Тяговые подстанции представляют собой электроустановки, предназначенные для электроснабжения электроподвижного состава, устройств сигнализации, централизации и блокировки, железнодорожных станций, узлов и других нетяговых потребителей.

В зависимости от системы электрической тяги тяговые подстанции делятся на подстанции переменного, постоянного и переменно-постоянного тока.

С учетом схемы питающей энергосистемы (внешнего электроснабжения) тяговые подстанции по назначению делятся на : опорные, промежуточные (транзитные и отпаечные), тупиковые; по уровню напряжения – 6; 10; 35; 110 или 220 кВ.

По конструктивному выполнению тяговые подстанции бывают закрытые, с открытыми распределительными устройствами, комплектные, модульные(рис 8. )

Рисунок 8. Тяговая подстанция

В зону обслуживания ремонтного персонала входят: территория и здания тяговой подстанции, фидерные и питающие трассы (кабельные и воздушные), путевые дроссель-трансформаторы и другие объекты.

При кустовом методе в зону обслуживания входят 2-3 тяговых подстанций, в соответствии с местными условиями – смежные с подстанциями посты секционирования и пункты параллельного соединения контактной сети.

Осмотры и ремонты оборудования выполняются оперативно- ремонтным персоналом тяговой подстанции и специализированными бригадами ремонтно-ревизионного участка.

Для квалифицированного и безопасного проведения ремонтных работ в устройствах электроснабжения разработаны карты технологических процессов. Границы рабочего места при производстве работ в электроустановках определяются нарядом или распоряжением.

Персонал, обслуживающий тяговые подстанции, должен быть снабжен всеми необходимыми средствами защиты, обеспечивающими безопасность работы в электроустановках.

При эксплуатации тягового электроснабжения должны приниматься меры для предупреждения или ограничения прямого или косвенного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ и сбросов сточных вод, трансформаторного масла в водные объекты, снижения звукового давления.

Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы.Распределительные устройства бывают:

открытые (далее - ОРУ) - РУ, где все или основное оборудование расположено на открытом воздухе;

закрытые (далее - ЗРУ) - РУ, оборудование которого расположено в здании;

комплектные (далее - КРУ) - РУ, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и электроавтоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Распределительные устройства напряжением выше 1000 В должны быть оборудованы:

блокировкой от ошибочных действий персонала при операциях с разъединителями, отделителями, заземляющими ножами, выкатными тележками комплектных распределительных устройств;

блокировкой ограждений, лестниц, дверей от несанкционированного доступа персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

Электромагнитные блокировочные устройства постоянно опломбированы.

