L'infrastruttura di alimentazione elettrica è progettata per servire i consumatori direttamente dalle fonti di energia. Questi ultimi possono essere sia generatori autonomi che centrali termiche, idrologiche e nucleari a tutti gli effetti. Allo stesso tempo, le reti backbone vengono utilizzate raramente per alimentare i consumatori finali. Una sottostazione di trazione con caratteristiche adatte a un particolare impianto viene utilizzata per la distribuzione di energia per alimentare gli snodi di trasporto.
Dispositivo sottostazione
Il supporto tecnico della sottostazione nella maggior parte dei casi si concentra sulla ricezione di elettricità dell'ordine di 110-220 kV. Esistono anche installazioni a bassa potenza progettate per reti con una tensione di 35 kV. A seconda del potenziale, possono avere da 2 a 6 punti di ingresso: si tratta di piccole stazioni senza uscita che fanno parte della struttura di un complesso. I trasformatori e convertitori step-down sono responsabili della distribuzione dell'energia. E non necessariamente i quadri dovrebbero essere responsabili della fornitura di energia ai consumatori. Alcuni di loro lavorano per mantenere l'efficienza delle strutture locali. Inoltre, il dispositivo delle sottostazioni di trazione prevede la presenza di inverter e raddrizzatori. I loro compitisono ridotti a rettificare la corrente per le esigenze di un determinato consumatore. Possono anche fornire un ritorno alla rete generale di energia che si genera a seguito della frenatura rigenerativa della linea locale. Le installazioni di alimentazione vengono utilizzate per garantire la comunicazione tra l'infrastruttura di distribuzione della sottostazione e gli oggetti di consumo.
Varietà
Una delle classificazioni di base prevede la suddivisione delle cabine secondo la modalità di collegamento alla linea di alimentazione principale. In particolare si distinguono oggetti nodali, finali e intermedi. Nodal supporta la ricezione e la distribuzione di energia in tre canali nell'intervallo 110-220 kV. Possono anche fungere da fonte di corrente per altre stazioni di trazione. Gli oggetti finali funzionano con due linee e gli oggetti intermedi sono progettati per collegare un circuito diviso, tra una fonte di energia e la stessa sottostazione. In base al sistema di trazione elettrica si distinguono le stazioni di corrente continua e alternata. La differenza tra loro è che la sottostazione di trazione DC è necessariamente dotata di quadri. Le unità AC servono reti con una tensione di circa 27 kV e possono essere installate a distanze fino a 50 km l'una dall' altra.
Applicazioni sottostazioni
L'uso principale delle sottostazioni di distribuzione della trazione è il trasporto elettrificato e le relative infrastrutture. La base delle fonti di tale approvvigionamento energeticocompongono stazioni che distribuiscono corrente continua. Sono installati lungo le linee di trasporto e forniscono energia per locomotive elettriche, filobus, tram e complessi ferroviari. A loro volta, le sottostazioni di trazione AC sono più spesso utilizzate per la telemeccanica e l'automazione, che fanno parte della stessa infrastruttura. Ad esempio, possono essere frecce di segnalazione, semafori e linee di comunicazione. Ciò non significa affatto che un compito meno responsabile ricada sulla stazione AC. In termini di potenziale di potenza, perdono contro gli analoghi con corrente continua, ma il loro potenziale energetico è più stabile e resistente ai carichi.
Sottostazioni ferroviarie
La maggior parte di questi tipi di strutture serve i binari ferroviari. Servono per la distribuzione, la trasformazione e l'alimentazione diretta del materiale rotabile elettrico e dei consumatori non ferroviari. Gli impianti per la distribuzione di corrente continua sono montati lungo linee con una distanza di circa 10-15 km. Questo intervallo può variare a seconda della congestione dei binari e del loro scopo. La fonte di energia sono anche le reti principali esterne, dopodiché l'energia viene inviata al trasformatore. Segue la fase di conversione, dopo la quale l'energia elettrica viene inviata alla rete di contatto. È importante notare che la sottostazione di trazione ferroviaria è caratterizzata da grandi quantità di energia di frenata rigenerativa. Occorre cioè organizzare mezzi tecnici che possano anche riportare stabilmente energia alle principali autostrade. Questo compito viene svolto dagli inverter - di norma,tramite commutatori di rete di contatti in modalità automatica.
