Железная дорога

ПЕРЕДВИЖНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ — комплекс устройств для приёма и распределения электроэнергии перем. трёхфазного тока промышленной частоты при номинальных напряж. 0,4, 6, 10 кВ. П. т. п. применяют в качестве временной в период стр-ва, а также как резервную при капит. ремонте или выходе из строя стационарных подстанций. Оборудование П. т. п. размещается на 4-колёсной платформе грузоподъёмностью 60 т. Транспортирование П. т. п. может производиться по ж.-д. пути в составе поезда со скоростью не более 90 км/ч. На платформе размещены силовые трансформаторы и распределительные устройства на напряж. 0,4, 6 и 10 кВ. Токоведущие части со стороны высокого напряжения П. т.п. имеют сетчатое ограждение и поручни. Питание потребителей и подвод электроэнергии к П. т. п. осуществляются по воздушным и кабельным линиям.
Источник электроэнергии может быть подключён к П. т. п. со стороны напряж. 0,4, 6 и 10 кВ. П. т. п. предназначена для одностороннего питания потребителей электроэнергии, и параллельная работа с др. источниками энергии не предусмотрена. Оперативное или аварийное отключение линий 6 или 10 кВ производится малообъёмными масляными выключателями. На П. т. п. осуществляются контроль напряжения и релейная защита распределительных устр-в 6 и 10 кВ. Для защиты П. т. п. от токов КЗ и оперативных переключений линий 0,4 кВ применяются автоматич. выключатели.
Цепи собственных нужд и освещения питаются перем. током напряж. 220 В, а цепи защиты и управления — пост, током напряж. НО В от постороннего источника или выпрямителя, подключённого к сборным шинам 0,4 кВ подстанции.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА — электрическое устройство с относительным избирательным действием для защиты отд. аппаратов и одиночных линий (продольная защита) и параллельно работающих аппаратов и двухцепных линий (поперечная защита). Принцип действия Д. з. основан на сравнении сил токов в двух или более контролируемых точках электрич. цепи.
При продольной Д. з. сравниваются силы токов и углы фазового сдвига ц токов в характерных точках цепи (напр., в начале и конце защищаемой линии). Равенство этих токов свидетельствует об отсутствии повреждения в защищаемой зоне. На аварийные токи, возникающие вне этой зоны, и на сквозные токи КЗ, проходящие через неё, защита не реагирует. Сравнение токов по силе и углу ц производится реагирующим органом — реле.
Известны две принципиально различные схемы продольной Д. з.: с циркули-рующими токами и уравновеш. напряжениями. В первой (наиболее распространённой) вторичные обмотки трансформа-торов тока ТТ1 и ТТ2 соединены так, что при КЗ вне защищаемой зоны (внешнее КЗ) токи, протекающие через реле Р, направлены встречно: при равенстве коэф. трансформации трансформаторов тока сила результирующего тока невелика или равна нулю, защита не срабатывает. При КЗ в защищаемой зоне токи в первичных обмотках ТТ в начале и в конце линии направлены противоположно и через реле С протекает результирующий ток, сила к-рого равна сумме сил токов во вторичных обмотках, чгго приводит к срабатыванию реле.
В схемах с уравновеш. напряжениями вторичные обмоткн трансформаторов тока соединяют так, чтобы при внеш. КЗ напряжения в них были направлены встречно, а реле С включают в цепь соединит, проводов. При КЗ в зоне защиты вторичные напряжения складываются и вызывают в реле ток, под действием к-рого оно срабатывает.
При поперечной Д. з. линии подсоединяют к шинам через отдельные выключатели или через одни общий выключатель. При норм, работе параллельных цепей и внешнем КЗ силы токов в этих цепях одинаковы или различаются мало; в случае КЗ в одной из цепей сила тока в ней возрастает. Для цепей с общим выключателем Д. з. имеет наиболее простое исполнение, поскольку при КЗ в одной из цепей не требуется выявлять повреждённый участок, а достаточно лишь установить факт КЗ в защищаемой зоне. Для защиты понижающих трансформаторов тяговых подстанций Д. з. дополняют органом направления мощности, при трёхобмоточных трансформаторах используют устр-во, суммирующее токи всех обмоток трансформаторов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭПС — цепь низкого напряжения (напр., 50 или 100 В), с помощью к-рой управляют аппаратами силовой и вспомогат. цепей, устройствами сигнализации, освещения и др.
