Электроснабжение электрифицированных железных дорог - Собственные нужды тяговых подстанций

Цепи собственных нужд состоят из трансформаторов собственных нужд (ТСН), распределительного устройства и распределительных сетей, аккумуляторной батареи 110 или 220 В и ее зарядного устройства. Они предназначены для питания нагрузок подстанции и вспомогательных устройств агрегатов.
На подстанциях устанавливают два трансформатора ТСН мощностью 100—400 кВ-A со вторичным напряжением 230/133 или 400/230 В. Их подключают к системам шин 6 и 10 кВ или 35 кВ на подстанциях постоянного тока и к шинам 27,5 кВ на подстанциях переменного тока (см. рис. 23 и 24). От шин переменного тока, разделенных на две секции (рис. 59), получают питание ВЛ СЦБ, силовая нагрузка подстанции, цепи собственных нужд агрегатов, освещение подстанции, зарядный и подзарядный агрегаты аккумуляторной батареи и другие потребители. Иногда от этих же шин питается жилой дом работников подстанции и дистанции контактной сети.
Шины постоянного тока 110 В разделены на три секции и получают питание от аккумуляторной батареи и подзарядного устройства. От этих шин напряжение подается на включающие и отключающие электромагниты приводов выключателей, включающие и держащие катушки БВ, цепи управления и сигнализации, а также цепи аварийного освещения. Аварийное освещение предусматривается в машинном зале, в помещениях щита управления, аккумуляторной и РУ. Контроль изоляции шин постоянного тока осуществляется двумя вольтметрами.
На вводах трансформаторов ТСН, на ВЛ СЦБ и линиях других потребителей производится учет энергии. В случае повреждения рабочего ТСН предусматривается автоматическое включение резервного.

Рис. 59. Схема питания собственных нужд тяговой подстанции
Аккумуляторную батарею напряжением 110 В комплектуют из свинцовых аккумуляторов С и СК (стационарные, кратковременного разряда). При эксплуатации аккумуляторной батареи принимают режим постоянного подзаряда, при котором батарея, подзарядный двигатель — генератор или выпрямительная установка работают параллельно на шины 110 В. Постоянные нагрузки полностью обеспечиваются подзарядным устройством. Аккумуляторная же батарея воспринимает на себя большую толчковую нагрузку: включение масляных и быстродействующих выключателей (80—450 А). В таком режиме работы сульфатация пластин меньше, а срок службы батареи больше.
Для поддержания постоянного напряжения на шинах 110 В и возможности одновременно заряжать батарею применяют двойной элементный коммутатор. Разрядная рукоятка 1 (см. рис. 59) служит для присоединения дополнительных аккумуляторов при разряде, а зарядная рукоятка 2 — для подключения аккумуляторов при заряде. Выбор аккумуляторной батареи заключается в определении необходимого числа аккумуляторов в ней и ее емкости. Минимальное напряжение при разряде на аккумуляторе не должно быть меньше 1,83 В, в конце заряда оно достигает 2,7 В, устойчивое значение 2,2 В.
На подстанциях устанавливают аккумуляторную батарею при 110 В, состоящую из 66 аккумуляторов. Начиная с 46-го аккумулятора каждый имеет соединение с соответствующими пластинами элементного коммутатора. На подстанциях, где используют оперативный переменный ток, применяют батареи малой емкости — щелочные типа КН или кислотные АБН. Они работают в режиме постоянного подзаряда с выпрямительным устройством, а глубокий их подзаряд производят в мастерских участка энергоснабжения.
На тяговых подстанциях устанавливают дизель-генераторы мощностью 48—75 кВт, при выходе из строя ВЛ, питающих подстанцию, они обеспечивают напряжением 127—220 В устройства автоблокировки и собственные нужды подстанции.