System zasilania elektroener ...

Specyficzny system prowadzenia ruchu pociągów w metrze, charakteryzujący się dużą ilością pojazdów na linii - w większości w tunelach, wymag ...

Stacja Techniczno-Postojowa ...

Stacja Techniczno-Postojowa Kabaty położona jest na skraju Lasu Kabackiego, na południowym końcu linii metra. Zajmuje powierzchnię ponad 33 ...

Budowa metra głębokiego w Wa ...

W dniu 14 grudnia 1950 roku Rząd podjął Uchwałę o projektowaniu i budowie metra w Warszawie. Uchwała powołała do życia Biuro Projektów „Metr ...

Warszawskie metro - od konce ...

Pierwsze rozmowy na temat konieczności budowy metra w Warszawie sięgają lat dwudziestych obecnego wieku. Warszawa liczyła już wówczas ponad ...
Content Management Powered by UTF-8 CuteNews

essays online

Artykuły

System zasilania elektroenergetycznego w metrze

Specyficzny system prowadzenia ruchu pociągów w metrze, charakteryzujący się dużą ilością pojazdów na linii - w większości w tunelach, wymaga silnego i jednocześnie niezawodnego układu zasilania.

Podstawowymi elementami systemu zasilania w metrze są podstacje trakcyjno-energetyczne rozmieszczone na co drugiej (nieparzystej) stacji łącznie z AO (stacja techniczno-postojowa Kabaty) oraz A1, A3, A5, A7, A9, A11; podstacje energetyczne umieszczone są na stacjach parzystych tj. A2, A4, A6, A8, A10.

Zadaniem tych stacji jest przetworzenie napięcia przemiennego 15 kV na napięcie stałe 825 V potrzebne do zasilania trzeciej szyny oraz napięcie 380/220V potrzebne do zasilania potrzeb własnych stacji metra.

Urządzenia elektroenergetyczne I linii metra są zasilane napięciem 15 kV z rejonowych punktów zasilających (RPZ) energetyki zawodowej. Dwie linie kablowe wyprowadzone z różnych sekcji danego RPZ i przyłączone do różnych sekcji rozdzielnicy RSN 15 kV stanowią zasilanie podstacji trakcyj-no-energetycznych.

Jednosystemowa rozdzielnica RSN 15 kV (typ RD2 z wyłącznikami małoolejowymi SCI-4 na wózkach) podzielona jest na dwie sekcje z łącznikiem sekcyjnym wyposażonym w automatykę SZR. Niezależnie od zasilania podstacji trakcyjno-energetycznych z RPZ wzdłuż całej linii metra prowadzona jest linia kablowa 15 kV (pętla BHP), łącząca sekcję I i II rozdzielni 15 kV RSN kolejnych podstacji trakcyjno-energetycznych (patrz schemat). Linią tą można zasilić w sposób rezerwowy każdą podstację trakcyjno-energetyczną.


Rys. 1. Schemat zasilania I linii metra po stronie 15 kV.
Z rozdzielnicy 15 kV każdej podstacji trakcyjno-energe-tycznej zasilane są:
  • 2 (docelowo 3) zespoły prostownikowe o mocy 3200 kVA każdy,
  • 2 transformatory energetyczne o mocy 630 kVA każdy zainstalowane w danej podstacji trakcyjno-energetycznej,
  • 2 transformatory energetyczne o mocy 630 kVA każdy zainstalowane w sąsiednich podstacjach energetycznych (na stacjach metra o numerach parzystych).
Wszystkie transformatory wykonane są tzw. technologią suchą lub żywiczą - produkcji MEFTA Mikołów.

Obwody napięcia wyprostowanego
W skład każdego zespołu prostownikowego wchodzą:
  • 2 transformatory prostownikowe 3-fazowe o mocy 1600 kVA, przekładni 15750/665 V i grupach połączeń DdO i Yd11,
  • dwa zestawy diodowe w układzie mostka 3-fazowego typu D-17/0,8 o następujących parametrach: napięcie zasilania 3 x 665 V, prąd wyprostowany 1700 A, napięcie wyprostowane 825 V=.
Każdy z zespołów prostownikowych jest przekształtnikiem o 12-fazowej pulsacji. Uzyskuje się to poprzez zastosowanie w zespole prostownikowym transformatorów o różnych grupach połączeń tzn. Dd0 i Yd11.

