Модернизация тяговой подстанции

БЕЗОПАСНОСТЬ НА ТРАНСПОРТЕ

TRANSPORT SECURITY

 

 

УДК

 

 

 

РЕКОНСТРУКЦИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ РУДЕНСК БЕЛОРУССКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

 

ЧАСТЬ 1.

 

 

 

 

 

И.М. Горевой к.т.н., доцент Смоленского филиала Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

I.M. Gorevoy Candidate of Technical Sciences                   Associate Professor                   Moscow State University of Railway Engineering             (MIIT) Smolensk Branch

 

 

 

 

 

 

 

РЕКОНСТРУКЦИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ РУДЕНСК БЕЛОРУССКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

ЧАСТЬ 1

 

PECONSTRUCTION OF TRACTION SUBSTATION RYDENSK BELARUSIAN RAILWAYS

PART 1

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Белорусская железная дорога является одним из основных звеньев транспортного комплекса страны и занимает важное место в жизнеобеспечении Республики Беларусь и ее многоотраслевой экономики. Сегодня белорусская магистраль осуществляет около 85% всех выполняемых в республике грузовых и около 50% пассажирских перевозок.

Потенциал железнодорожного транспорта Беларуси предопределяет, в качестве приоритетного направления, развитие международного транзита. На долю этого сегмента грузовых перевозок приходится более трети (34%) общего объема перевозок.

Территорию Республики Беларусь пересекают два панъевропейских транспортных коридора, определенные по международной классификации под номером 2 (Запад-Восток) и под номером 9 (Север-Юг).

Транспортный коридор № 9 соединяет Финляндию, Литву, Россию, Беларусь, Украину, Молдову, Румынию, Болгарию и Грецию, пересекает территорию республики с севера на юг. Его протяженность, в направлении Гудогай - Молодечно - Минск – Жлобин, составляет 372 км,  из которых 185 км - электрифицировано. В рамках проекта по повышению энергоэффективности Белорусской железной дороги, планируется продление электрифицированных участков до границ республики . Уже в 2010 г. планируется начать реализацию первой очереди этого проекта – электрификация участка Осиповичи – Жлобин. В свою очередь железные дороги России и Украины примут участие в электрификации железнодорожных путей по направлению к Черному морю. Конечным результатом должна стать полная электрификация в ближайшие 10 лет железнодорожных путей по направлению страны Балтии – Черное море. Это даст довольно ощутимый экономический эффект. Ведь в настоящее время использование электрической тяги обходится на 30 процентов дешевле дизельного топлива, а строительство в Беларуси АЭС и использование ее ресурсов позволит еще больше снизить расходы Белорусской железной дороги на электротягу.

На фоне развития грузовых перевозок на электротяге, возникает острая необходимость в техническом переоснащении существующих электрифицированных участков, входящих в транспортный коридор. Некоторые из этих участков находятся в эксплуатации почти 50 лет и уже требуют капитального ремонта.

 

 

 

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РЕКОНСТРУКЦИИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 

Общая постановка цели, это установка нового оборудования с минимизацией объема процедур технического обслуживания, увеличением срока службы, а значит и увеличения экономических показателей системы тягового электроснабжения. Таким образом, в результате реконструкции должна появиться современная тяговая подстанция, удовлетворяющая всем требованиям и показателям качества электроснабжения.

 

 

1.1 Общие сведения о тяговой подстанции станции «Руденск»

 

Тяговая подстанция «Руденск» классифицируется как стационарная промежуточная (транзитная) ТП, которая питает тяговую сеть участка Минск Южный – Пуховичи переменным током с номинальным напряжением 25 кВ. По способу управления ТП является телеуправляемая, с постоянным дежурством обслуживающего персонала.

Тяговая подстанция «Руденск» включена в рассечку ЛЭП-110 кВ «ТЭЦ-5 – Дубовый лес» .

 

Рис. 1.1. Схема питания тяговой подстанции от системы внешнего электроснабжения

 

На подстанции установлены два трёхобмоточных понижающих трансформатора (ПТ-1 и ПТ-2) со встроенными трансформаторами тока (ТВТ) ТДТНЭ – 25000/110 – 67 с номинальным напряжением обмоток:

ВН – 115 кВ

СН – 27,5 кВ (тяговая)

НН – 11 кВ

В нормальном режиме работы находится один трансформатор, второй находится в «горячем» резерве.

Понижающие трансформаторы присоединены к вводам №1 и №2 через разъединители (РЛ-110; РШ-110); быстродействующие отделители (ШОД-110), дополненные короткозамыкателями (КЗ-110), в цепи заземления которых включены трансформаторы тока (ТТ). Рабочая перемычка, соединяющая вводы №1 и №2, состоит из выключателя (СМВ-110) со встроенными трансформаторами тока (ТВ) и разъединителей (СР-110). Ремонтная перемычка выполнена разъединителями (ОР) с трансформаторами тока (ТТ). Трансформаторы напряжения (ТН-110) предназначены для подключения релейной защиты. Так же в РУ-110 кВ имеются разрядники, для защиты понижающих трансформаторов со стороны 110; 27,5 и 10 кВ.

