TRAKCJA ELEKTRYCZNA

PODSTACJE TRAKCYJNE

KABINY SEKCYJNE, ODŁĄCZNIKI SIECIOWE I SEKCYJNE

KABINY SEKCYJNE
  Kabiny sekcyjne to obiekty stanowiące część systemu zasilania sieci trakcyjnej. Kabina sekcyjna jest to kontener, w którym znajduje się rozdzielnia trakcyjna wyposażona w szynę zbiorczą oraz cztery wyłączniki szybkie (czasem więcej). Rola kabiny polega na tym, że dzieli ona elektrycznie sieć trakcyjną przez co zmniejszają się spadki napięć i straty mocy, a w przypadku zwarcia w kabinie otwiera się wyłącznik i tylko część sieci trakcyjnej pozbawiona jest zasilania.
  Ze względu na usytuowanie kabin wyróżniamy:
- kabiny szlakowe - znajdujące się pomiędzy podstacjami zwykle dwutorowego, zelektryfikowanego odcinka;
- kabiny stacyjne - znajdujące się przy dość rozbudowanej stacji z torami postojowymi i lokomotywownią;
- kabiny węzłowe - znajdujące się w pobliżu węzła, w którym rozgałęziają się zelektryfikowane linie kolejowe;
- kabiny krańcowe - mieszczące się na końcu dwutorowego odcinka;

  Niezależnie od usytuowania kabin ich zadania są takie same, różnica wynika jedynie z ilości zasilanych linii, a więc w wyposażeniu kabiny. Typowa kabina szlakowa posiada cztery wyłączniki szybkie. Napędy wyłączników w każdej kabinie uzależnione są od napędów odpowiednich wyłączników w podstacji trakcyjnej. W przypadku zwarcia w sieci trakcyjnej otwiera się wyłącznik w kabinie i współpracujący z nim wyłącznik w podstacji. Ponowne załączenie wyłącznika w kabinie może nastąpić tylko wtedy, gdy załączony zostanie wyłącznik w podstacji.


  Na rysunku a przedstawiony jest schemat działania kabiny w czasie zwarcia. Gdyby pomiędzy podstacjami nie było kabiny sekcyjnej a doszłoby do zwarcia to cały odcinek sieci nad jednym torem między podstacjami musi być wyłączony, a może to być nawet 30 km. Dzięki zastosowaniu kabiny sekcyjnej odcinek między podstacjami podzielony jest na dwie sekcje. Pierwsza sekcja zasilana jest z podstacji przez wyłączniki 1 i 2, które współpracują z wyłącznikami w kabinie odpowiednio - B oraz A. Druga sekcja zasilana jest z podstacji drugiej przez wyłączniki 3 i 4, które współpracują odpowiednio z wyłącznikami w kabinie - D i C. W przypadku zwarcia w sieci nad jednym z torów następuje wyłączenie napięcia tylko w sekcji uszkodzonej. W tym przypadku w wyniku awarii w sieci nad torem sekcji drugiej następuje otwarcie wyłączników D i 3.
  Rysunek b pokazuje kolejną zaletę kabiny sekcyjnej - zmniejszanie spadków napięcia i strat mocy. Pojazd trakcyjny znajdujący się pomiędzy podstacjami pobiera prąd z czterech miejsc. Gdyby nie było kabiny to pobór mocy następowałby z dwóch zasilaczy sąsiednich podstacji (w przypadku, gdy sieć zasilana jest obustronnie bez izolatora sekcyjnego) lub z jednego zasilacza (w przypadku, gdy dany odcinek sieci zasilany jest tylko z jednego zasilacza - z zastosowaniem izolatora między podstacjami). Ma to duży wpływ na straty mocy w sieci (grzanie się przewodów), a w związku z tym na spadki napięcia.

  Oprócz obwodów trakcyjnych, w kabinie sekcyjnej znajdują się także obwody sterownicze (napęd wyłączników) i sygnalizacyjne (sygnalizujące stan wyłącznika). Urządzenia pomocnicze zasilane są zazwyczaj z lokalnej sieci energetycznej o napięciu 230/400 V lub częściej - z linii potrzeb nietrakcyjnych, a awaryjne źródło zasilania stanowi bateria akumulatorów. Jeżeli między podstacjami znajduje się jedna kabina sekcyjna to pola wyłączników szybkich nie są wyposażone w urządzenia próby linii (ponowne pojawienie się napięcia w sieci uwarunkowane jest uprzednim działaniem upl w podstacji). Dopuszczalne jest jednak stosowanie dwóch kabin sekcyjnych pomiędzy podstacjami, wówczas jedna kabina jest główną, a druga podporządkowaną. Wyłączniki zasilające odcinki między kabinami są od siebie uzależnione. Kabina główna wyposażona jest w urządzenia próby linii (UPL) i zamknięcie dwóch współpracujących ze sobą wyłączników musi być poprzedzone sprawdzeniem stanu izolacji sieci.
Ponieważ jednoczesne włączenie wszystkich grup wyłączników może spowodować przeciążenie i wyłączenie obwodów pomocniczych, dlatego stosuje się załączanie z opóźnieniem poszczególnych grup wyłączników.


  Na rysunku a przedstawiona jest typowa kabina szlakowa, z czterema wyłącznikami szybkimi. Wyłączniki łączą sieć zasilaną dwoma zasilaczami z każdej strony. Rysunek b przedstawia kabinę stacyjną. Stacja oprócz torów głównych posiada także tory postojowe, a w pobliżu stacji znajduje się lokomotywownia. Kabina łączy wyłącznikami tory główne oraz dodatkowo tory postojowe i tory lokomotywowni.