Przekształtnik diodowy o 12-fazowej pulsacji napięcia wyprostowanego charakteryzuje się następującymi danymi:
  • napięcie znamionowe wyprostowane 825 V=,
  • prąd znamionowy wyprostowany 3200 A w III klasie przeciążenia 4800 A przez 2 minuty, 6400 A przez 10 sekund.
Biegun "+" każdego zespołu wyprowadzony jest do rozdzielnicy prądu stałego RPS. Biegun "-" wprowadzony jest do szafy kabli powrotnych (SKP), a stąd poprzez odłączniki i dławiki torowe kablami do szyn jezdnych.

Rozdzielnica prądu stałego RPS wykonana jest jako dwusekcyjna ze sprzęgłem odłącznikowym. Pola zasilaczy trakcyjnych są dwuczłonowe - w członach ruchomych zainstalowane są wyłączniki szybkie WSe w wykonaniu wysuwnym (na wózku) produkcji APENY.

Układ zasilania wagonów
Zasilanie wagonów metra zrealizowane jest za pomocą tzw. "trzeciej szyny", umieszczonej z boku toru (po lewej lub prawej stronie). Trzecia szyna jest sekcjonowana dla obu kierunków ruchu na stacjach pasażerskich z podstacjami trakcyjno-energetycznymi (nieparzystych).

Każda z sekcji trzeciej szyny zasilana jest dwustronnie z podstacji trakcyjno-energetycznych znajdujących się na obu krańcach danej sekcji. Zasilanie podstawowe każdej sekcji trzeciej szyny, jednego kierunku ruchu, stanowią dwa zasilacze trakcyjne wyprowadzone z rozdzielnic prądu stałego dwu kolejnych podstacji trakcyjno-energetycznych. W każdej takiej podstacji przewidziano dwa rezerwowe zasilacze trakcyjne. Można nimi zasilać każdą sekcję trzeciej szyny dowolnego kierunku. Do załączenia i odłączenia napięcia w trzeciej szynie służą odłączniki sieci trakcyjnej RST wyposażone w napęd silnikowy i umieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie trzeciej szyny.

Na skrzynkach z odłącznikami RST znajduje się sygnalizacja optyczna stanu położenia tych odłączników. Na każdej stacji pasażerskiej, na której znajdują się odłączniki RST, przewidziano możliwości uszynienia każdego odcinka trzeciej szyny za pomocą odłączników uszyniających SOU wyposażonych w napęd ręczny.

Zasilanie urządzeń nietrakcyjnych
Transformatory energetyczne każdej podstacji pracują na szyny rozdzielnicy 0,4 kV RGnn zasilającej odbiory siłowe i oświetleniowe danej stacji pasażerskiej i przyległych odcinków szlaku.

W metrze zainstalowano transformatory energetyczne o mocy 630 kVA każdy o przekładni 15,750/400 V, grupy połączeń DYn5. Rozdzielnice RGnn wykonane są jako jednosy-stemowe, podzielone na dwie sekcje ze sprzęgłem wyposażonym w automatykę SZR. Pola dopływów oraz łącznika sekcyjnego wyposażone są w wyłączniki typu DS zainstalowane na ruchomych członach. Pola odpływowe stanowią rozłączniki RB.

Z rozdzielni RGnn zasilane są odbiorniki zlokalizowane na stacjach oraz w tunelach. Do największych odbiorników należą wentylatory stacyjne, wentylatory szlakowe, klimatyzatory, pompy, grzejniki, zasuwy, gniazda jedno- i trójfazowe oraz oświetlenie itp.


