ВЫПРЯМИТЕЛИ СЕРИИ
В-ТПЕД ДЛЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

В качестве выпрямителей для тяговых подстанций метрополитенов применяется комплект из преобразовательной секции выпрямителя серии В-ТПЕД производства ЗАО «ЭТК «Плутон» и сухого трансформатора, изготавливаемого по технологии RESIBLOC®, производства компании АВВ, Германия, или трансформатора, изготавливаемого по технологии NOMEX отечественного производства. Выпрямители производятся по двенадцатипульсовой и шестипульсовой «мостовым» схемам выпрямления.

 

СЕКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ СЕРИИ В-ТПЕД

При разработке и изготовлении преобразовательных секций (в дальнейшем "ПС") выпрямителей серии В-ТПЕД были применены самые современные технологии, материалы и комплектующие ведущих мировых производителей.
ПС построены на силовых таблеточных диодах 2500 А 25-го класса производства компании VISHAY  (ранее INTERNATIONAL RECTIFIER).

Рис. 1 ПС В-ТПЕД-2,5к-825М1

Охлаждение ПС – воздушное естественное.

Силовая часть ПС выполнена с применением технологии необслуживаемых контактных соединений. Использованы специальные компенсирующие устройства производства ФРГ, которые стабилизируют прижим на контактных соединениях, независимо от температуры и тепловых суточных и сезонных колебаний. При сборке преобразовательных секций каждое болтовое контактное соединение обжимается с помощью тарированного ключа определенным тарированным усилием в соответствии со стандартами, и указанное усилие сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации. Благодаря этому, при эксплуатации нет необходимости в контроле, периодической подтяжке, зачистке контактных соединений. Стабилизация контактного соединения повышает пожаробезопасность ПС и подстанции в целом.

Деление тока по параллельным ветвям - принудительное, осуществляется с помощью эффективных индуктивных делителей, обеспечивающих деление токов между параллельными ветвями не хуже 5%. Таким образом, в процессе эксплуатации преобразователей, в случае замены силового диода – нет необходимости в подборе диодов по прямому и обратному падению напряжения.

Равномерность деления токов сохраняется также в процессе эксплуатации при естественном уходе параметров силовых диодов. Это важный критерий надежности и отсутствия необходимости периодического контроля оборудования в процессе эксплуатации.

В выпрямителе реализована защита силовых полупроводниковых приборов от внутренних и внешних коммутационных перенапряжений. От внутренних коммутационных перенапряжений диоды защищены RC-цепями, от внешних – комбинированно RC-цепями и варисторами (панель защиты от перенапряжений).

 

МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИКИ

Рис. 2  Промышленный контроллер PP65 с функцией визуализации

ПС выпрямителей серии В-ТПЕД оснащены микропроцессорной системой управления и диагностики.

Микропроцессорная система управления и диагностики, выполненная на основе промышленного контроллера с функцией визуализации PP65, позволяет:

• обеспечивать контроль за состоянием каждого диода по критериям: «нормальная работа», «ухудшение параметров» (потеря класса), «пробой», а также осуществлять контроль температуры диодов с выдачей информации на панель визуализации. Диагностирование по этим критериям позволяет существенно увеличить срок безаварийной работы сверх 80000 часов (9 – 10 лет). При этом во время работы в динамике производится мониторинг параметров каждого диода;
• обеспечивать контроль некоторых параметров тягового трансформатора.

Панель визуализации представляет собой промышленный контроллер модульного типа с жидкокристаллическим экраном с псевдосенсорными органами управления. В мнемонической форме изображаются условные обозначения состояния диодов выпрямителя, графики распределения обратного напряжения между диодами и температуры ветвей.

