Отчёт. Челябинский институт путей сообщения
 Скачать 1.9 Mb.
|
|
Устройства электроснабжения и электромеханическое хозяйство Устройства электроснабжения. Четкая работа метрополитенов зависит от бесперебойного и качественного снабжения электроэнергией. Поэтому надежность работы устройств электроснабжения, а также совершенствование их обслуживания являются одной из важнейших задач метрополитенов страны. За последние годы на метрополитенах выполнены значительные работы по замене масляных трансформаторов на сухие с кремнийорганической изоляцией, масляных высоковольтных выключателей на электромагнитные. Некоторые линии метрополитенов оборудованы электронной защитой тяговых сетей. Для сокращения обслуживающего персонала устройств электроснабжения и облегчения оперативного управления ими на большинстве линий метрополитенов введены устройства телемеханики на тяговых подстанциях. На Московском и Ташкентском метрополитенах — система ТЭМ-74, на Ленинградском и Киевском — ВРТФ-3, на Харьковском и Минском — «Лисна». Широкое развитие получили устройства диагностики в хозяйствах электроснабжения служб электроподстанций и сетей Московского, Харьковского и Киевского метрополитенов. Ведущими направлениями совершенствования энергетического хозяйства являются: автоматизация и телемеханизация основных операций; внедрение новых преобразовательных и коммутационных аппаратов с более высокими технико-экономическими показателями; совершенствование средств профилактики и диагностики; внедрение новых методов и форм технической эксплуатации устройств; усиление устройств электроснабжения и кабельных сетей. Для повышения надежности электроснабжения и пожарной безопасности ведется также замена маслонаполненного оборудования на безмасляное. Так внедряются сухие тяговые трансформаторы типа ТСЗП-1600/10 взамен ТМП-3200/10, трансформаторы СЦБ типа ТСЗК-63/10 взамен масляных ТМ-30/10; устанавливаются высоковольтные электромагнитные выключатели типа ВЭМ и вакуумные выключатели. В большой степени надежность электроснабжения зависит от безотказной работы устройств автоматики и телемеханики. Энергетиками метрополитенов накоплен большой опыт эксплуатации этих устройств. Сегодня на метрополитенах эксплуатируется несколько типов телемеханики, в том числе специально спроектированная для метрополитена система ТЭМ-74. На Ташкентском метрополитене накоплен полезный опыт эксплуатации в одинаковых условиях двух систем телемеханики — «Лисна» и ТЭМ-74, который сегодня позволяет сделать выводы о преимуществах и недостатках обеих систем. На Тбилисском метрополитене впервые применена промышленная система ТМ-310, эксплуатация которой дала положительные результаты. ВНИИЖТом разработана система телеуправления устройствами электроснабжения метрополитена на интегральных схемах. Сейчас эта система испытывается на Серпуховском радиусе Московского метрополитена. Широко распространяется передовой опыт энергетических служб. Так, для увеличения ночного «окна» и повышения безопасности работ в тоннелях, рационализаторами Московского метрополитена был предложен новый порядок заземления контактного рельса и допуска людей в тоннель. Этот порядок рекомендован для внедрения на всех метрополитенах. Предложенная система творчески усовершенствуется применительно к условиям работы конкретных участков. Ленинградцы применили новую схему управления заземлителями: вместо разъединителя с приводом типа ПДМ установили розеточный контакт масляного выключателя ВМГ-133 в комплекте с линейным двигателем типа ЛДЦК-16, что позволило разместить заземлитель в ячейке запасного автомата или резервного фидера. На Киевском метрополитене в качестве привода заземляющих разъединителей контактной сети применили линейный двигатель типа ЛДЦК-16-17. В целях совершенствования работы по рациональному расходу электрической энергии впервые в Ленинграде была внедрена система ее автоматизированного учета типа ИИСЭ. Сейчас эта система внедрена в Москве, Киеве, Баку и готовится к внедрению на других метрополитенах. На Харьковском и Ленинградском метрополитенах смонтирована уже третья модификация этой системы (ИИСЭ-3). Новаторами Московского метрополитена разработан метод диагностики силовых полупроводниковых кремниевых вентилей, который позволяет выявить их предпробойное состояние. Этот метод нашел широкое применение и на других метрополитенах. В целях повышения надежности работы тяговой сети при опробовании нового подвижного состава на Московском метрополитене разработана и внедрена электронная система защиты тяговой сети от токов короткого замыкания. Испытаны и внедрены в эксплуатацию приборы контроля изоляции ПКСИ, позволяющие оперативно с наименьшими