книги / Тяговые подстанции городского электрического транспорта
..pdfВ установках напряжением выше 1000 в с малыми токами замыкания на землю сечения заземляющих проводников долж ны быть выбраны такими, чтобы их температура при замыкани ях на землю не превышала 150° С для надземной прокладки
и100° С —для подземной.
Присоединение заземляющих проводников к заземлителялг
должно осуществляться только сваркой, а к металлическим кон струкциям, корпусам машин и аппаратов — при помощи болтов или сваркой.
К каждому заземленному элементу от заземляющей маги страли должен идти самостоятельный заземляющий проводник. Последовательное включение заземленных элементов в заземля ющий проводник не разрешается.
Заземляющие провода и полосы, проложенные в помещени ях, должны быть доступны для осмотра и защищены от меха нических и химических воздействий. Заземляющие провода и по лосы сети заземления опрашиваются в черный цвет. Допускает ся окраска этих проводников и в иные цвета в соответствии с оформлением помещения, при этом необходимо во всех местах ответвлений и присоединений нанести две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.
Через стены заземляющие проводники прокладываются в специально для этого предусмотренных коробах, трубах или, если представляется возможность, в открытых проемах.
Крепление шин заземления к стене осуществляется при помо щи крюка сваркой или обжимной обоймой.
Квнутренней заземляющей магистрали переменного тока на тяговой подстанции присоединяются: 1) корпуса силовых транс форматоров; 2) основания высоковольтных выключателей; 3) ос нования разъединителей; 4) основания опорных и проходных изоляторов; 5) приводы масляных выключателей и разъедините лей; 6) вторичные обмотки трансформатора тока и напряжения;
7)металлические ограждения; 8) брони всех внешних кабелей.
Квнутренней заземляющей магистрали постоянного тока
присоединяются: 1) каркасы выключателей постоянного тока; 2) основания разъединителей и переключателей постоянного то ка; 3) приводы разъединителей и переключателей; 4) брони внутренних кабелей постоянного тока; 5) металлические ограж дения.
§ 77. Расчет заземляющих устройств
Расчет заземляющих устройств для распределительного уст ройства переменного тока производят в следующем порядке.
1. Определяют необходимое сопротивление растеканию за земляющего устройства. Учитывая, что отрицательная шина трамвайных подстанций заземлена через рельсы, а согласно
Нормам и техническим условиям проектирования трамвайных и троллейбусных контактных сетей (СН 27— 58) на чисто трол лейбусных тяговых подстанциях отрицательная шина заземля
ется — сопротивление искусственного |
заземляющего |
устройства |
||
не должно быть |
более 1 ом. |
растеканию |
естественных |
|
2. Определяют |
сопротивление |
|||
заземлителей. |
растеканию кабелей находят |
по |
табл. 74-1 |
|
Сопротивление |
||||
с поправкой на удельное сопротивление грунта (р), число парал лельных кабелей [по формуле (74-1)] и с поправкой на сезон ность по табл. 73-3.
Если от тяговой подстанции отходят несколько трасс кабелей
С сопротивлениями RKаб1 |
> Я каб2 > . |
/? Кабл >т0 РезУльтиРУю1Дее |
|||||
•сопротивление растеканию |
кабелей |
(Rр.Каб |
) находят по фор |
||||
муле |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
+ |
— |
+ |
+ |
(77-1) |
|
|
^каб п |
||||||
'р.каб |
^каб |
+ |
Яка6: ^ |
|
|
||
Сопротивление |
растеканию |
водопроводных труб RB находят |
|||||
но табл. 73-2 с поправкой на удельное сопротивление р грунта. Если удельное сопротивление грунта не дано, то в расчетах при
нимают р = Ы |
О4 ом-см. |
растеканию |
Определяют |
результирующее сопротивление |
|
•естественных заземлителей: |
|
|
|
^р.каб |
(77—2) |
|
Де = |
|
^р.каб “Ь
3. Выбирают стержневой или прутковый тип вертикального заземлителя и в зависимости от этого определяют его сопротив ление растеканию по формуле (73—3) или по формулам (74—4), (74—6), (74—7). К найденному сопротивлению растекания оди ночного заземлителя вводят поправку на сезонность (см. табл. 73-3) и экранирование (см. табл. 74-3):
Яо.в |
к,. |
(77-3) |
Для средней полосы СССР при пользовании табл. 73-3 можно принять климатическую зону II. Для пруткового заземлителя можно принять коэффициент сезонности /Сс = 1,3. Что касается коэффициента экранирования, то его выбирают предварительно (например, г)э =0,61 ), а затем уточняют при повторном расчете.
4. Определяют число вертикальных заземлителей
й = |
(77~ 4> |
тде R н— сопротивление искусственных заземлителей.
5. Сопротивлением растеканию полосовых заземлителей для средней полосы СССР можно пренебречь, так как оно с учетом коэффициента сезонности К с= 7 и коэффициента экранирова ния т]э^0,3 сравнительно велико.
6. Полное сопротивление растекания заземляющих устройств
R ’ = T & k - |
<77- 5> |
7. Выбирают сечение заземляющих проводников |
для внут |
ренних и наружных установок и производят проверку их на тер мическую устойчивость (§ 76).
