Кондратьев Ю.В., Салита Е.Ю., Сапельченко А.М. Блочная тяговая подстанция - файл n1.doc

Кондратьев Ю.В., Салита Е.Ю., Сапельченко А.М. Блочная тяговая подстанция
скачать (1293.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1294kb.03.11.2012 12:41скачать

n1.doc

Ю. В. Кондратьев, Е. Ю. Салита, А. М. Сапельченко

блочная тяговая подстанция

О


МСК 2008
Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

_______________________________

Ю. В. Кондратьев, Е. Ю. Салита, А. М. Сапельченко


блочная тяговая подстанция


Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции»

О

мск 2008
УДК 621.331:621.311(075.8)

ББК 39.217.1я73

К 64
Блочная тяговая подстанция: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции» / Ю. В. Кондратьев, Е. Ю. Салита, А. М. Сапельченко; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. 36 с.

Рассмотрена схема главных электрических соединений блочной тяговой подстанции. Приведены основные параметры и характеристики распределительного устройства РУ-6(10) кВ, ячеек фидеров переменного (27,5 кВ) и постоянного (3,3 кВ) тока, управляемого выпрямительного агрегата для системы электроснабжения метрополитена. Изложены сведения по конструктивному исполнению, управлению, диагностике, эксплуатации и безопасному обслуживанию перечисленных выше элементов тяговой подстанции.

Методические указания для проведения лабораторных работ на реальном силовом оборудовании тяговой подстанции предназначены для студентов 4-го и 5-го курсов очной и заочной форм обучения по специальности 190401 (101800)  «Электроснабжение железных дорог». Указания могут быть полезны студентам при выполнении дипломного проекта и слушателям Института повышения квалификации и переподготовки кадров (ИПКП).
Библиогр.: 8 назв. Табл. 5. Рис. 3.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Т. Черемисин;

канд. техн. наук, доцент В. А. Ощепков.


________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2008


Оглавление
Введение 5

Лабораторная работа 1. Схема главных электрических соединений
блочной тяговой подстанции 6

1.1. Элементы учебной блочной тяговой подстанции 6

1.2. Включение и отключение цепей оперативного управления
оборудованием 9

1.3. Управление силовым коммутационным оборудованием 9

1.4. Порядок выполнения лабораторной работы 10

1.5. Содержание отчета 11

1.6. Контрольные вопросы 11

Лабораторная работа 2. Конструкция и ревизия оборудования РУ-6(10) кВ 12

2.1. Краткие теоретические сведения 12

2.2. Технические характеристики ячейки серии К-99 РУ-6(10) кВ 13

2.3. Ревизия вакуумных выключателей ячеек № 1 и № 2 РУ-6(10) кВ 15

2.4. Ревизия трансформатора напряжения ячейки № 3 РУ-6(10) кВ 17

2.5. Порядок выполнения лабораторной работы 18

2.6. Содержание отчета 19

2.7. Контрольные вопросы 19

Лабораторная работа 3. Распределительное устройство ячейки
фидера контактной сети РУ-27,5 кВ переменного тока 19

3.1. Состав оборудования ячейки фидера контактной сети РУ-27,5 кВ
и его технические характеристики 20

3.2. Конструкция вакуумного выключателя ВБЦО-27,5 21

3.3. Ревизия основного оборудования ячейки РУ-27,5 кВ 21

3.4. Порядок выполнения лабораторной работы 23

3.5. Содержание отчета 23

3.6. Контрольные вопросы 23

Лабораторная работа 4. Распределительное устройство ячейки фидера
контактной сети 3,3 кВ постоянного тока 24

4.1. Технические характеристики и состав оборудования 24

4.2. Работы, выполняемые при осмотрах и межремонтных испытаниях 26

4.3. Порядок выполнения лабораторной работы 27

4.4. Содержание отчета 28

4.5. Контрольные вопросы 29

Лабораторная работа 5. Шестипульсовый управляемый выпрямительный
агрегат для системы электроснабжения метрополитена 29

5.1. Назначение, порядок включения и отключения управляемого
выпрямительного агрегата 29

5.2. Краткие теоретические сведения и конструктивное исполнение
выпрямителя 30

5.3. Порядок выполнения лабораторной работы 34

5.4. Содержание отчета 34

5.5. Контрольные вопросы 35

Библиографический список 35


Введение

Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры «НИИЭФА-ЭНЕРГО» – одна из ведущих организаций в России в области энергетики – разрабатывает и изготавливает оборудование для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока в блочно-модульном исполнении.

Создание функционально полного набора блоков позволило существенно улучшить всю технологию электрификации и реконструкции участков железных дорог путем сокращения стоимости и длительности всех этапов: проектирования тяговых подстанций для конкретного участка, их изготовления в условиях современного производства, монтажа на месте эксплуатации, пусконаладочных работ, технического обслуживания при эксплуатации.

Наиболее существенны следующие преимущества такого исполнения оборудования: гибкость в выборе требуемого набора оборудования, минимальные требования по отводу площадей, минимальный объем монтажных и пусконаладочных работ.

Оснащение лаборатории «Блочная тяговая подстанция» (№ 4-101, четвертый корпус, аудитория 101 ОмГУПСа) позволяет проводить лабораторные и практические занятия по основным специальным дисциплинам, и в частности по курсу «Тяговые и трансформаторные подстанции».

Цель настоящих методических указаний – помощь студентам в усвоении теоретических положений о назначении, роли и работе тяговых и трансформаторных подстанций в системе электроснабжения; изучение принципов работы и технических характеристик коммутационного оборудования и распределительных устройств; практическое опробование методов обслуживания изучаемого оборудования.

Лабораторные работы должны проводиться в соответствии с действующими правилами техники безопасности и правилами технической эксплуатации при производстве работ в электроустановках [1, 2]. Переключение коммутационного оборудования, производство работ в электроустановках осуществляется только под наблюдением преподавателя.

Отчет по результатам лабораторной работы оформляется на листах формата А4 или в специальной тетради с соблюдением требований стандартов по правилам оформления титульных листов, текстовой части, электрических схем, формул и таблиц.

Лабораторная работа 1

СХЕМА ГЛАВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
БЛОЧНОЙ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

Цель работы: изучение схемы главных электрических соединений и ознакомление с основным оборудованием учебной блочной тяговой подстанции, изучение порядка ввода в работу и отключения основного и вспомогательного оборудования, ознакомление с местным и дистанционным управлением основным коммутационным оборудованием.

1.1. Элементы учебной блочной тяговой подстанции

Учебная блочная тяговая подстанция состоит из следующих основных функциональных блоков:

1) распределительного щита (РЩ);

2) распределительного устройства РУ-6(10) кВ, состоящего из ячеек:

№ 1 – ввода 6(10) кВ типа КРУ серии К99 У3 ОШ 14/31,5;

№ 2 – ввода ПВА (полупроводникового выпрямительного агрегата) типа КРУ серии К99 У3 ОШ 07/31,5;

№ 3 – трансформатора напряжения ТV типа КРУ серии К99 У3 ОШ 201/31,5;

3) выпрямительного агрегата, в который входят трансформатор ТСЗ-63 и выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825 УХЛ4;

4) ячейки № 4 фидера РУ-3,3 кВ типа ЯФ-3-УХЛ4;

5) ячейки фидера РУ-27,5 кВ.