затратами обнаружить поврежденный участок сети. Рационализаторами разработан и смонтирован специальный калибровочный стенд для испытания низковольтных автоматических выключателей. Специалистами Ленметрополитена в содружестве с учеными ЛИИЖТа разработан и внедрен силовой кремниевый выпрямитель на диодах В-1600 с воздушно-испарительным охлаждением. Число диодов сокращено до 48, что значительно облегчило обслуживание выпрямителя. По предложениям новаторов разработана и внедрена также новая система организации труда на участке по ремонту, наладке и проверке воздушных автоматических выключателей, которая позволяет обеспечить селективность защиты в низковольтных сетях и сократить эксплуатационные расходы. На ряде станций внедрена система автоматического программного управления освещением станций и вестибюлей с применением фотореле и реле времени, что снижает расходы электроэнергии. На Киевском метрополитене проводится большая работа по совершенствованию тяговой сети. Здесь модернизирована схема управления быстродействующими выключателями, усилена ошиновка силовой цепи, производится замена концевых выключателей на более совершенные, разработан и изготовлен прибор для экспресс-контроля параметров вентилей типа ВЛ-200. На Харьковском метрополитене разработан и внедрен стенд диагностики реле автоматики, универсальные переносные устройства для проверки параметров реле высоковольтных выключателей ВАБ-42 и ВАБ-43. Освещение на метрополитенах является важной составной частью культуры обслуживания пассажиров, поэтому вопросам освещения также постоянно уделяется большое внимание. На станциях первых очередей строительства проводится реконструкция систем освещения с учетом современных повышенных требований к освещенности станций, вестибюлей, экономичности осветительных установок и удобства их обслуживания. Проведено комплексное обследование всех станций метрополитенов, даны рекомендации по совершенствованию осветительных устройств с более широким использованием люминесцентных ламп. В связи с повышением нагрузок в условиях возрастающей интенсивности движения поездов и увеличения мощности тяговых электродвигателей вагонов на 60% в настоящее время начато внедрение трансформаторов мощностью 1600 кВ-А с термореактивной изоляцией и мощностью 2500 кВ-А с литой изоляцией. Непрерывно ведется работа по совершенствованию ведомственного энергонадзора. Созданы комиссии по рациональному потреблению электроэнергии, работают общественные инспектора и инициативные группы контроля. Разрабатываются организационно-технические мероприятия по экономии электроэнергии. Большой опыт в этой области накоплен на Ленинградском метрополитене, где данная работа проводится систематически; разработаны нормативные документы, регламентирующие эту работу, определены конкретные исполнители, сроки отчетности, меры поощрения. Совершенствование схем внутреннего энергоснабжения метрополитенов, позволяющее обеспечить их нормальное функционирование при кратковременных отказах в работе питающих подстанций Минэнерго, ведется на Харьковском метрополитене. Здесь разработана и внедрена схема автоматического восстановления питания на шинах 825 В. В Ташкенте внедрена схема защиты от пробоя вентилей, что исключило влияние колебаний напряжения на тяговую сеть. В Баку с целью усиления устройств электроснабжения установлены дополнительные вводы на тяговые подстанции. Разработан комплекс аналогичных мероприятий и на Московском метрополитене. Учебными и научно-исследовательскими институтами ведется ряд работ по совершенствованию системы электроснабжения метрополитенов. ВНИИЖТом разработана система автоматизированного проектирования и расчета системы электроснабжения метрополитенов, учитывающей условия эксплуатации. Московским институтом инженеров транспорта (МИИТ) совместно с Московским метрополитеном проведены теоретические и экспериментальные исследования по реализации энергии рекуперации. ВНИИЖТом ведутся исследования по совершенствованию и усилению устройств энергоснабжения, необходимые для эксплуатации нового подвижного состава — вагонов типа 81-720, 81-721. Вентиляция. Одной из основных задач вентиляции является удаление тепла, выделяемого электропоездами и различными машинами и механизмами. Избыток тепла поглощается окружающей средой и может создавать в тоннелях и на станциях повышенный тепловой эффект. Во избежание этого с помощью вентиляции воздух в течение часа заменяется 3-5 раз. Только в Московском метрополитене вентиляционные установки перерабатывают более 55 млн. м³ воздуха в час. На перегонах и станциях установлены специальные шахты, через которые осуществляется вентиляция. На некоторых метрополитенах