Распределительное устройство тягового напряжения переменного тока 27,5 кВ на подстанции «Руденск» состоит из двух секций, соединенных двумя последовательно расположенными секционными разъединителями (СР-27,5), для резервирования ячеек фидеров контактной сети (ФКС) предусмотрена запасная шина и ячейка запасного выключателя. К каждой секции 27,5 кВ подключены: трансформаторы собственных нужд (ТСН), трансформаторы напряжения (ТН) и тока (ТТ), разрядники (РВ). От шин 27,5 кВ отходят четыре фидера контактной сети, по два на каждую секцию шин, два фидера ДПР. ОРУ – 27,5 кВ соединено с понижающими трансформаторами вводными выключателями.

Питание собственных нужд переменного тока подстанции осуществляется от двух ТСН, мощностью 400 кВ·А, один из которых находится в постоянном автоматическом резерве, т.е. на АВР. К шинам собственных нужд подключён повышающий трансформатор ТМГ-160/6/0,4, от которого получают питание (через КРУН СЦБ) линия автоблокировки.

Питание собственных нужд постоянного тока на подстанции осуществляется от аккумуляторной батареи, рабочим напряжением 110 В.

Электроснабжение районных потребителей осуществляется от РУ-10 кВ, состоящее из двух камер типа КРУН.

 

1.2. Оценка технического состояния распределительных устройств

 

Тяговая подстанция «Руденск» функционирует с 1970 года. За это время на ОРУ-110 кВ были заменены все изоляторы и токоведущие части.

В 1998-99 гг был выполнен капитальный (средний) ремонт понижающих трансформаторов. С целью выявления возникновения дефектов в активной части трансформатора на ранней стадии развития, применяется анализ растворенных газов в масле с помощью хроматографии. По этим данным, на сегодняшний момент трансформаторы ПТ-1 и ПТ-2 находятся в удовлетворительном состоянии.

Представим необходимые для оценки технического состояния ОРУ-110 кВ данные в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Место расположения. Тип аппарата		Год выпуска/ год установки		Нормативные сроки обслуживания		Техническое состояние	Выводы о необходимости замены
Разъединители
Рабочая и ремонтная перемычки, ввод №№ 1,2. РНДЗ – 110/630	1969/1970		Текущий ремонт 1 раз в год		Износ подвижных частей. Превышен нормативный срок эксплуатации			Требуется замена
Трансформаторы напряжения
Ввод №№ 1,2. НКФ-110 У1	2000/2002		Текущий ремонт 1 раз в 4 года с отбором проб масла		Замечаний нет			Замена не требуется

Оценка технического состояния ОРУ–110 кВ

 

 

Продолжение таблицы 1.1

Место расположения. Тип аппарата		Год выпуска/ год установки		Нормативные сроки обслуживания		Техническое состояние	Выводы о необходимости замены
Высоковольтные выключатели
Рабочая перемычка. МКП – 110М	1969/1970		Текущий ремонт с заменой масла 1 раз в год		Превышен нормативный срок эксплуатации			Требуется замена
Трансформаторы тока
Ремонтная перемычка. ТОЛ-110-600/5 УХЛ1	2005/2007		─		Замечаний  нет			Замена не требуется
Разрядники
Ввод №№ 1,2. РВС-110К	1969/1970		Текущий ремонт 1 раз в год		Превышен нормативный срок эксплуатации			Требуется замена
Отделители
Ввод №№ 1,2. ОДЗ-1-110/630	1969/1970		Текущий ремонт 1 раз в год		Износ подвижных частей. Превышен нормативный срок эксплуатации			Требуется замена

 

Окончание таблицы 1.1

Место расположения. Тип аппарата		Год выпуска/ год установки		Нормативные сроки обслуживания		Техническое состояние	Выводы о необходимости замены
Короткозамыкатели
Ввод №№ 1,2. КЗ-110М	1969/1970		Текущий ремонт 1 раз в год		Превышен нормативный срок эксплуатации			Требуется замена

 

На тяговом блоке РУ-27,5 кВ была произведена замена трансформаторов собственных нужд, также были выполнены замены некоторых коммутационных аппаратов, но эти замены были незначительные. Выключатели на вводах и на фидерах 27,5 кВ не менялись. Срок эксплуатации трансформаторов тока и напряжения превысил их нормативные сроки эксплуатации.

По аналогии с ОРУ-110 кВ, представим необходимые для оценки технического состояния ОРУ-27,5 кВ данные в таблице 1.2