Для питания собственных нужд и управления блочной тяговой подстанцией предусмотрено следующее вспомогательное оборудование, размещенное в шкафах:

– зарядно-подзарядный выпрямительный агрегат типа ВАЗП-380/260-40/80-УХЛ4-2;

– шкаф собственных нужд (ШСН) постоянного тока;

– шкаф управления (оснащенный телесигнализацией), выполняющий функции дистанционного и телеуправления коммутационным оборудованием.

Схема главных электрических соединений учебной блочной тяговой подстанции приведена на рис. 1.




Рис. 1. Схема главных электрических соединений учебной
блочной тяговой подстанции


К распределительному щиту питания лаборатории «Блочная тяговая подстанция» подключен трехжильный кабель от сети 3Ч220 В. От распределительного щита напряжение подается на ячейку № 1 ввода распределительного устройства РУ-6(10) кВ, представляющего собой реальное комплектное распределительное устройство типа К-99 с высоковольтным вакуумным трехполюсным выключателем ВВЭ-М-10-31,5/1600 У3 (далее – ВВЭ-М-10).

Ячейки № 1, 2, 3 имеют единую систему сборных шин, на которую при включении выключателя ячейки № 1 подается напряжение от РЩ. При включении выключателя ВВЭ-М-10 ячейки № 2 напряжение по высоковольтному кабелю подается на первичную обмотку трансформатора выпрямительного агрегата. К шинам РУ-6(10) кВ подключена ячейка № 3 трансформатора напряжения, служащего для измерения напряжения на этих шинах.

От сборных шин 6(10) кВ напряжение подается на выпрямительный агрегат, состоящий из двухобмоточного преобразовательного трансформатора и шестипульсового управляемого выпрямителя. Преобразовательный трансформатор имеет схему соединения обмоток «звезда – треугольник» и предназначен для шестипульсовой схемы выпрямления. От выводов вторичных обмоток преобразовательного трансформатора через кабельную вставку напряжение подается на управляемый шестипульсовый выпрямитель.

Напряжение постоянного тока с выхода выпрямителя поступает в ячейку № 4 фидера РУ-3,3 кВ, в котором применены жесткие шины: основная (главная) «плюс»-шина (+ГШ), запасная (обходная) «плюс»-шина (+ЗШ) и минусовая шина (–Ш).

Каждый фидер РУ-3,3 кВ постоянного тока представляет собой модуль, состоящий из камеры разъединителей, шкафа управления и камеры автомата, где установлены быстродействующие выключатели типа ВАБ-49.

С целью изучения особенностей оборудования тяговых подстанций переменного тока в состав блочной тяговой подстанции включена ячейка фидера контактной сети 27,5 кВ.

Подстанции в блочном исполнении монтируются в капитальных зданиях из собранных в заводских условиях укрупненных функциональных блоков, в которых все оборудование размещено на рамах.

1.2. Включение и отключение цепей оперативного
управления оборудованием


Для включения цепей оперативного управления при вводе в работу оборудования учебной блочной тяговой подстанции необходимо выполнить следующее: на распределительном щите питания лаборатории № 4-101 включить главный автоматический выключатель, затем – автоматические выключатели ВАЗП, РУ-6(10) кВ, РУ-27,5 кВ, РУ-3,3 кВ; на зарядно-подзарядном агрегате (ВАЗП) включить автоматический выключатель SF1; после стабилизации оперативного напряжения на значении 220 В в шкафу собственных нужд включить пакетные переключатели SA3, SA4, SA7 – SA 9, SA11; в шкафах № 1 и 2 РУ-6(10) кВ включить автоматические выключатели SF1 и SF2, в шкафу № 3 РУ-6(10) кВ включить автоматические выключатели SF1 – SF3; включить в шкафу РУ-27,5 кВ автоматический выключатель SF2 – «управление БМРЗ»; в шкафу РУ-3,3 кВ включить автоматические выключатели SF1 и SF2. После выполнения данной последовательности переключений оборудование блочной тяговой подстанции готово к работе.

Порядок отключения цепей оперативного управления при выводе из работы оборудования учебной блочной тяговой подстанции обратный.

1.3. Управление силовым коммутационным оборудованием

После включения цепей оперативного управления в работу необходимо перевести блоки микропроцессорные релейной защиты (БМРЗ) и цифровой защиты автоматики фидеров ЦЗАФ-3,3 в режим местного управления (МУ) и выполнить квитирование (подготовку оборудования к включению в работу). Перевод блоков БМРЗ в режим МУ осуществляется одновременным нажатием клавиш «» и «» до загорания светодиода индикатора «МУ» красным цветом (свечение должно быть постоянным), на блоке ЦЗАФ-3,3 необходимо нажать клавишу «МУ». Квитирование в режиме МУ на блоках БМРЗ осуществляется нажатием клавиши «», на блоке ЦЗАФ-3,3 – нажатием клавиши «Квитирование». Перевод в режим дистанционного управления (ДУ) блоков БМРЗ осуществляется одновременным нажатием клавиш «» и «» до появления прерывистого свечения светодиода индикатора «МУ» красным цветом, а на блоке ЦЗАФ-3,3 необходимо нажать клавишу «ДУ». Управление силовыми коммутационными аппаратами в режиме МУ на блоках БМРЗ осуществляется при помощи клавиш «» – включить и «» – отключить, на блоке ЦЗАФ-3,3 – при помощи клавиш «Вкл» и «Откл».

1.3.1. Управление силовым коммутационным оборудованием
в режиме местного управления


Для ввода в работу силового коммутационного оборудования учебной блочной тяговой подстанции в режиме местного управления необходимо выполнить следующее: перевести блоки БМРЗ и ЦЗАФ-3,3 в режим МУ; включить выключатель ввода РУ-6(10) кВ (ячейка № 1), включить линейный разъединитель QS6 в ячейке № 4 РУ-3,3 кВ, включить выключатель ввода ПВА (ячейка № 2), включить выключатель фидера РУ-3,3 кВ. Блочная тяговая подстанция в работу введена. Вывод из работы силового оборудования блочной тяговой подстанции осуществляется в обратном порядке.

Управление выключателем, линейным и обходным разъединителем РУ-27,5 кВ осуществляется независимо от управления силовым оборудованием
РУ-6(10) и 3,3 кВ. Включение (отключение) выключателя РУ-27,5 кВ осуществ
ляется только при включенном линейном разъединителе QS4.

1.3.2. Управление силовым коммутационным оборудованием
в режиме дистанционного управления


Необходимо перевести блоки БМРЗ и ЦЗАФ-3,3 в режим ДУ. Последовательность ввода в работу и вывода из работы силового коммутационного оборудования учебной блочной тяговой подстанции в режиме ДУ такая же, как в режиме МУ. Дистанционное управление осуществляется при помощи схемы главных электрических соединений, отображаемой на сенсорном дисплее шкафа управления. Выбор управляемого коммутационного аппарата и команды управления на выпадающем меню осуществляется прикосновением к его графическому изображению на схеме.

