Infrastruktura zasilania elektrycznego została zaprojektowana tak, aby obsługiwać konsumentów bezpośrednio ze źródeł energii. Te ostatnie mogą być autonomicznymi generatorami lub kompletnymi elektrowniami termicznymi, hydrologicznymi i jądrowymi. Jednocześnie sieci szkieletowe są rzadko wykorzystywane do zasilania konsumentów końcowych. Dystrybucja energii służy do zasilania węzłów transportowych podstacją trakcyjną o charakterystyce odpowiedniej dla konkretnego obiektu.
Urządzenie podstacji
Wsparcie techniczne podstacji w większości przypadków koncentruje się na odbiorze energii elektrycznej rzędu 110–220 kV. Istnieją również instalacje małej mocy przeznaczone do sieci o napięciu 35 kV. W zależności od potencjału mogą mieć od 2 do 6 punktów wejścia - są to małe ślepe zaułki wchodzące w skład jednego kompleksu. Za dystrybucję energii odpowiedzialne są transformatory obniżające napięcie i przekształtniki. Ponadto urządzenia dystrybucyjne nie muszą być odpowiedzialne za dostarczanie energii odbiorcom. Niektóre z nich działają w celu utrzymania przepustowości lokalnych obiektów. Ponadto podstacje trakcyjne urządzenia zapewniają obecność falowników i prostowników. Ich zadania sprowadzają się do korygowania prądu na potrzeby konkretnego konsumenta. Mogą również zapewniać powrót do ogólnej sieci energetycznej, która powstaje w wyniku hamowania odzyskowego linii lokalnej. Aby zapewnić komunikację infrastruktury dystrybucyjnej podstacji z instalacjami odbiorczymi, stosuje się instalacje zasilające.
Odmiany
Jedna z podstawowych klasyfikacji obejmuje rozdzielenie podstacji metodą podłączenia do głównej linii zasilającej. W szczególności rozróżnia się obiekty węzłowe, końcowe i pośrednie. Węzły wspierają odbiór i dystrybucję energii przez trzy kanały w zakresie 110–220 kV. Mogą również działać jako źródło prądu dla innych stacji trakcyjnych. Obiekty końcowe pracują z dwiema liniami, a obiekty pośrednie są zaprojektowane do łączenia podzielonego obwodu - między źródłem energii i tą samą podstacją. Zgodnie z systemem trakcji elektrycznej stacje prądu stałego i przemiennego są alokowane. Różnice między nimi polegają na tym, że podstacja trakcyjna prądu stałego jest koniecznie wyposażona w urządzenia dystrybucyjne. Instalacje pracujące z prądem przemiennym obsługują sieci o napięciu około 27 kV i mogą być instalowane od siebie w odległości do 50 km.
Zastosowania podstacji
Głównym kierunkiem wykorzystania podstacji rozdzielczej trakcji jest zelektryfikowany transport i powiązana infrastruktura. Głównymi źródłami takiego zaopatrzenia w energię są stacje dystrybuujące prąd stały. Są instalowane wzdłuż linii transportowych i dostarczają energię do lokomotyw elektrycznych, trolejbusów, tramwajów i kompleksów kolejowych. Z kolei podstacje trakcyjne prądu przemiennego są częściej wykorzystywane do obsługi telemechaniki i automatyki, która jest częścią tej samej infrastruktury. Mogą to być na przykład strzałki sygnalizacyjne, sygnalizacja świetlna i linie komunikacyjne. Nie oznacza to, że mniej odpowiedzialne zadanie leży na stacji AC. Pod względem potencjału mocy tracą analogi z prądem stałym, ale ich potencjał energetyczny jest bardziej stabilny i odporny na obciążenia.