Расчет заземляющих устройств для распределительного уст ройства постоянного тока производят в соответствии с рекомен дациями, изложенными в § 75.
Г л а в а X V I I I
СИЛОВЫЕ АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§78. Общие сведения
Враспределительных устройствах постоянного тока тяговых подстанций применяются выключатели постоянного тока, разъ единители и переключатели с приводами, сборные шины с изо ляторами и силовые кабели.
Сборные шины обычно выполняются из плоских алюминие вых полос, собираемых в пакеты. Выбор сечения шин произво-
Рис. 79-1. Схема устройства переключателя
дится лишь по условию их нагрева, так как термическое и дина мическое действие тока к. з. при применяемых сечениях шин не вызывает в них опасных деформаций или нагрева.
В качестве, изоляторов в распределительных устройствах постоянного тока применяются обычно опорные изоляторы 6—10 кв.
Силовые подстанционные кабели употребляются марки СБГ с сухой разделкой концов. Прокладка этих кабелей делается на стальных конструкциях по стенам и потолкам или в кабельных каналах и в трубах под полом.
Между вторичной обмоткой трансформатора и выпрямителем вследствие пульсирующего характера протекающего по ним.
тока применение кабелей, бронированных стальными лентами, не рекомендуется. Поэтому чаще всего применяются провода марки ПР-3000.
§ 79. Разъединители и переключатели
Разъединители в распределительных устройствах постоянно го тока применяются однополюсные, стандартного типа на на пряжение 6—10 кв и выбираются лишь по условиям длительной нагрузки.
Переключатели в распределительных устройствах постоянно го тока служат для переключения питания линий. Линия может питаться от главной сборной шины выпрямительного тока через свой выключатель либо через запасный выключатель и запас ную шину.
Переключатели обычно комплектуют из двух стандартных однополюсных разъединителей типа РЛВСМ0/1000 (рис. 79-1). При помощи рычага 2 и тяги 3 производится поворот вала 1, на котором укреплен двуплечий рычаг 4. Последний через проме жуточные тяги с подвижными изоляторами воздействует на ножи переключателя.
§ 80. Магнитофугальный привод
Переключение разъединителей и переключателей в распреде лительных устройствах постоянного тока может производиться при помощи ручных приводов рычажного типа или при помощи дистанционных приводов.
На тяговых подстанциях метрополитена в качестве дистан ционных приводов разъединителя применяются электродвигательные (моторные) приводы.
На трамвайно-троллейбусных тяговых подстанциях широкое применение нашлитак называемые магнитофугальные при воды.
Магнитофугальные приводы основаны на использовании бе гущего магнитного поля трехфазного тока *.
Если статор асинхронного двигателя разрезать вдоль оси и свернуть в трубку, перпендикулярно разрезу, то получим но вый статор с трехфазной обмоткой. В этом статоре магнитное поле будет перемещаться вдоль его оси. Соединение трехфазных обмоток в статоре привода может быть, как и в асинхронном двигателе, в звезду или треугольник. В зависимости от чередо вания фаз магнитное поле в статоре привода будет бежать в од ну или в другую сторону.
* Предложение Г. С. Квачева — авторское свидетельство N° 131 809.
(80-1)
где /*—частота сети;
/— активная длина статора;
р— число пар полюсов.
Если в поле бегущего магнитного поля поместить бегун в ви де стального цилиндра, то его перемещение будет происходить со скоростью
V6 = v (1 - |
s), |
(80-2) |
где 5— скольжение. |
привода |
изображен на |
Общий вид магнитофугального |
||
рис. 80-1. |
|
|
§ 81. Короткозамыкатель
Короткозамыкатели в цепях выпрямителя предназначены для защиты вентилей от тока к. з. При нарастании тока к. з. в це пях выпрямителя до опасной величины подается импульс от специального датчика на срабатывание короткозамыкателя, который срабатывает и закорачивает три фазы вторичной обмот ки трансформатора (рис. 81-1). Окончательное отключение тока к. з. производится высоковольтным выключателем в цепи пер
вичной обмотки трансформатора. |
короткозамыкателя типа |
||
Принципиальная |
схема |
работы |
|
КЭ-1 изображена на |
рис. |
81-2, а. |
Во взведенном состоянии |
(главные контакты разомкнуты) сила тарельчатых пружин 1 че рез шток 3 передается роликам 4 и 5. Оси роликов не совпадают по вертикали, поэтому к якорю 6 приложена отрывная сила F0. Якорь 6 удерживается во включенном положении полем посто янного магнита 8.
Во взведенном состоянии межконтактный промежуток ô со ставляет 0,8—0,9 мм.