1.4. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться со схемой главных электрических соединений и расположением оборудования блочной тяговой подстанции.

2) Изучить последовательность включения и отключения оперативных цепей управления блочной тяговой подстанции.

3) Освоить переключение микропроцессорных блоков БМРЗ и ЦЗАФ-3,3 в режим местного и дистанционного управления.

4) Выполнить ввод в работу и вывод из работы силового коммутационного оборудования блочной тяговой подстанции в режиме местного и дистанционного управления.

1.5. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Состав основного оборудования и схема главных электрических соединений блочной тяговой подстанции.

4) Порядок переключения микропроцессорных блоков БМРЗ и ЦЗАФ-3,3 в режим местного и дистанционного управления.

5) Порядок ввода в работу и вывода из работы силового коммутационного оборудования блочной тяговой подстанции в режиме МУ и ДУ.

6) Выводы по результатам выполненной работы.

7) Ответы на контрольные вопросы.

1.6. Контрольные вопросы

1) Назовите особенности и функциональное назначение основных и вспомогательных устройств, входящих в состав оборудования блочной тяговой подстанции.

2) Опишите последовательность включения и отключения оперативных цепей блочной тяговой подстанции.

3) Назовите особенности последовательности ввода в работу силового оборудования блочной тяговой подстанции.

4) В какой последовательности выполняется квитирование микропроцессорных блоков релейной защиты?

5) Возможно ли отключение коммутационного оборудования при помощи кнопок на лицевой панели блоков микропроцессорной релейной защиты, если они находятся в режиме дистанционного управления?
Лабораторная работа 2

КОНСТРУКЦИЯ И РЕВИЗИЯ ОБОРУДОВАНИЯ РУ-6(10) кВ

Цель работы: изучение принципов действия и конструкций основного оборудования РУ-6(10) кВ, ознакомление с организацией работ по его техническому обслуживанию.

2.1. Краткие теоретические сведения

Распределительное устройство (сборное или комплектное) – электротехническое устройство со встроенными аппаратами и приборами для коммутации, управления и защиты, служащее для приема электроэнергии и передачи ее по цепям схемы главных электрических соединений подстанции.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) предназначено для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты и представляет собой совокупность электротехнического оборудования, смонтированного в условиях серийного производства специализированными заводами, в отдельных шкафах. Распределительное устройство (РУ) набирается из шкафов КРУ со встроенным в них высоковольтным оборудованием, устройствами релейной защиты, приборами измерения, автоматики и сигнализации, учета электроэнергии, управления и др. Ячейки типа К-99 относятся к КРУ выкатного исполнения (с выкатными элементами). Выкатной элемент шкафа – жесткая конструкция с высоковольтными аппаратами, обеспечивающая возможность перемещения оборудования в различные положения: рабочее, контрольное, ремонтное.

Главные цепи шкафа – силовые цепи электрического присоединения РУ. Вспомогательные цепи шкафа – цепи управления, контроля, релейной защиты и автоматики. Разъемные контакты главной цепи – устройства, состоящие из неподвижных и подвижных электрических контактов, служащие для замыкания или размыкания главных цепей выкатного элемента и соединения с цепями стационарной части шкафа. Разъемные контакты вспомогательных цепей – это устройства, состоящие из неподвижных и подвижных контактов, служащие для замыкания или размыкания вспомогательных цепей выкатного элемента и соединения с цепями стационарной части шкафа. Отсек шкафа КРУ – полностью огражденная перегородками часть КРУ, предназначенная для размещения оборудования или аппаратуры. Защитные шторки шкафа – подвижные устройства шкафа КРУ, ограждающие проемы для прохода разъемных контактов главных цепей и служащие для защиты обслуживающего персонала от возможности прикосновения к неподвижным разъемным контактам главных цепей в ремонтном положении выкатного элемента.

Требование безопасности к КРУ – одно из главных условий при производстве работ в ячейках. Ячейки КРУ имеют ряд блокировок, которые не допускают

перемещения выкатного элемента из рабочего положения в контрольное и наоборот при включенном положении выключателя;

включения выключателя, установленного на выкатном элементе, при нахождении выкатного элемента в промежуточном (между рабочим и контрольным) положении;

перемещения выкатного элемента из контрольного в рабочее положение при включенных ножах заземляющего разъединителя;

включения или отключения разъединителей при включенном выключателе главной цепи;

включения разъединителей при включенных ножах заземляющего разъединителя либо включения заземляющего разъединителя при включенных разъединителях;

открывания дверей при включенных разъединителях в шкафах со стационарными разъединителями.

Конструкция шкафа ячейки КРУ обеспечивает

возможность безопасного обслуживания (без снятия напряжения с главных цепей) клеммных сборок, контактов вспомогательных цепей выключателя и разъединителя, аппаратов вспомогательных цепей;

защиту обслуживающего персонала от случайного прикосновения к токоведущим и подвижным частям.

2.2.Технические характеристики ячейки серии К-99 РУ-6(10) кВ

Схема главных электрических соединений ячейки № 1 ввода РУ-6(10) кВ приведена на рис. 1. Структура условного обозначения КРУ серии К-99 имеет следующий вид: К99 У3 ОШ 14/31,5 – и расшифровывается так: К – комплектное распределительное устройство; 99 – порядковый номер разработки; У3 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150; ОШ – основной шкаф; 14 – номер схемы по сетке схем соединений главных цепей; 31,5 – номинальный ток отключения выключателя, кА; Э – тип привода выключателя (электромагнитный).

Технические характеристики ячейки № 1 (№ 2) ввода 6(10) кВ (ввода ПВА) приведены в табл. 1.

Таблица 1

Технические характеристики ячейки № 1 (№ 2) ввода 6 (10) кВ (ввода ПВА)

Наименование параметра

Значение параметра

Номинальное напряжение, кВ

6; 10

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

7,2; 12,0

Номинальный ток главных цепей, А

1600 (630)

Номинальный ток сборных шин, А

1600

Номинальный ток отключения выключателей, встроенных в КРУ, кА


31,5 (20)

Ток термической стойкости при времени протекания 3 с (кратковременный ток), кА


31,5

Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей, кА


51

Номинальное напряжение цепей вторичной коммутации, В:

постоянного тока

переменного тока



110

220

Схема главных электрических соединений ячейки № 2 ввода ПВА
РУ-6(10) кВ аналогична схеме ячейки № 1 и приведена на рис. 1. Условное обозначение ячейки № 2 имеет следующий вид: К99 У3 ОШ 07/31,5 – и расшифровывается аналогично обозначению ячейки № 1.

Схема главных электрических соединений ячейки № 3 трансформатора напряжения РУ-6(10) кВ приведена на рис. 1. Условное обозначение ячейки № 3 имеет следующий вид: К99 У3 ОШ 201/31,5 – и расшифровывается аналогично обозначению ячейки № 1. В ячейке № 3 установлен трансформатор напряжения 3ЧЗНОЛ-6У3 (3 – трехфазная антирезонансная группа однофазных трансформаторов напряжения, З – с заземленной нейтралью, Н – трансформатор напряжения, О – однофазный, Л – с литой изоляцией).

