книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта

6П2.11 3-14

УДК 621.311

Загайнов Н. А.

3-14 Тяговые подстанции городского электрическо­ го транспорта. Учебник для вузов по спец. «Го­ родской электрический транспорт». Изд. 2-е. М., «Высш. школа», 1970.

464 с. с илл.

В книге излагаются вопросы теории, расчета, устройства, работы и эксплуатации аппаратов и преобразовательных агрегатов тяговых подстан­ ций. При составлении книги использован опыт проектирования, монтажа и эксплуатации тяговых подстанций Москвы и других городов.

В учебнике уделено большое внимание новой технике и перспективам дальнейшего развития тя­ говых подстанций.

Книга может быть полезна инженерам и тех­ никам, работающим в области электроснабжения

Рецензенты:

Кафедра электрического транспорта Харьков­ ского института коммунального хозяйства

Канд. техн. наук Томлянович Д. К.

Первое издание учебного пособия по курсу «Тяговые подстанции городского электрического транспорта» было выпу­ щено в 1960 г.

За истекшее время отечественной промышленностью выпущены новые ти­ пы оборудования, что привело к значи­ тельному изменению в системе электро­ снабжения городского электротранспор­ та. На смену многоагрегатным преобра­ зовательным подстанциям с ртутниками пришла система децентрализованного электроснабжения с одноагрегатными подстанциями с кремниевыми выпрями­ телями.

Во втором издании книги учтены от­ меченные выше замечания и, кроме того, внесены значительные изменения чисто методического характера на основе опы­ та автора, читающего данный курс на кафедре электрического транспорта ор­ дена В. И. Ленина Московского энерге­ тического института.

ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЯХ

Г л а в а I

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ИТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЯХ

§1. Электрификация СССР

Наш век — век зарождения атомной энергии.

Однако можно предвидеть, что пройдет еще немало времени, пока современные тепловые и гидроэлектрические станции будут повсеместно вытеснены атомными. Но даже и в этом случае из­ менится лишь способ получения электроэнергии, так как сама электроэнергия еще не имеет себе равной по универсальности применения. Электроэнергия экономично транспортируется на очень большие расстояния и легко преобразуется в другие фор­ мы энергии. Сейчас невозможно представить жизнь современно­ го общества без электрической энергии, хотя история развития этого вида энергии сравнительно коротка.

Первые электростанции в России появились в 80—90-х годах прошлого века в Москве, Петербурге, Киеве и некоторых других городах. Эти электростанции мощностью в несколько сотен кило­ ватт строились с генераторами постоянного тока 110—220 в. Самым мощным потребителем электроэнергии этих станций б то время являлся трамвай.

Переломным моментом в развитии электростанций было изог бретение П. Я. Яблочковым в 1876 г. силового трансформатора

и открытие М. О. Доливо-Добровольским в 1889 г. системы трех­

фазного тока.

Первые электростанции трехфазиого тока в России построены инженером Р. Э. Классоном в Новороссийске (1890 г.), в Москве (1897 г.), Петербурге (1898 г.), на Ленских золотых приисках (1898 г.), в Баку (1901 г.) и других городах. Первая мощная районная электростанция (РЭС) была построена Р. Э. Классоном в 80 км от Москвы в 1914 г. (ныне РЭС им. Классона). Об­ щая мощность электростанций в дореволюционной России к 1913 г. составляла всего около 1000 Мет. Россия в то время по производству электроэнергии занимала пятнадцатое место

вмире.

Врезультате гражданской войны и интервенции русская

энергетика была окончательно ослаблена. С такими энергетиче­ скими ресурсами страна не могла существовать. Поэтому уже

в1918 г. началось строительство Волховской и Шатурской РЭС,

ав 1919 г.— Каширской РЭС.

Вфеврале 1920 г. по предложению В. И. Ленина сессия ВЦИК вынесла постановление о разработке Государственного плана электрификации России (план ГОЭЛРО), который был

утвержден VIII Всероссийским съездом Советов в декабре 1922 г.

По плану ГОЭЛРО намечалось в течение 10—15 лет постро­ ить 30 районных электростанций с общей мощностью 1500 Мет и увеличить мощность действующих электростанций на 250 Мет.

