Еднолинейна диаграма на тяговата подстанция
В градски условия тяговите подстанции получават електричество от захранващия център, обикновено чрез кабелни уплътнения. Трифазен променлив ток с напрежение 6 или 10 kV се подава през входовете през линейни разединители, превключватели за високо напрежение, токови трансформатори и разединители на шините към шините разпределителни устройства 6 или 10 kV подстанции. Електричеството от шините се разпределя към преобразувателни блокове и спомагателни трансформатори.
Трансформаторите на ток и напрежение се монтират в разпределителни устройства 6-10 kV към устройства за измерване на мощност, релейна защита и измервателни уреди. Повечето трансформатори на напрежение са свързани директно към втулките след линейните разединители. Тази връзка дава възможност за постоянно наблюдение на напрежението на захранващия кабел, дори когато превключвателят за високо напрежение е изключен. Трансформаторът на напрежение е защитен с предпазители.
Шините са двойни и единични. В трамвайни и тролейбусни теглещи подстанции обикновено се използват единични шини, разделени от разединители на две или три секции.
Конверторният блок се състои от силов трансформатор, към вторичната намотка на който са свързани токоизправителните аноди. Първичната намотка на силовия трансформатор е свързана към шините 6 или 10 kV чрез разединител, превключвател за високо напрежение, токови трансформатори.
Изправеният ток от катода на токоизправителя тече през шунтиращия автоматичен високоскоростен превключвател и разединител към основната положителна шина на подстанцията.
Отрицателният полюс на изправителния блок е средната точка на изравняващия реактор, свързващ нулевите точки на двете обратни звезди на вторичната намотка на силовия трансформатор. Централната точка на изравняващия реактор е свързана чрез разединител към отрицателната шина на подстанцията.
От положителната шина през разединители на шините, линейни прекъсвачи, шунтове, превключватели на резервната шина през захранващите кабели 600, коригираният ток навлиза в контактната мрежа на трамвайните и тролейбусните линии. Токовата верига се затваря чрез силовото оборудване на подвижния състав, релсите и заземителния или отрицателния проводник, смукателните кабели и разединителите към отрицателната шина на подстанцията.
В разпределителното устройство с ток с напрежение 600 V също е монтирана резервна положителна шина с резервен превключвател, което дава възможност за одит и временна подмяна на всеки от линейните превключватели, без да се премахва напрежението от линията и да се прехвърля натоварването към или от съседната подстанция.
Ориз. 1. Еднолинейна схема на тягова подстанция
Единичните подстанции работят в децентрализирана въздушна система за захранване. При такава система всяка единична подстанция захранва две секции от контактната мрежа, а на тяговата подстанция е монтиран секционен изолатор в мрежата. Всеки участък от контактната мрежа се захранва паралелно от две съседни подстанции (фиг. 2). От подстанцията има два положителни захранващи кабела и два отрицателни смукателни кабела. Положителните захранващи кабели са защитени от високоскоростни прекъсвачи.
В случай на повреда на една единична подстанция в децентрализираната електроенергийна система, тя се разтоварва напълно от съседни подстанции. В този случай, за да се поддържа паралелно захранване на въздушната линия от съседните подстанции, които остават в експлоатация, всяка подстанция има секционен превключвател, който се включва автоматично при изключване на линейните превключватели, свързващи и двете секции, захранвани от тази подстанция.
Ориз. 2. Захранващи вериги на контактната мрежа от единични подстанции
За захранване на потребителите на спомагателни нужди на тяговата подстанция са инсталирани един или два спомагателни трансформатора, свързани към 6 или 10 kV AC шини чрез разединители и предпазители. За да захранват най-критичните потребители на собствените си нужди в аварийни режими, те организират резервни входове от трифазен променлив ток с мощност 5-10 kW и напрежение 220 V от източник, който не зависи от наличието на напрежение върху шините на 6 или 10 kV на тяговата подстанция.
Ако втулките 6-10 kV на подстанцията работят последователно, ако е невъзможно да се постави резервна 220 V втулка, на подстанцията се монтират два спомагателни трансформатора, един от които, както обикновено, е свързан към шините 6-10 kV и е работещ трансформатор, а другият — към резервния вход 6-10 kV преди превключвателя вместо трансформатора на измервателното напрежение и служи като резерв за захранване на потребителите на собствените им нужди в случай на прекъсване на напрежението при работа вход, като същевременно изпълнява функциите на трансформатор на напрежение за управление на напрежението на резервния вход.
В този случай трансформаторът на напрежение е свързан към шините 6-10 kV за захранване на измервателните и измервателните устройства. За да се отчете консумацията на електроенергия от трансформатора, свързан към резервния вход, върху него са инсталирани отделни измервателни устройства.
Тяговите подстанции са проектирани, изградени и експлоатирани в съответствие с приложимите правила, които са задължителни за всички подобни устройства. Основните са „Правила за електрически инсталации“, „Правила за техническа експлоатация на потребителски електрически инсталации и Правила за безопасност при експлоатация на потребителски електрически инсталации“, както и инструкции и правила, издадени от организацията, отговаряща за тяговата подстанция.