Технические характеристики ячейки № 3 трансформатора напряжения РУ-6(10) кВ приведены в табл. 2.

Таблица 2

Технические характеристики ячейки № 3 трансформатора
напряжения РУ-6(10) кВ

Наименование параметра

Значение параметра

Номинальное напряжение, кВ

6; 10

Наибольшее рабочее напряжение, кВ

7,2; 12,0

Номинальный ток сборных шин, А

1600

Ток термической стойкости при времени протекания 3 с (кратковременный ток), кА


31,5

Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей, кА


51

Номинальное напряжение цепей вторичной коммутации, В:

постоянного тока

переменного тока



110

220

Шкафы КРУ унифицированы и независимо от схем главных и вспомогательных цепей имеют одинаковые конструкцию основных узлов и габаритные размеры. Высоковольтная часть шкафа разделена на три отсека: ввода (вывода), сборных шин и выкатного элемента. Шины отсека ввода (вывода) соединены с шинами отсека сборных шин. Отсеки ввода (вывода) и сборных шин с тыльной стороны закрыты стенками. В стенке отсека ввода (вывода) для удобства обслуживания имеется смотровой люк с сетчатой предохранительной перегородкой, обеспечивающей безопасный осмотр оборудования без снятия
напряжения.

2.3. Ревизия вакуумных выключателей ячеек № 1 и № 2 РУ-6(10) кВ

В ячейках № 1 и 2 кроме токоведущих шин и изоляторов имеются силовые штепсельные разъемы (контакты), заменяющие разъединители и подключающие выключатели к шинам РУ и вводу (фидеру потребителя); ограничители перенапряжения (ОПН); трансформаторы тока; дуговая защита и БМРЗ. В ячейке № 1 применен вакуумный выключатель типа ВВЭ-М-10-31,5/1600 У3 со встроенным электромагнитным приводом, а в ячейке № 2 – аналогичный
выключатель типа ВВЭ-М-10-20/630 У3.

Порядок вывода вакуумных выключателей ячеек № 1и №2 РУ-6(10) кВ из работы в ремонт или для проведения ревизии следующий. На распределительном щите питания лаборатории № 4-101 отключить автоматический выключатель РУ-6(10) кВ, отключить вакуумный выключатель соответствующей ячейки, вставить ключ электромагнитной блокировки в разъем Y1 ячейки и отключить блокировку выкатывания тележки выключателя. Затем, нажав на педаль тележки выключателя, выкатить ее в контрольное положение, отсоединить розеточные контакты, после чего, нажав на педаль тележки выключателя, выкатить ее в ремонтное положение, вставить ключ электромагнитной блокировки в разъем Y2 ячейки и отключить блокировку включения заземляющего разъединителя QSG1. Включить заземляющий разъединитель QSG1 с помощью съемной ручки, которая хранится в гнезде на фасадной стороне выкатного элемента, убрать ключ электромагнитной блокировки. Порядок ввода в работу вакуумного выключателя – обратный, за исключением того, что перед закатыванием тележки выключателя из контрольного положения в рабочее необходимо вставить ключ электромагнитной блокировки в разъем Y1 ячейки и отключить блокировку закатывания тележки выключателя.

В эксплуатации вакуумные выключатели подвергаются ежедневному и периодическому наружному осмотру, текущему и капитальному ремонту. Для выключателей с частым циклом операций включения и отключения (В-О) необходимы внеочередные осмотры и ревизии. Их периодичность устанавливает эксплуатирующая организация в зависимости от мощности обслуживающих агрегатов и количества циклов В-О в сутки. Кроме того, наружный осмотр производится после каждого автоматического отключения выключателем тока короткого замыкания.

Наружный осмотр выключателя и ячейки производится без снятия
напряжения и «захода» в ячейку. При осмотре особое внимание обращается на наличие в ячейке необычных шумов и треска.

Последовательность технологического процесса при ревизии выключателя ВВЭ-М-10 приведена в табл. 3. Ревизия выключателя проводится при
нахождении тележки выключателя в ремонтном положении.

Ревизия выключателя должна производиться в соответствии с действующими правилами техники безопасности и правилами технической эксплуатации при производстве работ в электроустановках [2].
Таблица 3

Последовательность технологического процесса при ревизии
выключателя ВВЭ-М-10

Наименование операции

Содержание работ и технологические требования

Внешний осмотр выключателя

Отмечается наличие трещин, царапин и сколов керамического корпуса камеры дугогасительной вакуумной (КДВ), наличие следов коррозии, повреждений на самом выключателе. Проверяется надежность контактных соединений, при необходимости осуществляется их затяжка. Осматриваются и при необходимости очищаются блок-контакты исполнительных цепей

Осмотр розеточных контактов главной цепи

Проверяется состояние розеточных контактов (после ремонта измеряется их переходное сопротивление)

Проверка износа контактов КДВ

Состояние контактов определяется во включенном положении выключателя как разность расстояний между подвижным контактом и произвольно выбранной точкой отсчета (например, направляющей КДВ соответствующего полюса), измеренных до начала эксплуатации (эти размеры рекомендуется заносить в паспорт выключателя) и во время контрольной проверки. При износе контактов камеры более чем 3мм КДВ заменяется

Опробование выключателя на включение и отключение

Проверяется работа выключателя трехкратным включением и отключением. Проверка выполняется при нахождении тележки выключателя в рабочем положении

2.4. Ревизия трансформатора напряжения ячейки № 3 РУ-6(10) кВ

В ячейке №3 кроме токоведущих шин и изоляторов имеются: контактные разъемы, заменяющие разъединитель и подключающие к шинам РУ; ограничители перенапряжения; высоковольтные предохранители; заземляющий разъединитель и дуговая защита.

Трансформатор напряжения и высоковольтные предохранители расположены на выкатном элементе, что позволяет производить их обслуживание и ревизию без снятия напряжения с распределительного устройства.

Порядок вывода трансформатора напряжения ячейки № 3 РУ-6(10) кВ из работы в ремонт или для проведения ревизии следующий. На распределительном щите питания лаборатории № 4-101 отключить автоматический выключатель РУ-6(10) кВ, нажав на педаль тележки трансформатора напряжения, выкатить ее в контрольное положение, отсоединить розеточный контакт, после чего, нажав на педаль тележки трансформатора напряжения, выкатить ее в ремонтное положение. Включение заземляющего разъединителя шин РУ-6(10) кВ QSG3 разрешается при условии, что тележки во всех ячейках РУ-6(10) кВ находятся в ремонтном положении. Для включения заземляющего разъединителя шин РУ-6(10) кВ QSG3 необходимо вставить ключ электромагнитной блокировки в разъем Y2 ячейки и отключить блокировку включения заземляющего разъединителя QSG3. Включить заземляющий разъединитель QSG3 с помощью штанги, находящейся на передней панели ячейки, убрать ключ электромагнитной блокировки. Порядок ввода в работу трансформатора напряжения – обратный.

При ревизии трансформатора напряжения выполняется его осмотр, проверяется целостность, отсутствие следов перекрытия и чистота литой изоляции, наличие и надежность заземления корпуса трансформатора и вторичных обмоток на заземляющий контур электроустановки.

