ РУ-600 В (включая ячейку преобразовательно-выпрямительного агрегата (ячейка ПВА), ФБ РУ отрицательной шины (РУОШ), шкафы смены полярности) и вспомогательное оборудование (щиты, шкафы собственных нужд), шкаф управления подстанцией - ШУП. В состав ФБ РУ-600 В могут входить следующие основные ячейки серии КВ-600:
• ячейка фидера КВ-600-Ф- УХЛ4;
• ячейка запасного выключателя КВ-600-ЗВ- УХЛ4;
• ячейка катодного выключателя КВ-600-КВ- УХЛ4;
• ячейка преобразовательно-выпрямительного агрегата КВ-600-ПВА-УХЛ4;
• ячейка заземляющего разъединителя РУ0Ш-600-3Р- УХЛ4;
• ячейка анодного разъединителя РУ0Ш-600-АР-2- УХЛ4;
• ячейка анодного разъединителя РУ0Ш-600-АР-3- УХЛ4;
• ячейка линейного разъединителя РУ0Ш-600-ЛР-2- УХЛ4;
• ячейка линейного разъединителя РУ0Ш-600-ЛР-3- УХЛ4;
• ячейка смены полярности СП-600-УХЛ4.
В ячейке ПВА (рис. 1) реализована двенадцатипульсная схема выпрямления, что позволяет обеспечить наименьшую пульсацию выпрямителя на выходе, уменьшить искажение питающей сети гармоническими составляющими, повысить КПД преобразовате-
ля. Конструктивная реализация такого преобразователя обеспечена за счёт применения нового типа экструзивных охладителей и современных диодных блоков «поверхностного» монтажа. В выпрямителе реализована система непрерывного контроля температуры полупроводниковых приборов, что является интегральным показателем их состояния. Эта информация передается в систему удаленной диагностики для контроля обслуживающим персоналом. Контроль пробоя полупроводниковых приборов осуществляется автоматически после каждого аварийного отключения агрегата и перед каждым вклю-
Рис. 1. Ячейка преобразовательно-выпрямительного агрегата КВ-600-ПВА-УХЛ4 (габаритно-установочные размеры Ш><Г><В, мм: 800x1200x2000)
60 | «Транспорт Российской Федерации»
№4(47) 2013
Рис 2. Ячейка фидера КВ-600-Ф-УХЛ4 (600x1200x2000)
чением выпрямителя в работу. Важной отличительной особенностью этих преобразователей является способность работать в режиме длительных перегрузок за счёт включения вентиляторов при достижении полупроводниковыми приборами заданной температуры. Ячейка ПВА полностью интегрируется в ФБ РУ-600 В с возможностью кабельного и шинного подключения.
Особенностью ФБ РУ-600 В являются существенно уменьшенные габариты, что стало возможным благодаря применению ячеек выкатного типа серии КВ-600 (рис. 2) и шкафов РУОШ (рис. 3). Силовое оборудование ячеек серии КВ-600 размещается на выкатном элементе. Такое решение существенно повышает надёжность и удобство эксплуатации при обслуживании и замене основных устройств. Взаимозаменяемость выкатных элементов позволяет оперативно заменить штатный выкат-ной элемент на резервный, если какое-либо силовое устройство рабочей ячейки выходит из строя.
Ячейки фидера, запасного выключателя и катодного выключателя оснащаются малогабаритными быстродействующими выключателями ВАБ-209 (с магнитным удержанием) (рис. 4), либо ВАБ-211 (с механической защёлкой) разработки «НИИЭФА-ЭНЕРГО», либо аналогичными по требованию заказчика. Основные технические характеристики выключателей указаны в таблице.
По техническим характеристикам быстродействующие выключатели ВАБ-209 и ВАБ-211 не уступают зарубежным аналогам, а по некоторым показателям превосходят их: например, у ВАБ-209 и ВАБ-211 повышенный ресурс электрической износостойкости контактов и на порядок больший ресурс дугогасительной камеры. Выключатели успешно прошли все необходимые испытания.
Кроме быстродействующих выключателей «НИИЭФА-ЭНЕРГО» разработало устройство контроля короткого замыкания в контактной сети (испытатель коротких замыканий), которое интегрировано на выкатном элементе ячейки.
Рис. 3. Ячейка линейного разъединителя РУ0Ш-600-ЛР-3-УХЛ4 (1000x600x2000)
А
* шм
Рис. 4. Выключатель автоматический
быстродействующий ВАБ-209
Всё оборудование комплектной тяговой подстанции для городского транспорта оснащается заземляющими разъединителями пружинного действия и малогабаритными разъединителями с моторным и ручными приводами производства «НИИЭФА-ЭНЕРГО» по лицензии ALFA UNION.
Основные преимущества комплектных тяговых подстанций нового поколения:
• сокращение затрат на проектирование, короткий цикл изготовления функциональных блоков в заводских условиях;
• гарантированное качество и высокая надежность;
• простота установки и монтажа;
• возможность использования набора функциональных блоков при реконструкции существующих тяговых подстанций;
• сокращение эксплуатационных расходов, повышение безопасности и удобство обслуживания.
000 «НИИЭФА-ЭНЕРГО»
Тел. (812) 464-45-92
факс (812) 464-46-34,
E-mail: info@nfenergo.ru
www.nfenergo.ru
Технические характеристики быстродействующих выключателей
Технические характеристики ВАБ-209 ВАБ-211
Номинальный ток, А 2 500 2 000
Номинальное напряжение, В 1 050 660
Отключающая способность в безиндуктивной цепи, А 90 000 35 000
Отключающая способность в индуктивной цепи, А 60 000 35 000
Собственное время отключения, с Не более 0,008 Не более 0,008
Количество отключений перегрузки без осмотра 300 200
«Транспорт Российской Федерации» | 61