Attrezzatura completa
Oltre al riempimento elettrico principale sotto forma di convertitori, raddrizzatori e altri dispositivi a servizio della rete di contatto, le sottostazioni sono integrate con dispositivi di protezione e dispositivi antincendio. Inoltre, questi fondi sono necessari non solo per il mantenimento locale delle funzioni di protezione, ma anche per garantire la possibilità di prestare il primo soccorso. I dispositivi di protezione delle sottostazioni di trazione possono includere dispositivi relè, interruttori automatici, apparecchiature di segnalazione, ecc. La struttura delle moderne sottostazioni dispone di sensori che registrano i fatti di sovraccarichi, surriscaldamento e guasto dei singoli segmenti di telemeccanica.
Operazione sottostazione
Le sottostazioni possono essere controllate in diversi modi. Gli oggetti moderni di questo tipo sono serviti tramite telecomandi o utilizzando apparecchiature automatizzate. Viene utilizzato anche il metodo tradizionale di controllo attraverso il personale. Questo metodo di controllo è più spesso utilizzato nelle piccole stazioni nelle piccole città, a causa dell'impossibilità di organizzare il supporto automatizzato. Tuttavia, grandi aree metropolitane possono essere rifornite anche da una sottostazione di trazione con servizio diretto da parte del personale a causa del rischio di un loro arresto di emergenza. Al fine di aumentare l'affidabilità, viene utilizzato uno schema di controllo combinato, che coinvolge anche strumenti automatizzati contelecomando e personale. In questo caso, tutti i processi sono monitorati da un controllore osservatore che agisce indipendentemente dall'automazione in situazioni di emergenza.
Manuale di manutenzione della sottostazione
La manutenzione viene eseguita in conformità con il programma di ispezione preventiva specifico del sito. Un tipico insieme di attività incluse nel programma di manutenzione include la revisione delle apparecchiature, il lavoro di prova, la risoluzione di problemi minori e l'identificazione delle aree problematiche che verranno esaminate in modo più dettagliato durante una riparazione programmata. Per una prospettiva a lungo termine, come parte del record delle condizioni dell'attrezzatura, viene tenuto un registro che registra la dinamica dei risultati del controllo. Immancabilmente, durante l'esecuzione della manutenzione preventiva, le sottostazioni dei trasformatori di trazione vengono ripulite dall'inquinamento, i materiali di consumo vengono aggiornati in alcune aree e vengono installate apparecchiature più moderne.
Lavori di riparazione
Al momento della revisione, il responsabile riceve un documento che indica i risultati delle prove precedenti. Sulla base della sua analisi, l'ingegnere trae una conclusione indicando le aree problematiche in cui verranno eseguite le operazioni di riparazione. A livello di base, vengono aggiornate le connessioni bullonate, di contatto e saldate. Quando si eseguono riparazioni in corso, i punti di attacco vengono ripristinati, le crepe nell'isolamento vengono eliminate, le guarnizioni e le cuciture vengono rinforzate. In estremocasi, la cabina di trazione può essere ricostruita con la sostituzione delle apparecchiature principali. In genere, tali eventi vengono eseguiti dopo aver modificato i parametri di rete, quando i valori di tensione vengono aumentati o diminuiti. La modernizzazione è anche diffusa come parte dell'ampliamento della gamma di attività della stazione.
Conclusione
Oggi, gli impianti di distribuzione dell'energia di trazione sono lo strumento migliore per la fornitura di infrastrutture di trasporto. In primo luogo, questo riguarda i binari. Una sottostazione di trazione collegata a una rete esterna stabile è in grado di servire più utenze contemporaneamente, comprese le apparecchiature di distribuzione. In termini di aggiornamenti tecnologici, si tratta di oggetti flessibili che consentono di apportare modifiche sia all'infrastruttura hardware che agli strumenti di gestione. I kit di trazione più moderni supportano il controllo completamente automatizzato, che riduce i costi di funzionamento e manutenzione.
