Einliniendiagramm des Umspannwerks
In städtischen Gebieten erhalten Umspannwerke Strom von der Einspeisezentrale, normalerweise über Kabelverschraubungen. Über Leitungstrennschalter, Hochspannungsschalter, Stromwandler und Bus-zu-Bus-Trennschalter wird dreiphasiger Wechselstrom von 6 oder 10 kV über die Eingänge zugeführt Verteilungsgeräte 6- oder 10-kV-Umspannwerke. Der Strom von den Sammelschienen wird auf Umrichterblöcke und Hilfstransformatoren verteilt.
Strom- und Spannungswandler werden in Schaltanlagen 6-10 kV zur Stromversorgung von Messgeräten, Relaisschutz und Messgeräten eingebaut. Die meisten Spannungswandler werden nach den Leitungstrennschaltern direkt an die Durchführungen angeschlossen. Dieser Anschluss ermöglicht eine ständige Überwachung der Versorgungskabelspannung auch bei ausgeschaltetem Hochspannungsschalter. Der Spannungswandler ist durch Sicherungen geschützt.
Busse sind Doppel- und Einzelbusse. In Umspannwerken für Straßenbahnen und Oberleitungsbusse werden üblicherweise einzelne Sammelschienen verwendet, die durch Trennschalter in zwei oder drei Abschnitte unterteilt sind.
Der Umrichterblock besteht aus einem Leistungstransformator, an dessen Sekundärwicklung die Gleichrichteranoden angeschlossen sind. Die Primärwicklung des Leistungstransformators ist über einen Trennschalter, einen Hochspannungsschalter und Stromwandler mit den 6- oder 10-kV-Sammelschienen verbunden.
Gleichrichterstrom von der Kathode des Gleichrichters fließt durch den automatischen Hochgeschwindigkeits-Shunt-Schalter und -Trennschalter zum positiven Hauptbus des Umspannwerks.
Der Minuspol des Gleichrichterblocks ist der Mittelpunkt der Gleichrichterdrossel, der die Sternpunkte der beiden Umkehrsterne der Sekundärwicklung des Leistungstransformators verbindet. Der Mittelpunkt der Ausgleichsdrossel ist über einen Trennschalter mit der Minusschiene des Umspannwerks verbunden.
Von der positiven Sammelschiene über Sammelschienentrennschalter, Leitungsunterbrecher, Nebenschluss- und Ersatzsammelschienenschalter und die 600 Versorgungskabel gelangt der gleichgerichtete Strom in die Oberleitung der Straßenbahn- und Oberleitungsbuslinien. Der Stromkreis wird über die Energieausrüstung des Fahrzeugs, Schienen und Erdungs- oder Minusleiter, Saugkabel und Trennschalter zur Minusschiene des Umspannwerks geschlossen.
In der 600-V-Stromschaltanlage ist außerdem ein Ersatz-Plusbus mit einem Ersatzschalter installiert, der die Prüfung und den vorübergehenden Austausch jedes einzelnen Leitungsschalters ermöglicht, ohne die Leitung abzuschalten und die Last zur oder von der benachbarten Umspannstation zu verlagern.
Reis. 1. Einliniendiagramm eines Umspannwerks
Einzelne Umspannwerke arbeiten in einem dezentralen Freileitungssystem.In einem solchen System speist jedes einzelne Umspannwerk zwei Abschnitte des Fahrleitungsnetzes, und am Traktionsunterwerk ist ein Streckentrenner im Netz installiert. Jeder Abschnitt des Kontaktnetzes wird parallel von zwei benachbarten Umspannwerken gespeist (Abb. 2). Von der Umspannstation gibt es zwei positive Stromkabel und zwei negative Saugkabel. Die positiven Stromkabel sind durch Hochgeschwindigkeits-Leistungsschalter geschützt.
Bei Ausfall einer einzelnen Umspannstation im dezentralen Energiesystem wird diese vollständig von benachbarten Umspannstationen entlastet. In diesem Fall verfügt jedes Umspannwerk über einen Abschnittsschalter, der sich automatisch einschaltet, wenn die Leitungsschalter, die beide von diesem Umspannwerk gespeisten Abschnitte verbinden, ausgeschaltet werden, um eine parallele Einspeisung der Freileitung von den benachbarten Umspannwerken, die weiterhin in Betrieb bleiben, aufrechtzuerhalten.
Reis. 2. Einspeisestromkreise des Kontaktnetzes von einzelnen Umspannwerken
Ein oder zwei Hilfstransformatoren, die über Trennschalter und Sicherungen an 6- oder 10-kV-Wechselstrom-Sammelschienen angeschlossen sind, werden installiert, um die Hilfsbedarfsnutzer des Umspannwerks zu versorgen. Um die kritischsten Benutzer im Notfallbetrieb mit ihren eigenen Bedürfnissen zu versorgen, organisieren sie Ersatzeingänge mit dreiphasigem Wechselstrom mit einer Leistung von 5-10 kW und einer Spannung von 220 V aus einer anwesenheitsunabhängigen Quelle der Spannung an den Bussen bei 6 oder 10 kV im Umspannwerk.
Wenn die 6-10-kV-Durchführungen des Umspannwerks in Reihe geschaltet sind und es nicht möglich ist, eine 220-V-Ersatzdurchführung zu platzieren, werden im Umspannwerk zwei Hilfstransformatoren installiert, von denen einer wie üblich an die 6-10-kV-Durchführung angeschlossen ist Sammelschienen und ist ein Arbeitstransformator, und der andere zum Reserveeingang 6-10 kV vor dem Schalter anstelle des Messspannungstransformators und dient als Reserve zur Eigenversorgung der Verbraucher bei Spannungsausfall am Eingang, während es die Funktionen eines Spannungstransformators zur Steuerung der Backup-Eingangsspannung übernimmt.
In diesem Fall wird der Spannungswandler an die 6-10-kV-Sammelschienen zur Versorgung der Mess- und Messgeräte angeschlossen. Um den Stromverbrauch des an den Backup-Eingang angeschlossenen Transformators zu berücksichtigen, sind auf diesem separate Messgeräte installiert.
Umspannwerke werden gemäß den geltenden Vorschriften geplant, gebaut und betrieben, die für alle diese Geräte verbindlich sind. Die wichtigsten sind „Regeln für elektrische Anlagen“, „Regeln für den technischen Betrieb von elektrischen Verbraucheranlagen und Sicherheitsregeln für den Betrieb von elektrischen Verbraucheranlagen“ sowie Anweisungen und Regeln der für das Umspannwerk zuständigen Organisation.