применяется естественное проветривание за счет поршневого эффекта при движении поездов в тоннеле и разницы температур между наружным и внутренним воздухом. Однако этот способ несмотря на кажущуюся простоту не обеспечивает нужного эффекта. Наиболее эффективным оказался вариант применения искусственной приточно-вытяжной вентиляции. В этом случае в шахтах устанавливаются мощные вентиляторы, что при большем вентиляционном эффекте требует меньшего числа шахт, чем при естественной вентиляции. В летний период воздух через станционные шахты забирается с поверхности и удаляется через тоннельные шахты. Это позволяет поддерживать относительно невысокую температуру на станциях. В холодный период, наоборот, воздух подается с поверхности через тоннельные шахты, подогревается за счет тепла, выделяемого электропоездами, оборудованием, трубопроводами, подается на станции более теплым и удаляется через станционные шахты. На поверхности земли устанавливают специальные киоски для вентиляции. Их располагают в местах с чистым воздухом, в зеленых зонах. Через киоски воздух забирается по стволу шахты и вентиляторами подается в метрополитен. Как правило, в шахте устанавливают два вентилятора с диаметром рабочего колеса 2-2,5 м и производительностью 250 тыс. м³/ч. Вентиляторы могут работать как для подачи, так и откачки воздуха в зависимости от наружной температуры. В СССР применяются вентиляторы конструкции ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт). Управление вентиляцией осуществляется из центрального диспетчерского пункта. Все служебные помещения метрополитена оборудованы устройствами вентиляции. Только на Московском метрополитене насчитывается более 3100 систем местной вентиляции. Состояние воздушной среды постоянно контролируется с помощью психрометров, которые установлены на станциях и в тоннелях. Однако данную систему вентиляции постепенно автоматизируют. В местах контроля состояния воздушной среды устанавливают специальные датчики, которые с помощью телеметрической аппаратуры, цифровых приборов и телетайпа передают информацию о температуре и влажности воздуха диспетчеру и на ЭВМ. Телемеханические устройства позволяют полностью автоматизировать процесс воздухообеспечения метрополитена. Это сокращает трудовые затраты, повышает оперативность и четкость в решении вопросов вентиляции и обеспечивает постоянный тепловой и воздушный режим. Водоснабжение. Подземные сооружения метрополитенов оборудуются объединенной системой водоснабжения, которая обеспечивает хозяйственно-питьевые (обмывка тоннелей, влажная уборка станций, обеспечение водой душевых, умывальников, санузлов), технологические (водяное охлаждение воздуха для вентиляции и пр.) и противопожарные нужды. Основным источником водоснабжения служит городская водопроводная сеть. На станциях установлены специальные водопроводные вводы, имеющие автоматические устройства учета расхода воды. Водомерный узел оборудован водомером и резервной линией водоснабжения. Последняя имеет нормально закрытую задвижку с электроприводом и электроизолирующими фланцами, входную задвижку с электроприводом и обратным клапаном на вводе, что исключает возвратное поступление воды из труб метрополитена в городскую водопроводную сеть. Наибольший расход воды приходится на обмывку станций и тоннелей (рис. 28). Стационарным водопроводом оборудованы также каналы и стволы вентиляционных шахт для их промывки. На большинстве станций смонтированы два ввода от различных разводящих труб городской сети диаметром 100 мм, которые расположены в разных концах станции. Между ними проложены специальные соединительные линии, образующие тем самым кольцевую систему водоснабжения станции и прилегающих перегонов. Такая система повышает надежность работы и обеспечивает бесперебойное снабжение метрополитена водой. От вводов вдоль тоннелей и станций (под платформой) идут магистральные линии водопровода с ответвлениями к пожарным кранам и другим водоразборным точкам. Для технологических целей предусматриваются специальные водозаборные скважины. Для обеспечения электроизоляции водопроводную магистраль в тоннеле прокладывают, как правило, на стороне, противоположной контактному рельсу. Через каждые 500 м и у концов станций устанавливают магистральные задвижки, которые выполняют роль ограничивающего механизма для перекрытия воды в необходимых случаях (авариях, ремонтных работах и т. п.). Вестибюли, станции и переходы метрополитенов оборудуют пожарными и поливочными кранами. Диаметр пожарных кранов — 50 мм, а длина пожарных рукавов — 20 м. Краны для увлажняющих работ в путевых тоннелях устанавливают через каждые 30 м, а в эскалаторных тоннелях и переходах — через каждые 