При осмотре ограничителя перенапряжений проверяется исправность шин, спусков и надежность соединения ограничителя перенапряжений с заземленной конструкцией, целостность его полимерной изоляции.

Во время выполнения ревизии предохранителя омметром проверяется целостность его плавкой вставки.

2.5. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться со схемой главных электрических соединений и расположением оборудования в ячейках РУ-6(10) кВ.

2) Изучить последовательность вывода для ревизии и ввода в работу вакуумных выключателей ячеек № 1 и 2.

3) Выполнить ревизию вакуумного выключателя ячейки № 1 (№ 2).

4) Изучить последовательность вывода для ревизии и ввода в работу трансформатора напряжения ячейки № 3.

5) Выполнить ревизию трансформатора напряжения ячейки № 3.

6) Сделать заключение о состоянии вакуумного выключателя и трансформатора напряжения.

2.6. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Схема главных электрических соединений РУ-6(10) кВ.

4) Технические характеристики ячеек РУ-6(10) кВ.

5) Порядок вывода из работы вакуумного выключателя для выполнения ревизии и ввода его в работу.

6) Порядок вывода из работы трансформатора напряжения для выполнения ревизии и ввода его в работу.

7) Результат ревизии вакуумного выключателя и трансформатора напряжения.

8) Ответы на контрольные вопросы.

2.7. Контрольные вопросы

При самостоятельной подготовке к ответам на контрольные вопросы рекомендуется использовать литературу [1 – 6].

1) Перечислите основные элементы КРУ.

2) Назовите основные особенности комплектных ячеек типа К-99.

3) Перечислите технические мероприятия по безопасному выполнению ревизии выключателя ВВЭ-М-10 и трансформатора напряжения в ячейках РУ-6(10) кВ.

4) Назовите основные операции, выполняемые при ревизии выключателя ВВЭ-М-10 и трансформатора напряжения в ячейках РУ-6(10) кВ.

Лабораторная работа 3

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЯЧЕЙКИ ФИДЕРА
КОНТАКТНОЙ СЕТИ РУ-27,5 кВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Цель работы: изучение схемы главных электрических соединений ячейки фидера контактной сети переменного тока РУ-27,5 кВ; ознакомление с работами, выполняемыми при ревизии и межремонтных испытаниях основного оборудования, входящего в ячейку фидера.

3.1. Состав оборудования ячейки фидера контактной сети РУ-27,5 кВ и
его технические характеристики


Ячейка фидера контактной сети переменного тока РУ-27,5 кВ является отдельным законченным устройством и предназначена для работы в составе распределительного устройства РУ-27,5 кВ закрытого типа, для выполнения оперативных переключений и аварийных отключений в цепях 27,5 кВ переменного тока тяговых подстанций.

В состав ячейки входит следующее оборудование: выключатель ВБЦО-27,5/1600 У3 (вакуумный, быстродействующий, для циклических нагрузок, однофазный, номинальное напряжение – 27,5 кВ, номинальный ток – 1600 А, для закрытых помещений с естественной вентиляцией, где колебания температуры и влажности значительно меньше, чем на открытом воздухе); разъединитель РР-35/4000 У3 (разъединитель рубящего типа на номинальное напряжение 35 кВ и номинальный ток 4000 А), выполняющий функции линейного и заземляющего разъединителя; трансформатор тока ТПЛ-35-0,5/10Р-1000/5 УХЛ2 (трансформатор тока проходной с литой изоляцией на номинальное напряжение 35 кВ, с классом точности измерительной обмотки 0,5, с сердечником для релейной защиты класса точности 10, на номинальный первичный ток 1000 А и номинальный вторичный ток 5 А, для установки в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от внешней среды районов с умеренным и холодным климатом); ограничитель перенапряжения нелинейный ОПН-27. Для выполнения функций автоматики, управления, измерения и релейной защиты установлен блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ-ФКС. Учет электрической энергии осуществляется счетчиком типа ЕА-05-RLB3. Основные технические характеристики ячейки фидера контактной сети переменного тока РУ-27,5 кВ приведены в табл. 4.

Таблица 4

Основные технические данные ячейки фидера контактной сети
переменного тока РУ-27,5 кВ

Наименование параметра

Значение параметра

1

2

Род тока

Переменный

Класс напряжения, кВ

35

Номинальное напряжение, кВ

27,5

Окончание табл. 4

1

2

Максимальное рабочее напряжение, кВ

29,0

Номинальный ток, А

600

Ток динамической устойчивости, кА

26

Ток термической стойкости, кА

13,9

Время протекания тока термической стойкости, с

3

Номинальное напряжение постоянного тока цепей управления, В


220

Номинальное напряжение переменного тока электродвигателей приводов разъединителей, В


220

Габаритные размеры ячейки, мм, не более:

длина

ширина

высота


2360

2260

2360

Масса ячейки, не более, кг

1400

3.2. Конструкция вакуумного выключателя ВБЦО-27,5

Выключатель ВБЦО-27,5 предназначен для фидеров контактной сети тяговых подстанций, постов секционирования и пунктов параллельного соединения контактной сети участков, электрифицируемых на однофазном переменном токе 25 кВ.

Выключатель состоит (рис. 2) из рамы 1 с пружинным приводом косвенного действия 6, одноразрывного дугогасительного устройства (колонки) 4, внутри которого установлена КДВ, опорного изолятора 2, тяги указателя положения выключателя 8. Для передачи движения от механизма управления к подвижному контакту дугогасительного устройства служат изоляционные тяги 5. Для подключения в цепь главного тока имеются выводы 3. Болт 7 служит для подключения заземления.

3.3. Ревизия основного оборудования ячейки РУ-27,5 кВ

При ревизии основного оборудования ячейки проверяется состояние вакуумного выключателя, линейного разъединителя, трансформатора тока и ограничителя перенапряжений.

Перед выполнением ревизии оборудования ячейки необходимо выполнить следующее: отключить вакуумный выключатель Q3 и убедиться в его отключенном положении (по указателю положения выключателя); отключить линейный разъединитель QS4.1 и QS4.2, при этом включатся заземляющие ножи QSG4.1 и QSG4.2 разъединителя (см. рис 1).

При ревизии выключателя проверяется:

внешнее состояние выключателя и его привода;

о
Рис. 2. Общий вид выключателя ВБЦО-27,5
тсутствие загрязнений, видимых сколов, трещин и следов перекрытия изоляции;

исправность заземлений;

показания счетчика числа аварийных отключений.

При ревизии линейного разъединителя и его заземляющих ножей проверяется состояние изоляторов, контактов, приводов, поддерживающих конструкций и заземлений.

При ревизии трансформатора тока выполняется его осмотр, проверяется целостность и чистота изоляции, наличие и надежность заземления корпуса трансформатора и вторичных обмоток на заземляющий контур электроустановки.

При осмотре ограничителя перенапряжений проверяется исправность шин, спусков и надежность соединения ограничителя перенапряжений с заземленной конструкцией, целостность его полимерной изоляции.

3.4. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться со схемой главных электрических соединений
ячейки фидера РУ-27,5 кВ и ее основными техническими характеристиками.

2) Изучить конструкцию выключателя ВБЦО-27,5.