Fot. 1. Rozdzielnia nn. R6nn.
Oświetlenie podstawowe pomieszczeń na stacjach, w których przewidziany jest stały pobyt ludzi, pomieszczeń z aparaturą kontrolno-pomiarowa, przejść podziemnych, hal peronowych wykonane jest oprawami fluorescencyjnymi. Obwody oświetlenia zasilane są z tablic oświetleniowych zlokalizowanych w pomieszczeniach dostępnych tylko dla personelu stacji. W skład oświetlenia podstawowego wchodzi oświetlenie awaryjne. Oprawy oświetlenia awaryjnego zasilane są z obwodów wyprowadzonych z oddzielnych rozdzielnic RGOA, które w przypadku zaniku napięcia na szynach RGnn zasilane są z przetwornicy tyrystorowej produkcji ABB typu P3 o mocy 30 kVA. Średni czas działania oświetlenia awaryjnego wynosi ok. 2 godziny w zależności od ilości załączonych obwodów oświetlenia awaryjnego.

Centrum dyspozytorskie
Na potrzeby sterowania i sygnalizacji urządzeń wykorzystuje się cztery wielkości napięć: 220 V=, 220 V~, 12 V do sterowania z tablicy dyspozytorskiej znajdującej się na każdej podstacji trakcyjno-energetycznej oraz 24 V= do zdalnego sterowania z Centralnej Dyspozytorni.

Mózgiem metra jest właśnie Centralna Dyspozytornia zlokalizowana przy końcowej stacji metra A11 Politechnika. Trzy podstawowe stanowiska dyspozytorskie kontrolują ruch pociągów, działanie urządzeń energetycznych oraz urządzeń sanitarnych i mechanicznych (wentylatorni, przepompowni, schodów ruchomych). Pracę urządzeń energetycznych nadzoruje dyspozytor energetyczny wyposażony w komputerowy system zdalnego sterowania SAUTER produkcji szwajcarskiej. System ten zbudowany jest w oparciu o układy mikroprocesorowe, kontroluje i zapewnia szybkie sterowanie wszystkimi urządzeniami energetycznymi i trakcyjnymi (wyłączniki, odłączniki itp.). Jednostka centralna systemu, zainstalowana w Centralnej Dyspozytorni Metra, zbiera informacje o stanie nadzorowanych urządzeń (stany położenia wyłączników, odłączników, wartości napięć i prądów, awarie) oraz dokonuje analizy tych danych, określając np.: prawdopodobną przyczynę wystąpienia stanu alarmowego i podając sposób postępowania w zaistniałej sytuacji.

Informacje nadchodzące z poszczególnych obiektów oraz polecenia wydawane przez dyspozytora przedstawione są na monitorze w postaci tekstowych list dialogowych lub w formie graficznej (schemat określonej grupy urządzeń). Praca wszystkich urządzeń (wszelkie zmiany i stany alarmowe) zapisywane są w historycznym banku danych i na bieżąco drukowane na włączonej przez cały czas drukarce.

Rozliczanie zużycia energii elektrycznej
Układ zasilania metra charakteryzują następujące dane:
  • średnie zużycie energii w miesiącu wynosi ok. 2 000 MWh,
  • moc zamówiona 12 600 MW,
  • średni koszt 1 kWh wynosi 0,16 zł.
W celu obniżenia kosztów energii elektrycznej dyrekcja metra podjęła próby stworzenia nowego sposobu rozliczania należności za energię elektryczną za pomocą jednego sumującego układu rozliczeniowego. Oparty byłby on na centralnym sumatorze zbierającym dane ze wszystkich 14 przyłączy, jakimi jest zasilane metro.

Autor: mgr inż. Piotr Ber

Wróć do spisu artykułów

© 2001-2011 Piotr Pietrzak

Niniejsza strona internetowa jest serwisem informacyjnym na temat Metra Warszawskiego. Jest to najstarsza strona o tematyce "metrowskiej" w polskim internecie, której założenie datuje się na połowę 2001 roku. Nie jest oficjalną stroną firmy Metro Warszawskie Sp. z o.o. Autor strony nie pracuje dla metra w Warszawie. W celu skontaktowania się z władzami Metra Warszawskiego należ udać się na oficjalną stronę spółki.