20 м. Для набора воды моечными машинами и промывочными агрегатами установлены краны диаметром 50 мм через каждые 500 м на перегонах и в конце платформ на станциях. Дежурный по станции ознакомлен со схемой разводящей водопроводной сети своей станции, с тем чтобы в необходимых случаях лично принимать меры к предотвращению и ликвидации возможной аварии системы водоснабжения путем закрытия задвижки в магистральном трубопроводе. В этом случае дежурный по станции немедленно информирует поездного диспетчера о месте неисправности сети. Условный диаметр труб линий водопровода принимается для ввода от городского водопровода и для магистралей на станциях и тупиках — 100 мм, для магистралей в тоннелях — 80 мм. Для водопроводов метрополитенов применяются стальные бесшовные горячекатаные трубы, а для ответвлений — оцинкованные сварные трубы. При соответствующем технико-экономическом обосновании для отдельных участков магистралей, как исключение, предусматриваются трубы из низколегированной стали, обеспечивающие особо надежную работу водопроводных сетей. Водоотвод. в путевые тоннели метрополитенов вследствие несовершенства гидроизоляции обделок или ее неисправности могут просачиваться грунтовые воды. Иногда образуются местные остатки воды после мытья тоннелей, вестибюлей и переходов. Для сбора сточных вод и отвода их к специально спроектированным или естественным пониженным точкам трассы в тоннеле по оси пути (а в двухпутных тоннелях по оси междупутья) устраивают специальные лотки. Эти лотки на станциях и тоннелях имеют продольный уклон не менее 3%о и поперечный 2-3%о. В зависимости от конструкции пути лотки могут быть перекрыты железобетонными съемными плитами или выполнены в виде асбоцементных труб с устройством очистительных колодцев через каждые 20-25 м. Для отвода вод, образующихся на станциях, предусмотрена специальная канализация. При обмывке станционных залов и платформ вода сбрасывается в приемные трапы — дренажи, расположенные через каждые 15-20 м, а затем по чугунным трубам она стекает в дренажные лотки под платформами. По такому же принципу удаляется вода при промывке переходных коридоров, вестибюлей, кассовых залов и других станционных помещений. Для удаления воды, поступающей в водосборники по водоотводным лоткам и трубам, устраивают стационарные насосные водоотливные установки как транзитные, так и местные. Основные водоотливные насосные установки располагаются в пониженных местах линий и на станциях мелкого заложения, если установки принимают воду из перегонных тоннелей. Водоотливные установки размещаются в специальных камерах и соединяются с тоннелями соединительными линиями. Камеры разделены железобетонным перекрытием на два этажа. На нижнем этаже размещают водосборники емкостью 70 м3, на верхнем — устанавливают насосное оборудование. Основная водоотливная установка оборудуется тремя насосами, каждый из которых рассчитан на максимальный объем работы. Водосборники основных и транзитных водоотливных установок на линиях глубокого заложения имеют две камеры, служащие для непрерывной поочередной периодической очистки. Высший уровень воды в водосборнике должен быть не менее чем на 0,1 м ниже сливной трубы, а низший на 0,2 м выше фланца всасывающей сетки насоса. Для надежной работы основные водоотливные установки получают питание от двух независимых источников энергоснабжения. Установки оборудованы сигнализацией аварийного уровня. Транзитные водоотливные установки устанавливают между основными установками в тех случаях, когда из-за большого расстояния между ними трубы и лотки не могут пропустить всю собираемую для отвода воду. Транзитные установки служат для перехвата части воды и перекачки ее на поверхность. От основных установок они отличаются меньшей производительностью насосов и меньшими объемами водосборников (40 м3). Местные водоотливные установки располагают в пониженных местах, куда вода поступает самотеком. Из водосборника емкостью 4-7 м3 они перекачивают воду в лоток тоннеля. В тоннелях мелкого заложения сброс воды местными водоотливными установками осуществляется в городскую канализацию. Местные установки так же, как и транзитные, имеют два насоса. Все водоотливные установки метрополитенов работают в автоматическом режиме в зависимости от уровня воды в водосборнике, за которым «следит» автоматика. Устройства энергоснабжения, вентиляции, водоснабжения, канализации, теплоснабжения повсеместно переводятся на автоматическое управление, что значительно повышает их надежность и экономичность и, кроме того, создает возможность внедрения подсистемы АСУ-климат, которая будет автоматически формировать оптимальную воздушную среду в метрополитенах. |