Podstacje dla kolei
Większość tego typu obiektów obsługuje koleje. Służą do dystrybucji, transformacji i bezpośredniego zaopatrzenia w energię taboru elektrycznego i odbiorców innych niż kolej. Instalacje do dystrybucji prądu stałego są montowane wzdłuż linii w odległości około 10-15 km. Interwał ten może się różnić w zależności od zatłoczenia ścieżek i ich miejsca docelowego. Zewnętrzne sieci trunkingowe działają również jako źródło energii, po czym energia jest kierowana do transformatora. Następnie następuje etap konwersji, po którym energia elektryczna jest wysyłana do sieci kontaktowej. Należy zauważyć, że podstacja trakcyjna kolei charakteryzuje się dużą ilością energii hamowania odzyskowego. Oznacza to, że należy zorganizować środki techniczne, które będą w stanie stabilnie przenosić energię z powrotem na główne linie. Falowniki wykonują to zadanie - z reguły poprzez przełączniki sieci kontaktów w trybie automatycznym.
Kompletne wyposażenie
Oprócz głównego elektrycznego wypełnienia w postaci przetworników, prostowników i innych urządzeń obsługujących sieć styków, podstacje są uzupełnione o wyposażenie ochronne i przeciwpożarowe. Ponadto fundusze te są wymagane nie tylko na lokalne utrzymanie funkcji ochronnych, ale także na zapewnienie możliwości udzielania pierwszej pomocy medycznej. Sprzęt ochronny podstacji trakcyjnych może obejmować urządzenia przekaźnikowe, wyłączniki, sprzęt sygnalizacyjny itp. Czujniki są stosowane w konstrukcji nowoczesnych podstacji, które rejestrują fakty przeciążeń, przegrzania i awarii poszczególnych segmentów telemechaniki.
Działanie podstacji
Podstacje można kontrolować na kilka sposobów. Nowoczesne obiekty tego typu są obsługiwane przez zdalne sterowanie lub za pomocą zautomatyzowanego sprzętu. Stosowana jest również tradycyjna metoda kontroli przez personel. Ta metoda zarządzania jest często stosowana na małych stacjach w małych miastach - ze względu na niemożność zorganizowania zautomatyzowanego wsparcia. Jednak duże obszary metropolitalne mogą być również wyposażone w podstację trakcyjną z bezpośrednim serwisowaniem przez personel ze względu na ryzyko ich awaryjnego wyłączenia. W celu zwiększenia niezawodności stosuje się połączony schemat sterowania, w którym zaangażowane są zarówno zautomatyzowane środki ze zdalnym sterowaniem, jak i personel. W takim przypadku wszystkie procesy są monitorowane przez przełożonego, który podejmuje działania niezależnie od automatyzacji w sytuacjach awaryjnych.
Instrukcje konserwacji podstacji
Konserwacja przeprowadzana jest zgodnie z harmonogramem rutynowej kontroli przeznaczonej dla określonego obiektu. Typowy zestaw środków zawartych w programie konserwacji obejmuje przegląd sprzętu, testy, drobne rozwiązywanie problemów i identyfikację obszarów problemowych, które zostaną zbadane bardziej szczegółowo podczas planowanej naprawy. W perspektywie długoterminowej dziennik prowadzony jest w ramach rozliczania stanu urządzeń, w którym rejestrowana jest dynamika wyników kontroli. Bez wątpienia podczas konserwacji zapobiegawczej podstacje transformatora trakcyjnego są czyszczone z zanieczyszczeń, materiały eksploatacyjne są aktualizowane w niektórych obszarach i instalowane są bardziej nowoczesne urządzenia.
Prace naprawcze
W momencie przeglądu osoba odpowiedzialna otrzymuje dokument wskazujący wyniki poprzednich testów. Na podstawie swojej analizy inżynier wyciąga wnioski wskazując obszary problemowe, w których będą przeprowadzane operacje naprawcze. Na poziomie podstawowym połączenia śrubowe, stykowe i spawane są aktualizowane. Podczas bieżącej naprawy łączniki są przywracane, eliminowane są pęknięcia w izolacji, a uszczelnienia i połączenia są wzmacniane. W skrajnych przypadkach podstacja trakcyjna może zostać poddana przebudowie wraz z wymianą głównego wyposażenia. Zazwyczaj takie zdarzenia są przeprowadzane po zmianie parametrów sieci, gdy wartości napięcia rosną lub spadają. Modernizacja jest również szeroko rozpowszechniona w ramach rozszerzenia zakresu zadań stacji.
