Сооружение и устройства электроснабжения Петербургского Метрополитена

Устройства электроснабжения должны обеспечивать:

• Надёжное электроснабжение электроподвижного состава для движения поездов с установленными скоростями и интервалами между поездами при требуемых размерах движения;
• Надёжное электропитание всех потребителей метрополитена и иметь необходимый резерв.

На городской подземной ж.д. все процессы, связанные с перевозкой пассажиров и их обслуживанием, электрифицированы. Петербургский метрополитен— крупный потребитель электроэнергии, сравнимый с целым регионом, таким как, например, Псковская или Новгородская области.

Основными потребителями электрической энергии на метрополитене являются:

1. тяга поездов—самый ёмкий потребитель, доля расхода электроэнергии для движения поездов составляет около 67% от общего её потребления. Тяговая нагрузка отличается большой неравномерностью, значительными, но кратковременными токами при пуске поезда, изменением нагрузки в течение суток с максимальным значением в «часы пик»;
2. электроприводы эскалаторов, потребляющие около 6% от общего расхода электроэнергии, характер нагрузки достаточно стабилен, кроме момента запуска эскалатора, особенно при пуске эскалатора с пассажирами на подъем, когда пусковая мощность превышает номинальную в два-три раза;
3. устройства автоматики и телемеханики движения поездов, нагрузка и расход энергии которыми сравнительно малы, но значение их для обеспечения графика и безопасности движения велико;
4. освещение станций, вестибюлей, переходов, служебных помещений, на которое расходуется примерно 10% электроэнергии. Освещенность должна соответствовать санитарным нормам и требованиям архитектурного оформления станций. В настоящие время, на станциях основном применяются более экономичные люминесцентные, ртутные и натриевые лампы, для освещения тоннелей—лампы накаливания, а стрелок–люминесцентные лампы;
5. вентиляционные и насосные установки, потребляющие около 10% электроэнергии;
6. предприятия, обеспечивающие содержание и ремонт сооружений и устройств хозяйства метрополитена, они потребляют около 4% электроэнергии;
7. силовые нагрузки на станциях и в тоннелях (уборочные машины, электроинструменты, сварочные аппараты, механизмы для путевых и других работ и т.д.).

Чёткость и бесперебойность перевозки пассажиров зависит от обеспечения метрополитена электроэнергией, поэтому Правила технической эксплуатации предъявляют к электроснабжению требование безусловной надёжности.

Все без исключения потребители получают электроэнергию от подстанций метрополитена, которые подключены к подстанциям или электростанциям городской электросистемы–Ленэнерго.

Тяговые подстанции питают тяговую сеть 825 В, а понизительные подстанции—остальных потребителей. На Петербургском метрополитене тяговые подстанции объединены с понизительными и образуют совмещённые тяговопонизительные подстанции (СТП), имеются отдельно стоящие понизительные подстанции—вестибюльные (ВПП), тоннельные (ТПП), деповские (ДПП). Существует два варианта реализации схемы питания тяговой сети—централизованная децентрализованная (рассредоточенная) система.

При централизованной системе наземные тяговые подстанции размещаются на максимально возможном расчётном расстоянии друг от друга, чем достигается уменьшение их числа и расходов на строительство. Каждая тяговая подстанция питает контактную сеть нескольких перегонов.

На петербургском метрополитене впервые в отечественной практике метростроения была применена децентрализованная система электроснабжения тяги поездов, при которой совмещенные тяговопонизительные подстанции, сооружаются, как правило, непосредственно на каждой станции.

Совмещенные тяговопонизительные подстанции размещаются или на части среднего зала станции (например, «Владимирская»), или, в большинстве случаев, на продолжении среднего зала станции между тоннелями главных путей, возможно, их расположение в специальной выработке рядом со станцией (например, «Кировский завод»).

Надёжность децентрализованной системы питания оценивается выше, чем централизованной за счёт приближения подстанций к потребителю электроэнергии и сокращения протяжённости питающих его к5абельных линий, а значит и снижения потерь электроэнергии.

Контактный рельс каждого главного пути перегона—фидерная зона—получает питание от тяговопонизительных подстанций соседних к ним станций. Для разделения фидерных зон между собой контактный рельс на главном пути перегона перед платформой каждой станцией по ходу движения поезда имеет неперекрываемый воздушный промежуток (токораздел) длинной не менее 14 м между концами металлических частей рельса.

Тяговая сеть включает в себя:

 контактную сеть, состоящую из питающих кабельных линий-фидеров-, соединяющих шину положительной полярности распределительного устройства (РУ) 825 В подстанций с контактным рельсом, контактного рельса, разъединителей, быстродействующих выключателей, кабельных перемычек, линейных разъединителей;

 отсасывающую сеть, включающую в себя ходовые рельсы, дроссель-трансформаторы, подключенные к ходовым рельсам, кабельные линии, соединяющие дроссель-трансформаторы с шинной 825 В отрицательной полярности на подстанции.

На Петербургском метрополитене надёжность тяговой сети возрастает за счёт размещения совмещённых тяговопонизительных подстанций на каждой станции (на пересадочных узлах «Технологический институт