Э. ц. у. тяговыми электродвигателями содержат контроллеры машиниста, низковольтные катушки пневматич. контакторов, переключателей и др. аппаратов, блок-контакты коммутирующей аппаратуры, промежуточные и защитные реле. Э. ц. у. высоковольтными аппаратами, вспомогательными машинами и устройствами включает источники питания (аккумуляторные батареи, генераторы управления, статич. преобразователи напряжения), регуляторы напряжения, низковольтные катушки эл.-магн. контакторов и реле, блок-контакты аппаратов управления и защиты вспомогат. цепей, кнопочные выключатели. Э. ц. у. устройствами сигнализации и освещения содержат сигнальные лампы, катушки звуковых сигналов, контакты реле и др. аппаратов, подающих сигналы на пульт управления ЭПС, лампы освещения кабины машиниста, коридоров, машинных и аппаратных помещений, лампы буферных фонарей и прожекторов, кнопочные выключатели.
Э. ц. у. ЭПС должны обеспечивать простые, удобные и визуально контролируемые машинистом переключения ру-ояток контроллера при управлении тяговыми двигателями; заданную последовательность включения и отключения аппаратов как при прямом, так и при обратном ходе рукояток контроллера машиниста; подачу напряжения в силовые цепи только в том случае, когда оси. аппараты силовых цепей и вспомогат. устр-ва занимают положение, соответствующее заданному режиму работы ЭПС; согласов. переключение аппаратов во всех режимах управления на всех секциях ЭПС при работе по системе многих единиц; работу ЭПС с отключением повреждённого оборудования — в режиме резервирования (в Э. ц. у. должна быть исключена возможность образования т. н. обходных или вредных контуров, к-рые могут привести к неправильным действиям аппаратов); действие устр-в сигнализации о работе осн. оборудования и защиты, передачу в кабину машиниста соответствующей информации.
Э. ц. у. ЭПС должны предотвращать ошибочное переключение, к-рое могло бы привести к возникновению аварийных режимов, с помощью механич. блокировок; возникновение опасного аварийного режима — движение ЭПС в др. сторону против заданного, тягового режима вместо тормозного, самохода (введением в соответствующие цепи блок-контактов аппаратов); исключать возможность допуска к аппаратам высокого напряжения при поднятом токоприёмнике.

СИЛОВАЯ ЦЕПЬ ЭПС — электрическая цепь, по которой энергия из сети поступает к тяговым электродвигателям в режиме тяги или от них в контактную сеть в режиме электрического торможения. Структура С. ц. зависит от системы тока и напряжения, вида тяговых двигателей, преобразователя (на ЭПС перем. тока), наличия и способа электрич. торможения, размещения силового оборудования.
В С. ц. входят токоприёмники и устр-ва заземления, осуществляющие контакт С. п. с осями колёс; резисторы для реостатного пуска и торможения, для регулирования силы тока возбуждения; коммутац., переключающие, защитные и регулирующие аппараты; трансформаторы и выпрямительные (вьпрямительно-инверторные) преобразователи; обмотки тяговых двигателей; входные и выходные фильтры (сглаживающие реакторы); силовые провода и кабели, соединит, устр-ва электрич. цепей электровозов и моторных вагонов электропоездов. На ЭПС пост, тока (напряж. 3000 В) при импульсном регулировании напряжения в С. ц. вводят спец. статический пре-образователь вместо резисторов и коммутац. аппаратов. В случае применения на ЭПС асинхронных тяговых двигателей в С. ц. включают статич. преобразователи, обеспечивающие одновременное регулирование напряжения и частоты в статорных обмотках двигателя.

ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ЭПС — предотвращает повреждение электрооборудования при возникновении аварийных режимов — КЗ, перенапряжений, пробоев изоляции и др. На ЭПС постоянного тока защита силовых и вспомогат. цепей от тока КЗ осуществляется быстродействующими выключателями (БВ), отключающими цепи от контактной сети. В норм, режимах работы ЭПС при нагрузках, не превышающих уставку выключателя, его якорь притянут к полюсам электромагнита. В случае КЗ сила тока в силовой цепи и в размагничивающей катушке БВ увеличивается, мага, поток в якоре уменьшается, силовые контакты, замыкающие цепь, размыкаются под действием пружин. На электровозах для 3. э. ц. от токов КЗ в режиме рекуперативного торможения применяются быстродействующие контакторы.
Тяговые электродвигатели от круговых огней и перебросов дуги по коллектору защищаются с помощью реле перегрузки, включённых в цепь каждого двигателя, к-рые срабатывают, когда сила тока двигателя превысит уставку реле. В случае нарушения изоляции в силовой цепи срабатывает дифференц. реле, отключающее БВ. Предусмотрены также защиты вспомогат. цепей от тока КЗ плавкими предохранителями (напр., на электровозах ВЛ8, ВЛ83), от повышения напряжения на токоприёмнике св. 4 кВ в режиме рекуперативного торможения и от значительного его снижения.
На ЭПС переменного тока защита силовых и вспомогательных цепей от тока КЗ производится воздушным главным выключателем (ГВ), отключающим цепи от контактной сети. Собств. время срабатывания ГВ — 0,04—0,05 с. Отключение ГВ происходит в случае размыкания цепи удерживающей катушки или при поступлении импульса на отключающую катушку ГВ от дифференц. защиты. Размыкание контактов ГВ и гашение электрич. дуги осуществляются под действием сжатого воздуха. На электровозах (напр., ВЛ60") для защиты вспомогат. цепей от тока КЗ установлены плавкие предохранители. В цепь каждого тягового двигателя, как и на ЭПС пост, тока, включены реле перегрузки, отключающие ГВ.
Для ограничения коммутац. перенапряжений гл. контакты ГВ шунтированы нелинейным резистором, а вторичные обмотки тягового трансформатора — цепями RC. На электровозах перем. тока дифференц. защита применяется для отключения выпрямит, установок при сквозном пробое плеча, а также в случае КЗ в цепях вторичной обмотки трансформатора. Защита выпрямительно-инверторных преобразователей на электровозах перем. тока с рекуперативным торможением (ВЛ 80р и ВЛ85) при возникновении КЗ и «опрокидывании» инвертора осуществляется БВ, а защита от пробоя изоляции — реле перегрузки, отключающим ГВ.
На электровозах ВЛ80Т и ВЛ80С имеется спец. защита, связанная с применением реостатного торможения. На электропоездах с тяговыми двигателями пульсирую-щего тока выпрямитель защищен от пробоя вентилей и перегрузок быстродействующими контакторами. Для ограничения силы тока КЗ через вентили на входе выпрямителя установлены токоограничивающие реакторы. В защитах часто используются электронные элементы, обладающие низкой инерционностью.
Силовая цепь ЭПС перем. тока со стороны вторичной обмотки тягового трансформатора не имеет соединения с землёй. При этом нарушение изоляции в одной точке цепи не приводит к аварийному режиму, однако нарушение изоляции с замыканием на корпус в двух точках может привести к КЗ через землю. Для исключения этого аварийного режима предусмотрена «земляная» защита, реле к-рой отключает ГВ ири замыкании на корпус в любой точке силовой цепи. На ЭПС перем. тока (электровозах ВЛ60К) предусмотрены генераторная защита (в случае переброса огня по коллектору у одного нз параллельно включённых тяговых двигателей); защита групповых переключателей от замедл. вращения кулачкового вала; защита вспомогат. асинхронных электродвигателей с помощью тепловых реле. На ЭПС перем. и пост, тока предусмотрены также 3. э. ц. при нарушении режимов охлаждения оборудования; 3. э. ц. управления и освещения от КЗ плавкими предохранителями и автоматич. выключателями; 3. э. ц. от боксования и юза.
Защита цепей и оборудования от атм. перенапряжений производится высоковольтными вилитовыми разрядниками или ограничителями перенапряжений (керамич. резисторами). При срабатывании любого из аппаратов защиты подаётся соответствующий сигнал на пульт управления, ЭПС.