3) Изучить виды работ, выполняемые при ревизии основного оборудования, входящего в состав ячейки фидера РУ-27,5 кВ.

4) Выполнить ревизию основного оборудования, входящего в состав ячейки.

5) Дать заключение о состоянии основного оборудования ячейки.

3.5. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Назначение ячейки фидера РУ-27,5 кВ и ее основные технические характеристики.

4) Виды работ, выполняемые при ревизии основного оборудования, входящего в состав ячейки РУ-27,5 кВ.

5) Результаты осмотра основного оборудования, входящего в состав ячейки РУ-27,5 кВ.

6) Выводы по результатам выполненной работы.

7) Ответы на контрольные вопросы.

3.6. Контрольные вопросы

При самостоятельной подготовке к ответам на контрольные вопросы рекомендуется использовать литературу [1 – 7].

1) Какое коммутационное, защитное и измерительное оборудование входит в состав ячейки РУ-27,5 кВ?

2) Назовите порядок выполнения ревизии основного оборудования ячейки РУ-27,5 кВ.

3) Перечислите конструктивные особенности выключателя ВБЦО-27,5.

4) Какие меры техники безопасности выполняются при ревизии основного оборудования ячейки?

Лабораторная работа 4

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЯЧЕЙКИ ФИДЕРА
КОНТАКТНОЙ СЕТИ 3,3 кВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: изучение схемы главных электрических соединений ячейки фидера контактной сети РУ-3,3 кВ постоянного тока, ознакомление с работами, выполняемыми при межремонтных испытаниях и текущем ремонте основного оборудования, входящего в состав РУ-3,3 кВ.

4.1. Технические характеристики и состав оборудования

Схема главных электрических соединений ячейки фидера контактной сети РУ-3,3 кВ постоянного тока (ячейка № 4) в составе блочной подстанции приведена на рис. 1. Ячейка фидера типа ЯФ-3-УХЛ4 является отдельным законченным устройством и предназначена для работы в составе распределительного устройства РУ-3,3 кВ при оперативных переключениях и аварийных отключениях в цепях 3,3 кВ постоянного тока тяговых подстанций. Основные технические характеристики ячейки фидера РУ-3.3 кВ приведены в табл. 5.

Таблица 5

Основные технические характеристики ячейки фидера РУ-3,3 кВ

Наименование параметра

Значение
параметра

1

2

Род тока

Постоянный

Класс напряжения, кВ

3

Номинальное напряжение, кВ

3,3

Максимальное рабочее напряжение, кВ

4,1

Номинальный ток, А

3150

Допустимые перегрузки по току

4400 А в течение
15 мин (один раз в 2 ч при времени усреднения 2 ч);

5200 А в течение 2 мин (один раз в 1 ч при времени усреднения 1 ч)


Окончание табл. 5

1

2

Допустимые перегрузки по току

4400 А в течение 15 мин (один раз в 2 ч при времени усреднения 2 ч.)

5200 А в течение
2 мин. (один раз в 1 ч при времени усреднения 1 ч)

Ток динамической устойчивости, кА

45

Ток термической стойкости, кА

30

Время протекания тока термической стойкости, с

2

Пределы токов уставок срабатывания, А


2000 – 4000

или 4000 – 7000

Номинальное напряжение постоянного тока цепей управления, В (* – по специальному заказу)


220 (110*)

Ток включающей катушки для одного (двух) выключателей ВАБ-49, А


40 (80)

Габаритные размеры ячейки, мм:

длина

ширина

высота


3800

2200

2600

Масса ячейки, кг, не более

2500

В состав ячейки фидера РУ-3,3 кВ входят:

– каркас блока разъединителей;

– выключатели автоматические быстродействующие ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4;

– однополюсные разъединители РВР3-1б-10-4000 УЗ, РВР-10-4000 УЗ с ручными приводами ПР-3УЗ, смонтированные на каркасе блока разъединителей, закрепленном на платформе;

– шкаф управления;

– реле дифференциальное шинное РДШ-6000 (РДШ-3000);

– датчик тока ДТМ-4/20 (ДТМ-4/20С);

– датчик напряжения ДН-4 (ДН-4С);

– реле напряжения РНВ-3,3;

– шунт 75ШСМ 4 кА;

– предохранитель ПКТ101-10-2-315УЗ;

– амперметр М1611 4-0-4 кА;

– выключатель путевой контактный ВП19-21 Б421-У3;

– блок-контакт КСАМ-1121-113 04 УХЛ3;

– блок-замок ЗБ-1М У3.

Высоковольтная часть ячейки состоит из камеры выключателей и камеры разъединителей, разделенных металлической сеткой. Обе камеры имеют входные двери, оснащенные блок-замками, позволяющие оперативному персоналу проводить профилактический осмотр и ремонт оборудования при отключении высокого напряжения со всего оборудования и силовых шин.

В верхней части каркаса камеры разъединителей установлены опорные изоляторы для крепления сборных шин РУ-3,3 кВ. К месту размещения сборных шин выведены входные шины внешних соединений ячейки. Выходная шина ячейки (фидер контактной сети) крепится на опорных изоляторах, расположенных на верхней части ограждения.

На лицевой стороне ячейки находятся ручные приводы разъединителей (обходного QS5, линейного QS6 и заземляющего QSG6) и шкаф управления ячейкой. На двери шкафа управления находится лицевая панель микропроцессорной релейной защиты ЦЗАФ-3,3, на которой размещены кнопки включения и отключения быстродействующих выключателей, управления линейным и обходным разъединителями, управления автоматическим повторным включением (АПВ), ввода уставок, переключения режимов управления ЦЗАФ-3,3, а также светодиоды индикации состояния коммутационных аппаратов ячейки.

Все металлические части ячейки гальванически соединены с каркасом, являющимся контуром заземления ячейки.

4.2. Работы, выполняемые при осмотрах и межремонтных испытаниях

При осмотрах и межремонтных испытаниях РУ-3,3 кВ наибольшего внимания требуют быстродействующие выключатели ВАБ-49. Их осмотр производится оперативным персоналом ежедневно или ремонтным персоналом при выполнении планово-предупредительного ремонта (ППР) на подстанции. Осмотр производится без отключения выключателей и «входа» в ячейку. Особое внимание обращается на состояние дугогасительной камеры, изоляторов и привода выключателя.

При осмотре быстродействующих выключателей без отключения проверяются внешнее состояние выключателей и камер; отсутствие следов подгаров и перекрытий; показания счетчика числа аварийных отключений; исправность заземления; соответствие сигнализации положению выключателей; нагрузка по килоамперметру.

При межремонтных испытаниях быстродействующих выключателей проводятся: измерение сопротивления изоляции мегомметром; испытание повышенным напряжением; измерение нажатия главных и дугогасительных контактов, лимитирующих зазоров и расстояний, тока и напряжения держащей катушки, площади прилегания якоря к магнитопроводу и главных контактов; проверка работы механизма свободного расцепления; проверка токов уставки прямым током, работы схемы управления, работы автоматического повторного включения и испытателя коротких замыканий (ИКЗ).

При осмотрах разъединителей проверяется состояние изоляторов, контактов, приводов, поддерживающих конструкций и заземлений.