На главное окно выведены сигналы :

• перегрев трансформатора (I ступень);
• перегрев трансформатора (II ступень); 
• неисправность диагностики;
• земляная защита;
• отсутствие связи;
• состояние дверей;
• перегрев ПС;
• пробой диода;
• параметры диода;

В случае изменения параметров диода до уровня, соответствующего критичному для данной схемы (для применяемых диодов), силовой диод можно заменить, не доводя выпрямитель до аварийного отключения в результате пробоя диода, который может произойти в случае дальнейшего ухудшения параметров прибора (снижения класса).

Информацию о состоянии выпрямителя и его элементов можно наблюдать на панели визуализации или на мониторе компьютера с помощью специализированной программы.

 В ПС реализована возможность связи с системой управления верхнего уровня (центральной панелью подстанции, установленной в комплекте распредустройства серии РУ-825, устройствами защиты распредустройств среднего напряжения, диспетчерским пультом (системой телемеханики) как по обычной многопроводной связи через клеммник, так и по двухпроводной связи через порт RS-485 на расстояние до 1200 м.

 

ТРАНСФОРМАТОРЫ RESIBLOC®

Рис. 4. Трансформатор технологии RESIBLOC®

В качестве преобразовательного трансформатора ЗАО «ЭТК «Плутон» поставляются современные сухие трансформаторы, изготавливаемые по технологии RESIBLOC® мощностью от 1000 кВА до 40.000 кВА с различными сочетаниями напряжений ВН и НН (до 45кВ). Трансформаторы RESIBLOC® сертифицированы Госстандартом России и успешно эксплуатируются в метрополитенах России, Белоруссии, Украины, Казахстана, Азербайджана и других странах мира.

Трансформатор соединяется с секцией преобразовательной шинным мостом, поставляемым в комплекте.

Трансформаторы имеют оригинальную конструкцию первичной и вторичных обмоток, выполняемых из медного провода и алюминиевой фольги. Бандажируются обмотки стекловолоконной нитью, пропитанной эпоксидным компаундом. Благодаря оригинальной конструкции обмоток и технологии нанесения компаунда, трансформаторы RESIBLOC® способны выдерживать максимальные колебания температурных расширений без повреждения поверхности компаунда и без образования микротрещин.
Это единственные сухие трансформаторы, способные работать при температурах до минус 60 °С.

Трансформаторы работают в условиях 100 % влажности и в условиях конденсации водяных паров, а также в условиях химического загрязнения.

Трансформаторы могут быть оснащены радиальными вентиляторами с низким уровнем шумов. Система охлаждения позволяет увеличить номинальную мощность трансформаторов вплоть до 40 %.

Устойчивость обмоток трансформатора к механическим нагрузкам составляет 650 – 750 Н/мм2, что на порядок выше, чем у ближайшего конкурента – трансформаторов, изготовленных по технологии GEAFOL. Описанный параметр особенно важен для преобразовательных трансформаторов, работающих в режиме частых пусковых токов.

Все компоненты трансформаторов прошли испытания на отсутствие токсичности. Все материалы негорючие и не поддерживают процесс горения. Степень защиты трансформаторов - IP00, IP21, IP23, IP54 по ГОСТ 14254-96.

Трансформатор RESIBLOC® допускает перегрузку до тех пор, пока наиболее горячая точка нагрева трансформатора не достигнет 155°С.

По желанию заказчика трансформаторы поставляются с электронным блоком контроля температуры. Блок снабжен двумя уставками – РТС на 140 °С – сигнал тревоги, РТС на 155 °С – выключение нагрузки. Возможна также третья уставка – РТС 130 ° С – включение принудительной вентиляции.

Благодаря описанным технологическим и конструктивным особенностям, трансформаторы RESIBLOC® хорошо вписываются в концепцию подстанции, не требующей обслуживания.

Выпрямители серии В-ТПЕД в Екатеринбургском метрополитене (Россия)

       

Выпрямители серии В-ТПЕД в Бакинском метрополитене (Азербайджанская Республика)

   

Выпрямители серии В-ТПЕД в Алматинском метрополитене (Республика Казахстан)