  Odpowiednie wyłączniki szybkie w kabinie sekcyjnej i w podstacji są od siebie uzależnione i współpracują ze sobą. Działanie jednego z tych wyłączników powoduje zadziałanie drugiego:
- otwarcie wyłącznika w podstacji lub w kabinie powoduje otarcie wyłącznika współpracującego z wyłączonym;
- manewrowe otwarcie wyłącznika w podstacji lub w kabinie spowoduje otwarcie wyłącznika współpracującego (przy pracy automatycznej) lub też może nie powodować wyłączenia (przy pracy nieautomatycznej);
- zamknięcie wyłącznika w podstacji może powodować zamknięcie wyłącznika w kabinie (przy pracy automatycznej) po wcześniejszym sprawdzeniu izolacji linii i podaniu napięcia do sieci;
- załączenie wyłącznika w kabinie bez wcześniejszego zamknięcia wyłącznika w podstacji możliwe jest tylko w szczególnych przypadkach, gdy wyłączona jest automatyka.


  W kabinach sekcyjnych stosowane są również zabezpieczenia dodatkowe w postaci przekaźników nadmiarowych i podnapięciowych. Przekaźniki włączone są w obwód wyłączników szybkich i w razie zakłócenia otwierają się wszystkie wyłączniki szybkie w kabinie.

  W celu dodatkowego zmniejszenia spadków napięcia w sieci między podstacjami i kabinami niekiedy stosuje się punkty połączenia poprzecznego. W sieciach tramwajowych do połączenia poprzecznego stosuje się odłącznik, jednak w sieci kolejowej jest to niedopuszczalne. W przypadku zwarcia należałoby wyłączyć napięcie nad oboma torami, więc ruch pociągów elektrycznych po jednym torze byłby niemożliwy. Dlatego do połączenia poprzecznego dwóch torów stosuje się jeden wyłącznik szybki włączony między sieć obu torów. Wyłącznik ten współpracuje z wyłącznikami w kabinie i podstacji. Jego konstrukcja sprawia, ze działa on niezależnie od kierunku przepływu prądu. W razie zadziałania wyłącznika w kabinie lub podstacji, wyłącznik ten automatycznie się otwiera.

ODŁĄCZNIKI SIECIOWE I SEKCYJNE
  Sieć trakcyjna jest sekcjonowana co jest dużym udogodnieniem w prowadzeniu ruchu pociągów podczas awarii. Do sekcjonowania sieci stosuje się odłączniki, zwykle o napędzie ręcznym, jednak ważniejsze odłączniki posiadają napęd silnikowy. Odłączniki dzielące sieć na odcinki (sekcje) nazywane są odłącznikami sekcyjnymi, a odłączniki służące do odłączania zasilacza od sieci jezdnej nazywane są odłącznikami sieciowymi. Dąży się do tego, aby odłączniki miały napęd silnikowy co zdecydowanie skraca czas otwarcia. Napęd silnikowy umożliwia odłączenie uszkodzonego odcinka w ciągu bardzo krótkiego czasu w przeciwieństwie do napędu ręcznego. Napęd odłącznika składa się z silnika elektrycznego połączonego poprzez przekładnię z drążkiem, który uruchamia odłącznik. Napęd umieszczony jest w skrzynce, która przymocowana jest do konstrukcji wsporczej (słup trakcyjny, bramka). Do skrzynki doprowadzone są przewody sterujące oraz sygnalizacyjne. Sterowanie odłącznikiem sieciowym odbywa się poprzez urządzenia sterujące. Urządzenia sterujące znajdować się mogą w najbliższej podstacji trakcyjnej lub w nastawni. Takie sterowanie nazywa się lokalnym. Obecnie dąży się do tego, aby sterowanie odłącznikami następowało z jednego centrum - dyspozytury zasilania, odległej od odłącznika nawet o kilkadziesiąt kilometrów. W takich przypadkach odłącznikiem steruje dyspozytor zasilania, jednak sterowanie lokalne z podstacji jest także możliwe. Do lokalnego sterowania odłącznikami służą urządzenia sterowania lokalnego odłącznikami sekcyjnymi (USLOS). Położenie odłącznika jest sygnalizowane za pomocą kabli sygnalizacyjnych i wyświetlane na tablicach w postaci sygnałów świetlnych i akustycznych.


  Na temat odłączników możesz się dowiedzieć więcej czytając: odłączniki i rozłączniki.

CHARAKTERYSTYKA PODSTACJI | UKŁADY URZĄDZEŃ I ICH ZADANIA | ROZDZIELNIA ENERGETYCZNA | ZESPOŁY PRZETWÓRCZE ROZDZIELNIA TRAKCYJNA | URZĄDZENIA WYGŁADZAJĄCE | ROZDZIELNIA PRĄDÓW POWROTNYCH | POTRZEBY WŁASNE UKŁAD PRZESTRZENNY PODSTACJI | PODSTACJE SPECJALNE

Poniżej znajdują się odnośniki do poszczególnych zagadnień związanych z trakcją elektryczną:

PODSTACJE TRAKCYJNE | OGÓLNE INFORMACJE | SYSTEMY ZASILANIA | SILNIKI TRAKCYJNE | SIEĆ TRAKCYJNA AUTOMATYKA I STEROWANIE | ELEKTRYFIKACJA I EKSPLOATACJA | HAMOWANIE ELEKTRYCZNE