При межремонтных испытаниях разъединителей выполняется измерение сопротивления постоянному току контактной системы.

4.3. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться со схемой главных электрических соединений
ячейки РУ-3,3 кВ и ее основными техническими характеристиками.

2) Изучить виды работ, выполняемые при осмотрах и межремонтных испытаниях основного оборудования, входящего в состав ячейки РУ-3,3 кВ.

3) Выполнить осмотр быстродействующих выключателей и подготовку их к испытаниям, для чего отключить быстродействующие выключатели QF1 и QF2, отключить обходной и линейные разъединители QS5 и QS6, включить заземляющий разъединитель QSG6 (см. рис. 1). Осмотреть выключатель. Проверить состояние всех изоляционных поверхностей (они должны быть сухими и чистыми, не должны иметь следов перекрытий, подгаров и трещин) и надежность заземления нижних фланцев опорных изоляторов, корпусов
коммутаторов.

4) Измерить площадь прилегания главных контактов быстродействующего выключателя, для чего снять дугогасительную камеру, отсоединив гибкие связи и вынув ось. Приложить к главному неподвижному контакту полоску белой и копировальной бумаги, затем включить выключатель. Отключить выключатель и извлечь бумагу, на которой останутся следы контактов. Площадь соприкосновения главных контактов должна быть не менее 70 %.

5) Измерить площадь прилегания якоря к магнитопроводу быстродействующего выключателя, для чего в отключенном положении выключателя заложить между магнитопроводом и якорем выключателя полоску белой и копировальной бумаги. Включить и отключить выключатель. Определить площадь прилегания; если она меньше 70 % от общей, то поверхности соприкосновения якоря и магнитопровода следует притереть. Дать заключение о состоянии быстродействующего выключателя.

6) Выполнить осмотр линейного, обходного и заземляющих разъединителей, для чего отключить быстродействующие выключатели QF1 и QF2, отключить обходной и линейные разъединители QS5 и QS6, включить заземляющий разъединитель QSG6. Проверить состояние следующих элементов разъединителей: изоляторов, контактов; приводов, поддерживающих конструкций, заземлений. Дать заключение об их состоянии.

4.4. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Назначение ячейки фидера РУ-3,3 кВ и ее основные технические характеристики.

4) Основные виды работ, выполняемые при осмотрах и межремонтных испытаниях основного оборудования, входящего в состав РУ-3,3 кВ.

5) Результаты осмотра выключателей и измерений площади прилегания главных контактов и якоря к магнитопроводу быстродействующих
выключателей.

6) Результаты осмотра линейного, обходного и заземляющих
разъединителей.

7) Выводы по результатам выполненной работы.

8) Ответы на контрольные вопросы.

4.5. Контрольные вопросы

При самостоятельной подготовке к ответам на контрольные вопросы рекомендуется использовать литературу [1 – 7].

1) Какие основные коммутационные аппараты входят в состав РУ-3,3 кВ?

2) Что проверяется при осмотре быстродействующих выключателей без отключения?

3) Каким образом проверяется площадь прилегания главных контактов и якоря к магнитопроводу быстродействующих выключателей?

4) Какие правила техники безопасности выполняются при проверке площади прилегания главных контактов и якоря к магнитопроводу быстродействующих выключателей?

Лабораторная работа 5

ШЕСТИПУЛЬСОВЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ
АГРЕГАТ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА

Цель работы: изучение силовой схемы, конструкции, технических характеристик управляемого выпрямительного агрегата и его микропроцессорной системы управления.

5.1. Назначение, порядок включения и отключения
управляемого выпрямительного агрегата


Шестипульсовый мостовой управляемый выпрямительный агрегат состоит из преобразовательного трансформатора ТСЗ-63, управляемого выпрямителя АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 и системы его управления.

Управляемый выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 предназначен для питания контактной сети метрополитена, а в данном конкретном случае – для преобразования входного питающего напряжения 100 В переменного тока частотой 50 Гц в регулируемое напряжение постоянного тока.

Трансформатор, находящийся вследствие ограниченной площади лаборатории в ячейке распределительного устройства 3,3 кВ, представляет собой преобразовательный трансформатор для шестипульсовой мостовой схемы выпрямления. На стержнях магнитопровода расположены первичная обмотка, соединенная по схеме «звезды», и вторичная обмотка, соединенная по схеме «треугольника».

Нагрузка включает в себя три последовательно соединенных активных сопротивления – R5 – R7 (см. рис. 1).

Для ввода в работу выпрямительного агрегата необходимо последовательно выполнить следующее:

1) включить цепи оперативного управления оборудования учебной блочной тяговой подстанции и выключатель Q1 ввода РУ-6(10) кВ;

2) перед тем как включить выключатель Q2 ячейки ПВА и подать напряжение на преобразовательный трансформатор выпрямительного агрегата, необходимо подключить нагрузку, для чего в ячейке РУ-3,3 кВ необходимо включить линейный разъединитель QS6 фидера контактной сети 3,3 кВ и быстродействующие выключатели QF1 и QF2;

3) включить выключатель Q2 ввода ПВА (ячейка № 2).

Такая последовательность операций коммутационными аппаратами принята исходя из следующих соображений. При включениях выпрямителя на холостой ход выключателем со стороны переменного тока возможны импульсные перенапряжения на вентильных плечах, в 1,5 – 1,8 раза превышающие номинальные обратные рабочие напряжения URWM. Исследования показывают, что перенапряжения при отключениях ненагруженного агрегата могут превышать URWM в два раза. При наличии RC-цепей амплитуда этих видов перенапряжений несколько снижается.

Таким образом, при вводе выпрямительного агрегата в работу сначала включают выключатель со стороны постоянного, а затем – выключатель со стороны переменного тока. При выводе выпрямительного агрегата из работы сначала отключают выключатель со стороны переменного тока, а затем – выключатель со стороны постоянного тока.

5.2. Краткие теоретические сведения и
конструктивное исполнение выпрямителя


Управляемый выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 выполнен в виде шкафа с двухсторонним обслуживанием. Для обеспечения сигнализации и блокировки в выпрямителе на металлоконструкции шкафа напротив каждой двери установлены микропереключатели для сигнализации проникновения в выпрямитель и определения факта состояния двери (открыта, закрыта).

Внутри шкафа имеется светильник, который необходим для освещения в условиях недостаточной видимости; он включается автоматически микропереключателями при открытии любой двери шкафа выпрямителя.

Выпрямитель собран по шестипульсовой мостовой схеме (см. рис. 1) из шести тиристорных модулей. Каждый модуль включает в себя один тиристор таблеточного типа Т173-2000-24, два охладителя и один прижимной механизм. Тиристорные модули расположены один под другим, три – с одной стороны шкафа, три – с другой. Для обеспечения равномерности распределения напряжения в обратном направлении и защиты тиристоров от коммутационных перенапряжений используются защитные RC-цепи, устанавливаемые на платах параллельно каждому вентилю.

Выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 подключается к преобразовательному трансформатору мощностью 63 кВ·А. Подключение выпрямителя к силовому трансформатору производится кабелем, а к нагрузке – шинами, расположенными над выпрямителем.