В распределительных устройствах установлено различное электротехническое оборудование, которое должно удовлетворять определенным требованиям. Требования к электрооборудованию Оборудование в распределительных устройствах должно быть рассчитано на работу при номинальном напряжении и токе, а также на работу в режимах допустимых перегрузок и коротких замыканий. Номинальным напряжением называют такое напряжение, на которое рассчитана нормальная работа электроприемников, трансформаторов и генераторов. Эти напряжения определены ГОСТ 721—74. Номинальные напряжения между фазовыми проводами электроприемников — 220, 380, 660, 3000, 6000, 10000 В, генераторов и вторичных обмоток трансформаторов — 230, 400, 690, 3150,6300, 10 500 В. Более высокие напряжения в городских сетях применяют редко. Номинальным током называют ток, на длительное протекание которого рассчитано оборудование. Номинальное напряжение и ток указывают на заводских табличках-паспортах, находящихся на самом оборудовании. Перегрузка оборудования должна соответствовать допустимой действующими правилами (ПУЭ, ПТЭ ЭП), заводскими данными или местными инструкциями. Допустимые значения токов короткого замыкания для каждого вида и типа оборудования указываются в заводских данных.   Одним из главных элементов распределительного устройства являются шины, которые делятся на главные (сборные) и ответвительные и изготовляются из меди марки МТ, алюминия АТ и стали. Шины выполняют плоскими и устанавливают плашмя или на ребро. Сечение шинвыбирают в основном в зависимости от силы тока нагрузки с проверкой устойчивости току короткого замыкания. Учитывают также способ крепления шин. Так, в распределительном пункте, рассчитанном на мощность до 7600кВА при напряжении 6кВ и до 12000 кВ. А при напряжении 10кВ, размер сборных шин из алюминия должен быть не менее 60 x 8 мм, в трансформаторной подстанции — 40 x 4 мм. Опорные изоляторы служат для крепления токоведущих частей и изоляции их друг от друга и от заземленных частей (рис.9) Рисунок 9. Опорные изоляторы Разъединители предназначены для отключения и включения отдельных участков сети или оборудования, находящихся только под напряжением, для отключения участков сети с незначительными токами, а также для создания видимого разрыва электрической цепи при работах на линии или оборудовании (рис10). Рисунок 10. Разъединители подстанций. Разъединители для наружных установок имеют изоляцию, рассчитанную для работы в неблагоприятных атмосферных условиях (дождь, снег, пыль), а также повышенную механическую прочность, так как операции с ними производят и при гололеде на контактах. Предохранители предназначены для защиты отдельных аппаратов и участков сети от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Обычно предохранители состоят из патрона и плавкой вставки и различаются по номинальному напряжению и току. При токе более номинального плавкая вставка перегорает и размыкает электрическую цепь. Выключатели нагрузки, выпускаемые на напряжение 6 — 10кВ и силу тока соответственно 400 — 200А, предназначены для отключения рабочих токов до 800А при напряжении 6кВ и до 400А при напряжении 10кВ, а также для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания, когда к ним последовательно подключены высоковольтные предохранители ПК. Выключатели напряжением 3 – 10 кВприменяют для отключения и включения электрических цепей при протекании по ним рабочих токов в нормальных условиях работы и для автоматического отключения этих цепей при перегрузках или коротких замыканиях в них Разрядники напряжением 6- 10 кВ служат для защиты воздушных линий (ВЛ) и электрооборудования подстанций, присоединенных к ВЛ, от опасных атмосферных перенапряжений.. Для измерения тока в цепях напряжением выше 1000В и больших токов в цепях напряжением до 1000В применяют измерительные трансформаторы тока, надежно изолирующие измерительные приборы и реле от высокого напряжения. Для измерения напряжения в сетях напряжением выше 1000В применяют измерительные трансформаторы напряжения. В трансформаторных подстанциях силовые трансформаторы предназначены для преобразования высшего напряжения в низшее.

Электробезопасность в опасных местах на тяговых подстанциях.Перечень опасных мест.

1. Неогражденные токоведущие части, расположенные в:

ЗРУ на расстоянии от пола менее 2,5 м при напряжении от 3 до 10 кВ, менее 2,7 м – при 20 -35 кВ

ОРУ на расстоянии от земли или от кровли здании менее 2,9 м при напряжении до 10 кВ; менее 3,0 м – при 20 кВ; менее 3,1 м – при 35 кВ; менее 3,6 м – при 110 кВ;

ЗРУ и ОРУ на расстоянии между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях, а также между токоведущими частями разных цепей по горизонтали при обслуживании одной цепи и неотключенной другой цепи, между токоведущими частями и зданиями или сооружениями не менее (м) при напряжении:

До 10 кВ 20 кВ 35 кВ 110 кВ 150 кВ 220 кВ

ЗРУ 2,0     2,2    2,2     - -       -

ОРУ 2,2     2,3 2,4     2,0 3,3     3,8

    Например: секционный разъединитель и секции шин (в случае отключения одной из них) при секционировании шин распределительных устройств только одним разъединителем.

     2. Наличие общих конструкций, по которым персонал, при производстве работ со снятием напряжения на одном присоединении может приблизиться к находящимся под напряжением частям других присоединений на расстояния меньше указанных вПОТЭУ - Правила по ОТ при эксплуатации электроустановок. (Утверждены приказом Минтруда РФ №328 от 24.07.2013. ) и в Инструкции по безопасности при эксплуатации электроустановок тяговых подстанций и районов электроснабжения железных дорог ОАО «РЖД» (№ 4054 от 17.03.2008г.)

Например: оборудование ОРУ, расположенное на общих конструкциях.

     3. Ячейки РУ питающих и отходящих линий, которые не оборудованы заземляющими ножами на кабеле и блокировками, предотвращавшими подачу напряжения на отключенное оборудование от посторонних источников питания.

     4. Осветительная аппаратура, расположенная на расстоянии менее 1 м от неогражденных токоведущих частей распределительных устройств напряжением выше 1000 В.