При возникновении короткого замыкания на отключающую катушку 7 подается импульс тока, который создает магнитное поле, противоположное полю постоянного магнита. Якорь 6 и ро лик 5 отходят влево и контактная тарелка 2 замыкает три непод вижных контакта (рис. 81-2,6).
|
Повторный |
взвод короткозамыкателя производится |
кратко |
|||
временным включением катушки 9. |
короткозамыкателя КЭ-1: |
|||||
а) |
Основные |
технические данные |
||||
коммутируемый ток — 70 ка\ б) время срабатывания с нача |
||||||
ла подачи импульса на отключающую катушку— 1,3 |
1,6 мсек; |
|||||
в) |
число блок-контактов— 1 |
замыкающий и 1 |
размыкающий; |
|||
г) |
номинальное напряжение |
между |
главными |
контактами — |
||
в анодных выключателях, которые являются поляризованными и реагируют только на обратные токи. Но анодные быстродей
ствующие шестиполюсные |
выключатели |
достаточно |
громоздки |
|||||||
н дороги, |
поэтому |
в |
преобразователях |
средней |
мощности |
не |
||||
используются. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вместо анодных выключателей иногда применяют быстродей |
||||||||||
ствующие |
реле |
типа |
РАБ-5. Скорость действия |
этого реле |
не |
|||||
превышает 0,005 сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
При |
срабатывании |
|
|
|
|
|
|
|||
быстродействующие |
реле |
|
|
|
|
|
|
|||
своими контактами |
могут |
|
|
|
|
|
|
|||
воздействовать |
на |
сеточ |
|
|
|
|
|
|
||
ную защиту ртутных |
вы |
|
|
|
|
|
|
|||
прямителей, на запирание |
|
|
|
|
|
|
||||
тиристоров, на включение |
|
|
|
|
|
|
||||
короткозамыкателя |
|
или |
|
|
|
|
|
|
||
на отключение быстро |
|
|
|
|
|
|
||||
действующего |
выключа |
|
|
|
|
|
|
|||
теля. |
|
устройства |
|
|
|
|
|
|
||
Схема |
|
|
|
|
|
|
|
|||
быстродействующего |
ре |
|
|
|
|
|
|
|||
ле РАБ-5 приведена на |
|
|
|
|
|
|
||||
рис. 82-1. |
|
|
|
|
Рис. 82-1. Схема устройства |
быстродей |
||||
В нормальном режиме |
|
ствующего реле РАБ-5: |
|
|||||||
работы выпрямителя |
при |
1—6 — анодные фазные кабели; 7 — маг |
||||||||
прохождении по анодным |
нитная система; 8 — якорь; 9, 10 — .размы |
|||||||||
кающие |
н замыкающие контакты; 11 —элект |
|||||||||
кабелям токов |
в |
одном |
ромагнит |
возвращения якоря; |
12 — сигналь |
|||||
направлении |
основной |
|
|
ные лампы |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
поток в магнитопроводе 7 проходит по внешнему контуру и лишь весьма слабая часть его ответвляется через якорь 8.
Когда в одной из фаз будет протекать обратный ток, вели чина магнитного потока через якорь резко возрастет, и он с боль шой силой притянется к полюсам магнитопровода. Положение контактов реле при этом меняется и таким образом дается им пульс на отключение выпрямителя.
Г л а в а X I X
БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 83. Общие сведения
Выключатели постоянного тока являются основными аппара тами распределительного устройства постоянного тока.
Выключатели постоянного тока классифицируют следующим образом: по направленности действия — поляризованные, авто матически отключающиеся при определенном направлении глав ного тока, и неполяризованные; по конструкции главных контак
тов— с замыкающими и размыкающими |
контактами; |
по ско |
|
рости отключения — быстродействующие |
и небыстродействую |
||
щие; по месту установки — линейные, катодные, |
анодные. |
||
Линейные выключатели употребляются |
для |
защиты |
питаю |
щих линий постоянного тока от перегрузки и коротких замыка ний. Они могут быть иеполяризованными.
Катодные и анодные выключатели применяются для защиты выпрямителей от обратных токов при коротком замыкании в вы прямителе. Эти выключатели должны быть обязательно быстро действующими и поляризованными.
Специфической особенностью работы выключателей в цепях постоянного тока является то, что ток короткого замыкания в от личие от цепей переменного тока непрерывно возрастает, стре мясь к установившемуся значению. Поэтому быстродействующие выключатели являются токоограничивающими и размыкают меньший ток к. з., чем небыстродействующие.
Характеристика выключателейгпостоянного тока в отношении скорости отключения ими токов к. з. приведена на осциллограм мах рис. 83-1. Характеристика работы быстродействующего вы
ключателя .с токоограничением представлена |
здесь кривой |
i\ |
а небыстродействующего — кривой i" Время |
t0 зависит |
от |
уставки выключателя / ст и параметров электрической цепи (R, L, С). Это время будет одним и тем же для любых типов
применяемых выключателей. Время t \ — собственное время от ключения выключателя — характеризует скорость работы вы ключателя. Оно протекает от момента достижения током вели чины / уст до начала расхождения главных контактов выклю чателя.
Это время в основном и отличает быстродействующие вы ключатели от небыстродействующих, так как у первых оно изме ряется тысячными, а у вторых десятыми долями секунды.
Время токоограничения характеризуется отрезком ^ на оси абсцисс. Это время отсчитывается от момента расхождения кон тактов до момента достижения максимального тока в цепи.