Принятый план электрификации был досрочно выполнен к 1931 г. с превышением намеченной мощности. Наиболее круп­ ными районными электростанциями, построенными по плану ГОЭЛРО, стали Каширская (1922 г.), Шатурская-(1925 г.), Ле­ нинградская (1922 г.) и Волховская (1926 г.).

Первая электротеплофикационная централь (ТЭЦ) в СССР

была пущена в 1924 г. в Ленинграде. Начиная с этого периода строительство ТЭЦ в стране принимает широкие размеры.

Строительством районных электростанций был осуществлен первый этап централизации энергии. Более высокий этап цент­ рализации — создание электрических систем.

Электрическая система — это объединение параллельно рабо­ тающих электростанций единой высоковольтной сетью электро­ передачи с общим резервом. Создание электрических систем повышает экономическую эффективность электроустановок, так как позволяет полнее использовать энергетические ресурсы и мощность электростанций и уменьшить резерв.

Первой формой электрических систем является объединение районных и промышленных электростанций в районные элект­ рические системы. К началу Великой Отечественной войны в стране насчитывалось около 50 таких систем.

В годы второй пятилетки началось объединение районных систем в межрайонные. Это еще в большей степени поднимало эффективность всей электроэнергетики.

Были построены три межрайонные электрические системы: Центральная, объединяющая Московскую, Ивановскую, Горь­ ковскую и Ярославскую районные системы; Южная, объединя­ ющая Донбасскую, Днепровскую, Ростовскую и Волгоградскую

строительства мощных тепловых электростанций, гидроэлектро­ станций и высоковольтных сетей.

2400 Мет с установкой на них по блочной системе котел — тур­ бина агрегатов мощностью в 100, 150, 200 и 300 Мет.

Советская энергетика добилась больших успехов также и в строительстве гидроэлектростанций. В 1958 г. была пущена Волжская ГЭС им. В. И. Ленина с агрегатами по 225 Мет, а за­ тем Братская ГЭС, которая стала крупнейшей электростанцией мира. Строится Красноярская ГЭС мощностью 5000 Мет с агре­ гатами по 500 Мет. В том же районе строится Саяно-Шушенская ГЭС мощностью 6360 Мет.

Одновременно со строительством тепловых и гидроэлектро­ станций построены и вступили в эксплуатацию две атомные

может протекать некоторое время. За это время могут быть про­ изведены соответствующие переключения, в результате которых однофазное короткое замыкание не вызовет перерыва в электро­ снабжении потребителей (см. § 67).

В этом и заключается основное преимущество систем с незаземленной нейтралью.

Если при однофазном коротком замыкании возникает элект­ рическая дуга с перемежающим характером горения, т. е. с пе­ риодическим погасанием и зажиганием, то в контуре возникают колебательные процессы, вызывающие перенапряжение, приво­ дящее к пробою изоляции и возникновению двух- и трехфазно­

го коротких замыканий. Системы с заземлен­ ной нейтралью через ду­ гогасящие катушки упот­ ребляются для уменьше­ ния тока при однофазных

коротких замыканиях.

В подобиях компенси­ рованных системах ток однофазного короткого замыкания состоит из ем­ костного и индуктивного токов. Эти токи протека­ ют в противоположных

направлениях, благодаря чему результирующий ток уменьша­ ется.

Дугогасительные катушки состоят из стальных сердечников с катушками, расположенными в маслонаполненном кожухе. Регулирование индуктивности производится изменением зазора сердечника или включением различного числа витков катушки.

Системы с глухозаземленными нейтралями, как правило, име­ ют большие токи однофазного короткого замыкания, вызываю­ щие отключение высоковольтного выключателя. Таким образом, однофазное короткое замыкание в этом случае вызывает нару­ шение электроснабжения.

В СССР системы с глухозаземленными нейтралями применя­ ются только на напряжение 110—220 кв.

§ 3. Режим работы электрических систем

Электрическая система в течение суток и в течение года ра­ ботает в различных режимах нагрузок. Однако в любом режиме нагрузок электросистемы должен соблюдаться баланс (соотно­ шение) активной и реактивной мощностей.

Современные генераторы, питающие электросистему, имеют сравнительно высокий коэффициент мощности (порядка