На лицевой панели шкафа расположены

– индикаторная лампа контроля наличия силового напряжения;

– индикаторная лампа контроля наличия напряжения питания собственных нужд;

– амперметр для контроля выходного тока;

– вольтметр для контроля выходного напряжения;

– переключатель для регулирования выходного напряжения.

Для наблюдения формы импульсов управления, входного и выходного напряжения на лицевую панель шкафа выпрямителя выведены контрольные гнезда.

Система управления выпрямителя АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4 представляет собой трехфазный контроллер для управления тиристорами модели FC36M – это малогабаритное надежное устройство, имеющее много опций, которые выбираются с помощью шести переключателей, сгруппированных в блоке, что делает FC36M универсальным и экономичным в использовании.

Описанный контроллер имеет встроенный трансформатор питания электроники, который также используется для синхронизации импульсов управления с силовой сетью. Трехфазный контроллер FC36M – многоцелевой контроллер фазового и квазиимпульсного управления, предназначенный для использования в различных двух- или трехфазных преобразователях, работающих от сети с частотой 50/60 Гц; он легко конфигурируется для оптимизации рабочих характеристик с помощью переключателей.

Система управления основана на пик-контроллере PIC16C74, состоящем из постоянного и оперативного запоминающих устройств (ПЗУ, ОЗУ) и микропроцессора. Пик-контроллер формирует шестиканальную систему импульсов управления тиристорами с фазовым сдвигом в 60є между импульсами соседних каналов.

В данном случае контроллер настроен на квазиимпульсный режим управления, он формирует систему «пачек» импульсов управления, а не систему одиночных импульсов, как при фазовом режиме управления. Когда фронт «пачки» доходит до момента времени, при котором напряжение на аноде тиристора становится больше напряжения на катоде (момент естественного открытия), происходит открытие тиристора. С увеличением угла регулирования ? относительно момента естественного открытия тиристора происходит искажение кривой выпрямленного напряжения и снижение его среднего значения Ud?.

Для измерения выпрямленного напряжения и выпрямленного тока на лицевой панели шкафа выпрямителя предусмотрены вольтметр (PV) и амперметр (PA1). Маркировка и пределы измерения приборов нанесены на шкалах. Каждый из приборов включен в ту цепь, где приведено именно его условное графическое и позиционное обозначение.

Осциллографирование электромагнитных процессов в выпрямителе и управляемых импульсов системы управления осуществляется электронным осциллографом типа С1-83 или С1-93.

Для осциллографирования напряжений вторичной обмотки преобразовательного трансформатора u2, выпрямленного напряжения ud и тока в цепи управления тиристоров выпрямителя iG на схеме, приведенной на лицевой панели шкафа выпрямителя, имеются следующие гнезда:

Х1, Х2, Х3 – корпус;

Ха, Хв, Хс – выводы вентильных обмоток преобразовательного трансформатора;

ХG1, ХG2, ХG3, ХG4, ХG5, ХG6 – выводы управляющих электродов тиристоров VS1 – VS6 соответственно.

Временные диаграммы электромагнитных процессов для разных значений угла регулирования показаны на рис. 3.


Рис. 3. Временные диаграммы электромагнитных процессов
в управляемом выпрямителе

Трехфазный контроллер FC36M имеет обширную область применения. Он может использоваться в источниках питания, в управляемых и частично-управляемых выпрямителях, для управления двигателями переменного тока, в устройствах плавного пуска, в контроллерах нагревателей, в индукционных генераторах, для регулирования напряжения переменного тока, для управления трехфазным трансформатором.

Дополнительно включенные контроллеры можно конфигурировать для управления параллельно включенными тиристорами при больших токах нагрузки или для управления двенадцатипульсовыми выпрямителями с целью снижения пульсаций постоянного тока.

Проведение исследований на оборудовании выпрямительного агрегата должно производиться в соответствии с действующими правилами техники безопасности и правилами технической эксплуатации при производстве работ в электроустановках [2].

Переключение коммутационного оборудования для сборки схемы исследуемого выпрямительного агрегата, подключение электронного осциллографа осуществляются только под наблюдением преподавателя.

5.3. Порядок выполнения лабораторной работы

1) Ознакомиться с конструктивным исполнением и параметрами выпрямительного агрегата и системы его управления.

2) Включить соответствующее оборудование для подачи напряжения на выпрямительный агрегат.

3) В соответствии с последовательностью, описанной в п. 1.3.1, подключить выпрямитель к шинам постоянного и переменного тока.

4) Подготовить к работе осциллограф и исследовать кривые напряжения (вторичного u2, выпрямленного ud) и тока в цепи управления (iG) для различных значений угла регулирования ?, задаваемых преподавателем.

5) Отключить выпрямитель от шин переменного и постоянного тока.

6) Снять напряжение с выпрямительного агрегата.

5.4. Содержание отчета

1) Титульный лист.

2) Цель работы.

3) Назначение управляемого выпрямительного агрегата.

4) Основные элементы конструктивного исполнения шкафа выпрямителя.

5) Схема главных электрических соединений управляемого выпрямительного агрегата.

6) Назначение трехфазного контроллера FC36M.

7) Результаты эксперимента в виде обработанных осциллограмм, снабженных координатными сетками.

8) Выводы по результатам выполненной работы.

9) Ответы на контрольные вопросы.

5.5. Контрольные вопросы

При самостоятельной подготовке к ответам на контрольные вопросы рекомендуется использовать литературу [5, 7, 8].

1) Для чего создаются управляемые выпрямители? Как управление преобразователем сказывается на всех его показателях?

2) Поясните последовательность подключения и отключения выпрямительного агрегата к шинам переменного и постоянного тока. Почему принята такая последовательность?

3) Какие конструктивные особенности имеет управляемый выпрямитель АТУ6м-У-1,6к-825УХЛ4?

4) В чем особенность принципа управления тиристорами при помощи трехфазного контроллера FC36M?

Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок. СПб: ДЕАН, 2001. 928 с.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. СПб: ДЕАН, 2003. 301 с.

3. Технологические карты на межремонтные испытания оборудования тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог. М.: Трансиздат,
2005. 232 с.

4. Технологические карты на работы по текущему ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат, 2004. 208 с.

5. Новое оборудование для проектирования тяговых и трансформаторных подстанций: Учебное пособие / Г. С. Магай, Е. Ю. Салита и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 81 с.

6. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог (ЦЭ-936). М.: Трансиздат, 2003. 80 с.

7. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог: Сборник справочных материалов. М.: Трансиздат, 2004. 384 с.

8. Силовые преобразователи тяговых подстанций и электроподвижного состава: Учебное пособие / Е. Ю. Салита, Г. С. Магай и др. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 103 с.

Учебное издание


Кондратьев Юрий Владимирович,

САЛИТА Евгений Юрьевич,

Сапельченко Анатолий Михайлович


блочная тяговая подстанция

________________
Редактор Н. А. Майорова
***
Подписано в печать . 01.2008. Формат .

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,3. Уч.-изд. л. 2,5.

Тираж 180 экз. Заказ .
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*

6


44046, г. Омск, пр. Маркса, 35





Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации