Сколько электричества потребляет метрополитен
Перейти к содержимому

Сколько электричества потребляет метрополитен

  • автор:

Oпыт энергосбережения в осветительных установках московского метрополитена

Государственное предприятие «Московский метрополитен» является транспортным предприятием, осуществляющим пассажирские перевозки в городе Москве.

Московский метрополитен — один из крупных потребителей электроэнергии в системе Мосэнерго: ежедневный расход свыше 4,5 млн. кВт·ч, т. е. метрополитен потребляет электроэнергии свыше 4,5% от потребления города и примерно 2% от потребляемой энергии в системе Мосэнерго.

На балансе метрополитена находится свыше 4 000 единиц подвижного состава; 162 станции; 258 электроподстанций; 800 тысяч световых точек; 8 879 км кабельных линий; 270 систем теплоснабжения; 548 эскалаторов общей протяженностью 61,4 км; 562,0 км тоннелей; 757,85 км пути и много другого оборудования.

Основными потребителями энергоресурсов на метрополитене являются службы: подвижного состава, электроснабжения, эскалаторная, электромеханическая, сигнализации и связи, движения.

Примерно 7-8% электроэнергии в общем балансе метрополитена потребляется осветительными устройствами.

В часы работы метрополитена электрические светильники на пассажирских станциях должны создавать достаточную освещенность и наилучшим образом увязываться с архитектурным оформлением станций. Проблемы повышения надежности осветительных установок метрополитена как никогда остро встали в наше время.

В наш обиход все более прочно входят понятия «вандализм», «терроризм», «повышение тарифов на стоимость электроэнергии» и надбавки к стоимости электроэнергии за ухудшение показателей качества по вине потребителей.

Решения этих проблем теоретически известны давно:

  1. Максимальное приближение источника питания к источнику света в сетях аварийного освещения.
  2. Использование новых, более надежных в эксплуатации, светильников с легкозаменяемыми элементами конструкций, устойчивым к воздействию окружающей среды и пылеотталкивающим покрытием.
  3. Использование новых энергосберегающих источников света и пускорегулирующей аппаратуры, не влияющей на показатели качества электроэнергии питающей сети, смежные электротехнические устройства и т. п.

Московский метрополитен имеет свою историю и известен во всем мире. На линиях метрополитена мы можем проследить развитие светотехники с 1932 года, когда закладывались первые станции с лампами накаливания, и до наших дней.

С развитием метрополитена помимо ламп накаливания для освещения платформ и вестибюлей пассажирских станций широко применяются люминесцентные лампы, имеющие световой спектр, близкий к естественному: в 1947 году люминесцентное освещение применялось только на одной станции, в 1960 году — на 13 станциях, а в 2000 году — на 118 станциях.

Многие станции метрополитена являются памятниками архитектуры. На этих станциях устройства освещения выполнены с применением светильников и стекла индивидуального изготовления и неразрывно связаны с архитектурой станции. Это не позволяет производить просто замену старых светильников на выпускаемые в настоящее время промышленные. К сожалению, у нас такой опыт уже есть на станции «Киевская». Матовые чаши, заглубленные в полусферические ниши в потолке и дающие своеобразную игру света и тени, были заменены на конструкции с люминесцентными лампами, в дальнейшем в обиходе названными «пропеллерами». Это значительно изменило первоначальный колорит станции в худшую сторону. В последние годы на подобных станциях производится реставрация светильников (люстр, бра) без изменения их первоначального вида и осторожно внедряются новые источники света.

За последние три года отреставрированы бра на станциях «Комсомольская» (радиальная), «Площадь Революции» и др. Особенно удачна работа мастеров предприятия ВИСКО-М на станциях «Смоленская» глубокого заложения, «Проспект Мира», «Театральная» и на семи открытых станциях Филевской линии. Органично вписались компактные люминесцентные лампы во вновь отреставрированные люстры станции «ВДНХ».

Особенностью сетей метрополитена является «изолированная нейтраль» и питание аварийного освещения в экстремальном режиме от сети 110 В постоянного тока. Специалистами ЗАО «Зета» созданы электронные ПРА, позволяющие поджигать люминесцентные лампы 40 Вт от сети 127 В переменного и 110 В постоянного тока. Использование светильников с ПРА позволяет уйти от ламп накаливания в сети аварийного освещения. За счет замены ламп накаливания на люминесцентные лампы значительно повысилась освещенность перегонных тоннелей и стрелок. Разработка электронных ПРА позволила использовать обычные люминесцентные лампы в сетях 127 В на старых станциях и повысить освещение в тоннеле без усиления магистралей.

Экономия электроэнергии от использования люминесцентных ламп в сетях тоннельного освещения составила более 700 тыс. кВт·ч в год.

ПРА в сравнении с электромагнитной аппаратурой позволяют снижать активную мощность (потребление электроэнергии) на 30%, снижать реактивную мощность более 30%, увеличивать срок службы лампы в 1,5 раза.

Также с электронными ПРА используются влагозащитные светильники FLS (2х40), установленные на станциях:

  • «Проспект Вернадского» — 228 шт.;
  • «Юго-Западная» — 272 шт.;
  • «Щукинская» — 78 шт.

Годовая экономия электроэнергии составит более 400 тыс. кВт·ч. В силу своих конструктивных особенностей влагозащитный светильник с электронным ПРА находит широкое применение практически во всех пассажирских и служебных помещениях.

Правильный выбор системы освещения на стадии проектирования осветительных установок является важным резервом энергосбережения. Причиной низких уровней освещенности на ряде станций является нерациональное использование светового потока. На станции «Новокузнецкая» напольные светильники отраженного света установлены на большом расстоянии от отражающей поверхности потолка, и значительная часть светового потока падает на темные стены; на станции «Парк культуры» для отделки применен темно-черный мрамор с низким коэффициентом отражения. На таких станциях говорить об экономии электроэнергии в осветительных установках проблематично.

При модернизации устройств освещения был заменен символ «М», в котором вместо газоразрядных ламп применено освещение световым шлангом (мощность 260 Вт) — ультраяркий фиксинг красного цвета (дюралайт). Внедрение светового шланга позволило значительно повысить безопасность при обслуживании и получить годовую экономию по метрополитену более 700 тыс. кВт·ч.

Появление и бурное развитие в последние годы компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), имеющих в 8-10 раз больший срок службы и в 5 раз большую световую отдачу по сравнению с лампами накаливания, открыли особые перспективы экономии электроэнергии и повышения освещенности станций первых очередей пуска.

Так, КЛЛ — 20 Вт — по световому потоку соответствует лампе накаливания 100 Вт. Срок службы — 8 000 час.

Впервые опробовали использование КЛЛ на станции «ВДНХ», не меняя установочной арматуры и сетей освещения. В дальнейшем произвели замену ламп накаливания на КЛЛ в количестве более 3 000 шт.

Ежесуточная экономия электроэнергии 5 318 кВт·ч.

Годовая экономия электроэнергии по метрополитену составила более 1 млн. кВт·ч. В 1996 году на подуличном переходе станции «Китай-город» были установлены антивандальные светильники типа УПС (1х40).

Получив хорошие результаты от опытной эксплуатации, светильники были установлены на многих станциях в количестве более 1 300 шт.; годовая экономия от использования их составила более 1 млн. кВтoч.

Применение антивандальных светильников в подуличных переходах значительно улучшило их эксплуатацию и увеличило срок службы. Вот уже несколько лет они освещают подуличный переход на станции «Китай-город». В настоящее время ЗАО «Зета» работает над созданием светильников для наклонов эскалаторов, но пока эта проблема не решена. Ведь порой после очередного футбольного матча на балюстрадах эскалатора остается только 30% «живых» светильников, а травмы от разбитого стекла часто приводят к госпитализации. Вопросы снижения трудовых затрат на обслуживание сетей освещения значительно продвинулись вперед на станциях последних очередей пуска.

Использование ламп с длительно гарантированным сроком работы и расположение источников света в легко доступных местах значительно облегчает эксплуатацию и освобождает жизненно важное пространство под землей от громоздких подъемных приспособлений. Оригинальное световое решение получилось на вновь открытых выходах станций «Белорусская» и «ВДНХ» за счет использования светильников ВИСКО-М с новыми натриевыми лампами повышенной светоотдачи. Энергоэффективность и срок службы различных типов источников света резко различается. За период своей работы разрядные лампы вырабатывают в 50-100 раз больше световой энергии на 1 условный Ватт потребляемой мощности по сравнению с лампами накаливания. Так, в 1997 году взамен ламп накаливания 250 Вт на открытых станциях Филевской линии начали использовать лампы типа ДРЛ-125 в светильниках М-120 не меняя архитектуры станции, узлов подвеса и т. д. Установили 859 штук ДРЛ-125 (срок службы 10 000 час.) вместо 2 005 ламп накаливания (срок службы 1 000 часов), получив годовую экономию электроэнергии более 800 тыс. кВт ч.

С 1997 года началось использование натриевых ламп ДНАТ.

В подходных коридорах станций «ВДНХ» и «Белорусская» — ДНАТ 150 Вт. На станции «Улица Академика Янгеля» — ДНАТ 100 Вт (300 шт.).

Срок службы этих ламп 12 000 часов, световой поток 10 000 Лм, люминесцентная лампа 80 Вт — 5 400 Лм, лампа накаливания 100 Вт — 1 450 Лм.

Годовая экономия электроэнергии от использования ламп ДНАТ относительно ДРЛ составляет более 300 тыс. кВт·ч.

Используя опыт эксплуатации осветительных устройств метрополитена, можно сделать вывод, что наиболее перспективные направления в экономии электроэнергии в осветительных установках метрополитена — это внедрение новых разработок.

1. КЛЛ со встроенным ПРА и резьбовым цоколем для непосредственной замены ламп накаливания. Особый эффект получен от использования КЛЛ в многорожковых люстрах.

2. Электронные ПРА для разрядных ламп позволяют:

  • исключить пульсации светового потока;
  • создать благоприятные режимы зажигания;
  • повысить срок службы ламп;
  • уменьшить расходы электроэнергии.

Практика экономии электроэнергии в осветительных сетях метрополитена в первые годы существования сводилась к отключению части световых приборов или отказе от использования некачественного освещения при недостаточном уровне естественного освещения. Графики сокращения освещения, разработанные с учетом архитектурного оформления станций и пассажиропотоков, существуют и в настоящее время. Но использование в дальнейшем такого подхода, наверное, недопустимо. Экономия электроэнергии на освещение не должна достигаться за счет снижения норм освещения, отключения части световых приборов или отказа от использования искусственного освещения при недостаточном уровне естественного света, поскольку потери от ухудшения условий освещения значительно превосходят стоимость сэкономленной электроэнергии.

Эффективной следует считать такую осветительную установку, которая создает высококачественное освещение и сохраняет свои характеристики на протяжении длительного времени при низких расходах на потребление электроэнергии, эксплуатацию, капитальных затрат на приобретение и монтаж.

Эксплуатация метрополитена с нетерпением ждет от отечественных производителей светильники аварийного освещения с встроенным источником электропитания, гарантированно обеспечивающим освещение на период эвакуации, и широкий спектр мало обслуживаемых, энергосберегающих светильников для использования в непростых условиях подземных дворцов Московского метрополитена.

Тысяча чайников за один перегон. В петербургском метро рассказали о расходе электричества

Составы новых поколений не только тратят энергию, но и отдают накопленную энергию обратно.

Суммарный расход потребляемого электричества на один перегон сопоставим с объемом, необходимым для закипания воды в тысяче среднестатистических чайников. Об этом рассказала пресс-служба подземки Северной столицы.

Как пояснили специалисты, станции метро расположены на своеобразных возвышенностях, а перегоны плавно уходят ниже станций. При отправлении со станции поезд разгоняется и идет под уклон, а, приближаясь к следующей станции, частично использует инерцию движения. Благодаря такому способу существенно сокращается расход электроэнергии.

Составы новых поколений не только тратят энергию, но и отдают накопленную энергию обратно в контактную сеть.

Петербургский метрополитен был открыт в городе на Неве в 1955 году. Он является вторым по старшинству и величине на постсоветском пространстве после московского. Подземка Петербурга состоит из пяти линий, их длина составляет 124,8 километров. В настоящее время в Северной столице работают 72 станции, восемь из них признаны объектами культурного наследия России.

В четверг, 3 октября, в городе на Неве были открыты новые станции Фрунзенского радиуса. Станции метро «Проспект Славы», «Дунайская» и «Шушары» призваны значительно улучшить транспортную доступность кварталов на юге Петербурга. Ранее многим жителям Фрунзенского района приходилось пользоваться другими станциями, до которых нужно было добираться на транспорте. С особенным нетерпением открытия станции «Шушары» ждали жители Колпино, которые теперь могут добираться до метро на автобусе за 25 минут.

Подписывайтесь на нас в «Яндекс.Новостях», Instagram и «ВКонтакте».

Читайте нас в «Яндекс.Дзене».

АСКУЭ Московского метрополитена

В статье описывается АСКУЭ Сокольнической линии Московского метрополитена. Представлены особенности технологического объекта, перечислены цели его автоматизации, описаны функциональные возможности внедренной системы.

«Эльстер Метроника», Московский метрополитен, г. Москва

metro.jpg

Московский метрополитен является крупнейшим потребителем электрической энергии мегаполиса, перерабатывая около 1,8 млрд. кВт/ч электроэнергии в год. Стоимостная доля потребляемой электрической энергии в общих расходах метрополитена составляет более 13 %. Контроль и анализ при планировании и потреблении электроэнергии, а также совершенствование экономических отношений с ее поставщиками в сфере купли-продажи позволило бы значительно снизить затраты на покупку электроэнергии.

Совершенствование экономических отношений в энергетике тесно связано с появлением Федерального оптового рынка электроэнергии и мощности (ФОРЭМ), куда устремились предприятия энергоемких потребителей. Производители избыточной энергии могут продавать ее по более низкой цене, используя электрические сети АО-ЭНЕРГО.

Постановлением Федеральной энергетической комиссии (ФЭК) предусмотрено, что квалификация потребителя при рассмотрении вопроса о выходе его на ОРЭ определяется только суммарным годовым потреблением электроэнергии 100 млн кВт/ч. Таким образом, даже отдельные линии метрополитена подходят под этот параметр.

Основным препятствием выхода любого предприятия на ОРЭ является снижение доли расходов в перекрестном субсидировании после выхода на оптовый рынок. В связи с этим АО-ЭНЕРГО ограничивает выход потребителей на ОРЭ.

pic1.jpg

Рис. Структурная схема АИИС КУЭ Сокольнической линии Московского метрополитена

На Сокольнической линии Московского метрополитена внедрена современная система АСКУЭ Альфа центр, созданная на базе оборудования “Эльстер Метроника”. Монтаж ее осуществлен фирмой ООО “Русэнергосбыт” после проведения специального конкурса на право производства работ. При разработке АСКУЭ Сокольнической линии была использована “Концепция построения автоматизированной системы коммерческого и технического учета электроэнергии для Московского метрополитена”, подготовленная компанией “Эльстер Метроника”, а также опыт работы фрагмента АСКУЭ, созданного на тяговой подстанции Т-4 (“Парк культуры”) Московского метрополитена. Система внедрена с перспективой дальнейшего выхода электроснабжения Московского метрополитена на ОРЭ.

Наладка системы АСКУЭ осуществлялась специалистами компании “Эльстер Метроника”.
Характеристика Сокольнической линии

Сокольническая линия — это первая линия Московского метрополитена. Она продлена от ст. “Сокольники” до ст. “Улица Подбельского” и от ст. “Парк культуры” до ст. “Юго-Западная”. На линии протяженностью 26,2 км 19 действующих станций, каждый час по ней пропускается 35 пар семивагонных поездов.

Электроснабжение линии осуществляется восемью тяговыми, пятью совмещенными тягово-понизительными и семнадцатью понизительными подстанциями. Общее потребление электрической энергии составляет более 200 млн. кВтч в год. Для учета электрической энергии установлено 25 коммерческих счетчиков и 256 счетчиков технического учета типа Альфа А1700.

Описание процесса деятельности
АСКУЭ представляет собой комплекс программно-технических средств, состоящих из:
— первичных преобразователей — трансформаторов тока и напряжения;
— первичных средств учета — цифровых счетчиков электроэнергии;
— устройства сбора и передачи данных;
— каналов связи УСПД с первичными средствами учета;
— каналов связи УСПД с сервером базы данных и субъектами обработки коммерческой информации;

— сервера базы данных, предназначенного для долговременного хранения коммерческой информации по учету электроэнергии;

— средства синхронизации системного времени;
— средств программного обеспечения счетчиков, УСПД, сервера БД.

pic2.jpg

Рис. Размещение шкафов АСКУЭ на подстанции Сокольнической линии Московского метрополитена

В АСКУЭ применяются технические и программные средства, производимые компанией “Эльстер Метроника”. Они имеют сертификаты соответствия к использованию в составе автоматизированных систем учета электроэнергии, а сами автоматизированные системы, построенные на их базе, отвечают всем требованиям нормативных документов.

В состав ИВК АСКУЭ входит сервер базы данных с установленным на нем ПО Альфа ЦЕНТР, где осуществляется обработка и хранение данных по учету электроэнергии, настройка параметров функционирования системы. Сервер базы данных располагается в Центре сбора данных Сокольнической линии.

В функции ИВКЭ, имеющем в своем составе 30 УСПД RTU-325, входит сбор данных о выдаче и потреблении электрической энергии по 30 подстанциям, их хранение и предоставление по запросу на вышестоящие уровни.

Функционирование АСКУЭ Сокольнической линии осуществляется следующим образом. Каждые три минуты УСПД производят опрос цифровых счетчиков. Полученная информация записывается в энергонезависимую память. Далее, по запросу с сервера базы данных, с периодичностью один раз в три минуты, эта информация предоставляется на вышестоящий уровень. Данные поступают в базу ИВК. Вышеописанные процедуры происходят автоматически, а время и частота опроса настраиваются вручную на этапе пуско-наладки системы. На этом этапе также согласуются время и последовательность опроса на- правлений “УСПД-счетчики”.

Для обеспечения работоспособности АСКУЭ вводятся штатные единицы и формируется оперативно-эксплуатационный персонал АСКУЭ. Специалисты, обслуживающие АСКУЭ, проходят курсы обучения на заводе-изготовителе ООО “Эльстер Метроника”.

pic3.jpg

Рис. Расположение счетчиков на панелях подстанций

Структура системы и способы связи для информационного обмена АСКУЭ является многоуровневой, с иерархической распределенной обработкой информации.

Система состоит из следующих уровней:

— I (проведение измерений) — включает 267 информационно-измерительных комплексов точек измерения (ИИК);

— II (сбор и обработка результатов измерений, диагностика средств измерений в пределах одной электроустановки) — включает 30 информационно-вычислительных комплексов электроустановки (ИВКЭ);

— III — информационно-вычислительный комплекс (ИВК) АСКУЭ;
— система обеспечения единого времени (СОЕВ).
ИИК служат для автоматического проведения измерений в точке измерений. В их состав входят:
— счетчики электрической энергии;
— измерительные трансформаторы тока и напряжения;
— вторичные измерительные цепи.
ИВКЭ обеспечивают:
— автоматический сбор информации по учету электроэнергии от ИИК;
— автоматический сбор и обработку информации о состоянии средств измерений.
В состав ИВКЭ входят:
— контроллеры, обеспечивающие интерфейс доступа к ИИК и ИВК;
— технические средства приема-передачи данных (каналообразующая аппаратура).
ИВК обеспечивает:
— автоматизированный сбор и хранение результатов измерений;
— автоматическую диагностику состояния средств измерений;
— контроль достоверности результатов измерений.
В состав ИВК входят:
— технические средства приема-передачи данных (каналообразующая аппаратура);

— компьютер в серверном исполнении для обеспечения функции сбора и хранения результатов измерений, установленный в специализированном шкафу для обеспечения механической защиты с возможностью пломбирования;

— технические средства для организации локальной вычислительной сети и разграничения прав доступа к информации.

pic4.jpg

Рис. Обеспечение удобного доступа к оборудованию АСКУЭ
СОЕВ обеспечивает синхронизацию времени всех уровней системы.

Структура системы АСКУЭ, а также используемый для ее создания программно-технический комплекс ООО “Эльстер Метроника”, соответствуют стандартам для автоматизированных систем. Объектами сбора первичной учетной информации являются счетчики электроэнергии, установленные на панелях учета, в ячейках. Подключение счетчиков к шкафам модемному и RTU осуществляется по интерфейсу RS-485. Так как монтаж и контроль комплексной работы устройств шкафов производится на заводе “Эльстер Метроника”, обеспечивается простота монтажа и наладки оборудования на объекте, так как для ввода шкафов в эксплуатацию необходимо произвести лишь подключения линий связи к внешним клеммникам шкафа НКУ. НКУ позволяют разместить оборудование в промышленных помещениях, предотвращают несанкционированный доступ к оборудованию, обеспечивают климатическую защиту оборудования.

Мощность сервера БД, количество портов УСПД на каждом из уровней рассчитаны с учетом возможного добавления в систему дополнительных точек учета. Информационный обмен данными между уровнями ИВКЭ и ИВК осуществляется посредством модемных коммутируемых соединений через телефонную сеть.

Общие аспекты надежности

Надежность и готовность АСКУЭ определяют многие факторы. Показатели надежности и резервирование оборудования являются наиболее важными факторами обеспечения надежности системы. АСКУЭ проектируется с учетом удовлетворения строгих требований надежности в следующих аспектах:

— применение конструкции оборудования и электрической компоновки, отвечающих требованиям IEC_Стандартов;

— стойкость к электромагнитным воздействиям.

Заложенное в проект АСКУЭ оборудование разработано для удовлетворения жестких требований надежности и готовности в следующих аспектах:

— прочная механическая конструкция;
— защищенность от электрических помех;
— высококачественные компоненты;
— проверенные в эксплуатации электронные блоки;
— полностью проверенное программное обеспечение;
— полный комплект документации на систему;
— отображение сообщений об ошибках;
— быстрая замена дефектных модулей;
— гарантийное и послегарантийное обслуживание.
Высокая гибкость системы обеспечивает резервирование на следующих уровнях:
— линии связи;
— электропитание;
— хранение данных.
Меры по обеспечению надежности
Для обеспечения заданного уровня надежности и ее улучшения необходимо:
— собирать и анализировать данные об отказах;

— проводить проверку показателей надежности, полученных на стадии проектирования с показателями надежности, полученными в результате сбора данных об отказах;

— производить профилактические работы во время эксплуатации.

Для увеличения надежности системы во время эксплуатации необходимо разработать и выполнять программу обеспечения надежности (ПОН).

По результатам расчетов можно сделать следующие заключения:

— вероятность безотказной работы для большинства функций системы в данном случае определяется надежностью счетчиков. Это наиболее уязвимое место в системе, так как характеризуется наибольшим временем восстановления и большим количеством счетчиков;

— при небольшом количестве счетчиков в ЗИПе среднее время восстановления системы сокращается.

Внедрение системы АСКУЭ, помимо решения основной задачи — точного учета и анализа потребляемой энергии, позволяет вплотную подойти к практической реализации автоматического регулирования мощности в устройствах электроснабжения метрополитена и, как следствие, экономии потребляемой энергии.

Решение новой задачи стало возможным в результате замены масляных и электромагнитных выключателей 10 кВ вакуумными, имеющими исключительно высокие коммутационные показатели, в частности, до 50 тыс. вкл./откл. при номинальном токе. Как правило, на подстанциях метрополитена в работе постоянно находятся все выпрямительные агрегаты. При этом после окончания часов “пик” тяговые трансформаторы подстанций существенно недогружены, работая с очень низким значением cos j » 0,2-0,3. В результате линии питания загружаются не компенсированным индуктивным током и ухудшается качество электроэнергии.

Поскольку ресурс вакуумных выключателей высок, представляется возможным в автоматическом режиме отключать отдельные выпрямительные агрегаты вместе с тяговыми трансформаторами. Таким образом, целью автоматического регулирования мощности в устройствах электроснабжения метрополитена является минимизация электрических потерь при изменяющейся нагрузке, разгрузка питающих центров и линий от генераци индуктивных токов за счет отключения из лишней мощности выпрямительных агрегатов и работы оставшихся в режиме, близком к номинальному.

Выводы

1. Необходимо продолжить планомерное внедрение АСКУЭ на всех линиях метрополитена и монорельсовой дороге.

2. Для мониторинга в системе реального времени целесообразно использовать оптоволоконные каналы связи совместного предприятия “Макомнет”, сеть которого проложена по тоннелям метрополитена и имеет выход на внешнюю сеть. Также требуется модернизация существующих коммутируемых каналов связи.

3. Для реализации задачи автоматического регулирования мощности в устройствах электроснабжения необходимо ускоренными темпами завершить замены масляных и электромагнитных выключателей 10 кВ вакуумными. При этом следует решить вопрос интеграции АСКУЭ с телемеханикой.

4. Необходимо рассмотреть вопрос об организации структурного подразделения по поддержанию автоматизированных систем в работоспособном состоянии, а также круглосуточному мониторингу за экономичной работой всего электротехнического оборудования метрополитена.

Сколько электричества потребляет метрополитен

Если бы мы к каждой главе давали подзаголовки, то тут написали бы: электроэнергия — жизненная сила метрополитена. При этом не было бы никакого преувеличения, поскольку метрополитен, его механизмы и устройства полностью электрифицированы. Все, начиная от миниатюрных электронных приборов до мощных электродвигателей поездов, эскалаторов, вентиляции и водоотливных насосов, нуждается в электроэнергии. Как бы ни совершенна была техника, без надежного питания электроэнергией она бессильна.

Пожалуй, в этом смысле устройства электроснабжения подобны кровеносным артериям, питающим метрополитен.

Уже на подходе к вестибюлю метро пассажир видит светящуюся красную букву М. Он входит в вестибюль и пользуется разменным автоматом. Спускается по лестнице, ступени которой в зимнее время подогреваются электронагревательными элементами, проходит через автоматический контрольный пункт, следящий с помощью различных реле за правильностью оплаты проезда, спускается по эскалатору, приводимому в движение электродвигателем.

И вот пассажир в ожидании поезда стоит на платформе. Вокруг светло, чисто, свежий воздух в любое время года, тепло и прохлада, создаваемые микроклиматом.

Электропоезд за минимальное время домчит пассажира до нужной ему станции, и он, вновь воспользовавшись эскалатором, поднимется на поверхность, кстати, его выход на улицу так же зафиксирует пропускной автомат…

И чтобы все это действовало — разменивало, опускало, везло, поднимало, пропускало,— требуется электроэнергия.

Мы напомнили только о тех устройствах и механизмах, которые, если так можно выразиться, зримо сопровождают пассажира, а сколько для него остается невидимым и просто неизвестным: приборы сигнализации, централизации блокировки, устройства автотелеуправления движением электропоездами, санитарно-техническая аппаратура и т. д. А большой комплекс механизмов для ремонта пути, сооружений. Длинный перечень того, где необходима электроэнергия в метро, можно было бы продолжать долго.

Все так называемые потребители электроэнергии составляют восемь основных групп.

1. Электропоезда. Самый крупный потребитель, почти 3/4 всей энергии идет на тягу поездов.

2. Освещение станций, тоннелей, наземных линий и служебных помещений.

3. Эскалаторное хозяйство.

4. Санитарно-технические устройства.

5. Устройства сигнализации, централизации, блокировки и связи.

6. Электродепо, заводы, мастерские, лаборатории.

7. Электрифицированный инструмент и механизмы для производства работ на станциях и в тоннеле.

8. Собственные нужды подстанций (отопление, освещение, вентиляция, агрегаты для зарядки аккумуляторных батарей).

Каждая из этих групп имеет свой «характер», предъявляет свои условия и требования к системе энергоснабжения.

Для питания электропоездов необходим постоянный (выпрямленный) ток напряжением 825 В. Система постоянного тока определяется теми положительными качествами, которыми обладают тяговые двигатели вагонов.

Из чего же складываются эти 825 В?

Номинальное напряжение на токоприемниках поезда должно быть 750 В, а средняя величина падения напряжения в элементах тяговой сети (кабели, контактный рельс, ходовые рельсы) принимается за 10 процентов, то есть равна 75 В.

Максимальное напряжение на контактном рельсе должно быть не выше 975 В, минимальное — не ниже 550. Тяговая нагрузка имеет непостоянную величину и носит ярко выраженный пиковый характер. Семивагонный состав в момент пуска потребляет ток примерно 5000 А, но по мере разгона величина его уменьшается, а при следовании «на выбеге» равна 0.

Большинство потребителей получают электроэнергию круглосуточно. Только поездам она подается во время движения. После окончания движения во время «ночного окна» контактный рельс обесточивается. И рано утром снова подается напряжение.

Станции, тоннели, наземные участки линий и служебные помещения освещаются светильниками, получающими в нормальном режиме переменный ток от трансформаторов понизительных или совмещенных тяговопонизительных подстанций.

В подземных сооружениях для освещения применяется напряжение 127 В, на наземных участках — 220. Чем объясняется разница? Дело в том, что при прекращении питания переменным током часть освещения станций и тоннелей должна автоматически переключаться на питание от аккумуляторных батарей напряжением 115-150 В.

Нагрузка от осветительных устройств в течение суток имеет примерно постоянную величину. В период «ночного окна» часть освещения вестибюлей и станций отключают, зато включается освещение в тоннелях.

Двигатели эскалаторов потребляют переменный ток напряжением 380/400 В. Характер нагрузки зависит от количества пассажиров и режима работы машин, в ночное время она нулевая.

От переменного тока напряжением 380 и 220 в работают санитарно-технические установки: вентиляция, отопление, водоотливные насосные устройства и др.

Что же касается устройств СЦБ и связи, то они в количественном отношении весьма незначительный потребитель. Но крайне ответственный. Такой потребитель ни при каких условиях не может допустить перерыва питания. И он постоянно получает его от специальных трансформаторов, установленных на тяговопонизительных и понизительных подстанциях, в виде переменного тока напряжением 400, 220 и 127 В.

Электродепо, заводы, лаборатории, мастерские питаются от понизительных подстанций переменным током напряжением 127, 220, 380 в и 825 в выпрямленным.

Электрифицированный инструмент и механизмы работают от трансформаторов совмещенных тяговопонизитель-ных и понизительных подстанций напряжением 127, 220, 380 в переменного тока.

Основные потребители электроэнергии — поезда, освещение, эскалаторы, водоотливные установки, устройства автоматики и телемеханики для движения поездов, связи, автоматические системы обнаружения и тушения пожара, противопожарные установки — по надежности электроснабжения относятся к электроприемникам 1-й категории. Они допускают минимальные по времени перерывы в энергоснабжении. Это происходит при необходимости автоматического ввода резервного питания (устройства освещения, СЦБ и связи) или в то время, которое необходимо электродиспетчеру для включения или переключений в устройствах питания, идущих от Мосэнерго.

И в самом деле, поезда могут на 5-6 секунд иметь перерыв электропитания, он никоим образом не отразится на движении.

А устройства освещения и СЦБ? Конечно же нет. Если вдруг такое случится, то не больше чем на десятые доли секунды.

Вот он, «характер» энергоснабжения метрополитена…

Управляют системой энергоснабжения квалифицированные специалисты — электродиспетчеры. Располагая средствами телемеханики, они контролируют работу системы, постоянно находясь в контакте с поездными бригадами, а также с диспетчерами эскалаторной и электромеханической служб. В электросистеме метрополитена в части надежности и бесперебойности предъявляются жесткие требования. Они диктуются самой спецификой деятельности подземной магистрали. А за счет чего эта надежность системы обеспечивается, какие условия оказываются решающими? Таких условий четыре.

1. Есть необходимые резервы во всех звеньях.

2. Имеются устройства автоматики, телемеханики и электрической защиты.

С помощью устройств автоматики поддерживается заданный режим. Аппаратура телемеханики позволяет одному человеку — диспетчеру — управлять электроснабжением целой линии. С помощью телеуправления он постоянно контролирует работу агрегатов и подстанций, получает информацию о нагрузках агрегатов, производит необходимые переключения на подстанциях и в тоннеле и т. д. Устройства электрической защиты в случае отклонения от нормального режима могут предотвратить аварийную ситуацию или локализовать ее.

3. Правильная организация эксплуатации всех устройств системы (осмотры, профилактические испытания, периодические плановые ревизии, различного вида ремонты и др.).

4. Профессиональные знания и добросовестное выполнение своих обязанностей каждым работником. По сути, в этом специфика метрополитена, где, как правило, бригады состоят из 2-3 человек, а многие работы проводятся единолично.

В этих условиях необходима строгая технологическая дисциплина и сознательное отношение к выполнению любого задания. Работники службы электроподстанций и сетей обеспечивают эти требования. Достаточно сказать, что по вине устройств электроснабжения крайне редко отмечаются сбои графика движения.

Небольшой исторический экскурс позволит нам поближе познакомиться с этой службой, почувствовать ее напряженный трудовой пульс.

Службе электроподстанций и сетей одной из первых на Московском метрополитене было присвоено высокое звание коллектива коммунистического труда. В 1935 году в службе насчитывалось 348 человек, а в 1985-м — более 1500 человек.

Незадолго до открытия метрополитена было организовано Управление службы. И в связи с тем, что в тот период электротехническое хозяйство было сравнительно невелико, в состав службы входили и эскалаторы, и сантехнические установки.

Первые несколько месяцев руководящие должности в управлении занимали в основном специалисты Метро-строя, Метропроекта и Могэса-Мосэнерго.

Во главе каждой тяговой подстанции стояли начальник и мастер. Понизительные подстанции были разбиты на три группы.

На всех тяговых и понизительных подстанциях устанавливалось круглосуточное дежурство, чтобы постоянно следить за работой оборудования. Не было автоматики и устройств телеуправления. Дежурили на подстанциях работники метрополитена и электротехнической промышленности. Специально подготовленных кадров еще не хватало. Опыт монтажников помогал работникам службы быстрее осваивать сложное оборудование и схемы подстанций.

Тогда же проводились различные испытания ртутных выпрямителей, быстродействующих выключателей и другой аппаратуры.

Первый период, который условно назван «освоением», продолжался около полутора лет и дал много нового и полезного коллективу службы. И большой вклад в это внесли Б. Г. Жданов, В. Г. Гурвич, А. С. Карасев, Г. А. Плетнев, О. А. Москвин, В. В. Харитонов, К. П. Николаев, М. Г. Харитонов и другие.

В начале 1937 года структура службы изменилась. Сан-технические установки отошли к сооруженцам. В Управлении службы были ликвидированы отделы тяговых и понизительных подстанций.

Инженерно-технический состав и рабочие-рационализаторы провели значительные мероприятия по повышению надежности работы всех элементов электрохозяйства метро. Впервые в СССР была разработана и внедрена защита кабелей постоянного тока напряжением 825 В, реконструированы аноды ртутных выпрямителей, что повысило их нагрузочные и перегрузочные способности.

Хотелось бы остановиться отдельно еще на одной серьезной работе.

Проектная мощность энергетического хозяйства предусматривала максимальный график движения поездов в 24 пары шестивагонными составами. Однако уже в 1938 году размеры движения достигли максимального проектного графика, пассажироперевозки — 300 миллионов человек в год.

Естественно, появилась нужда в дальнейшем росте графика. В связи с этим необходимо было провести расчеты максимальных и средних нагрузок выпрямительных агрегатов, а также испытания и расчеты по токам короткого замыкания в контактной сети и тока уставок быстродействующих выключателей 825 В. Одновременно были проведены реконструктивные работы. И уже в 1938 году ввели новый график — 34 пары поездов в час.

Параллельно шли испытания и делались расчеты с целью выяснения: можно ли увеличить количество вагонов в поезде до восьми?

С первых дней эксплуатации на повестку дня встал вопрос о создании новых и совершенствовании имеющихся средств автоматики и разработке устройств телемеханики. Впервые телемеханика на столичном метрополитене была опробована 21 мая 1939 года, а через год на автотелеуправлении впервые в Советском Союзе — без местного дежурного персонала — работали все тяговые подстанции Горьковской линии.

Великая Отечественная война временно прервала работы по телемеханизации электросистемы. Но они сразу же возобновились после войны. И к 1967 году вся система была полностью телемеханизирована.

Много профессионального умения, инженерной смекалки и творческой инициативы внесли в разрешение этой проблемы работники службы электроподстанций и сетей Е. А. Каминский (автор первой системы телемеханики, которая эксплуатируется до сих пор), В. М. Киеня, В. Ф. Мерзлов, М. В. Минаева, В. Г. Круть, Ф. А. Винокурский и другие.

Хотелось бы более детально объяснить читателям, почему столь важное значение придавали на метрополитене внедрению в систему электроснабжения автотелеуправления.

И тут, видимо, трудно обойтись без некоторых параллелей.

В наш век телемеханика прочно вошла в жизнь. Мы даже представить себе не можем бытовой холодильник без автоматического регулирования температуры. Нас не удивляет программное управление станками. И даже — космическая телемеханика. Все это воспринимается как само собой разумеющееся.

Но ведь все когда-то начиналось с нуля. И первые, самые примитивные по устройству и конструкции изделия всегда оказывались самыми сложными по затрате творческого труда. А что дает развитие и внедрение этих изделий, становилось ясным спустя годы, иногда и десятилетия.

Новое в технике возникает, развивается и входит в жизнь, когда оно необходимо. Именно так случилось с автотелеуправлением на метрополитене. Причем речь идет не об автоматике как таковой и не о телемеханике, а об их чрезвычайно строго и тщательно продуманном сочетании, которое и образует систему автотелеуправления.

При создании и внедрении автотелеуправления пришлось решить ряд технических, организационных и правовых вопросов.

Во-первых, предстояло найти необходимые технические решения.

Во-вторых, выработать систему технического и технологического обслуживания (виды и содержание осмотров, ревизий, профилактики, испытаний).

В-третьих, создать систему оперативного использования средств автотелеуправления (диспетчеризация, взаимодействие диспетчерского и ремонтного персонала, организация скорой технической помощи и Т. п.).

В-четвертых, подготовить кадры как технического, так и оперативного персонала значительно более квалифицированного, чем при местном управлении. На подстанциях нет местного дежурного персонала, но есть дежурный электродиспетчер, который в своей работе руководствуется телесигналами. А все оборудование систематически осматривают, тщательно регулируют, испытывают.

В-пятых, решить и узаконить ряд правовых положений, так как автотелеуправление (равно как и электрическая централизация стрелочных переводов) кардинально изменяет порядок оперативных действий, что непосредственно касается безопасности обслуживания. Так, на телеуправляемых подстанциях некому ночью «разбирать схему» для создания видимых разрывов в линиях контактной сети. Аналогично, при диспетчерской централизации, не может быть и речи о запирании приводов стрелочных переводов.

Следовательно, возникла необходимость не только найти другие полноценные средства, гарантирующие безопасность, но и узаконить их. Однако новые средства управления вводились на метрополитене впервые. Не было ни правил, ни инструкций, ни аналогов. Кроме того, на метрополитене существовало особо неблагоприятное условие: контактный рельс доступен для прикосновения, что сильно усложняет дело.

В таких условиях принятие решения об изменении правил эксплуатации требовало не только настойчивости, но и большой смелости. К чести бывших в то время начальника службы Е. Б. Френкеля, начальника цеха защиты и автоматики (ныне ДЗА) А. Г. Мельникова и главного электродиспетчера В. Г. Гурвича, они взяли на себя всю полноту ответственности. И теперь, когда со дня ввода в эксплуатацию первого устройства телеуправления прошло не одно десятилетие, у энергетиков метрополитена есть право сказать, что они не подвели этих смелых людей.

Времена недоверия к автоматике давно прошли. Сегодня запись в диспетчерском журнале 1939 года: «…на подстанции все нормально, за исключением того, что один из фидеров переведен на автоматику» — звучит как анекдот.

Слово «телемеханика» вошло в широкое употребление.

Автотелемеханизация увлекла многих. Особенно активными ее участниками были Ф. В. Васильев, Е. Е. Ганцева, Н. В. Мерцалов, О. А. Москвин, В. Ф. Мерзлов, В. Н. Мос-ковченко, В. Д. Островский, А. Ф. Пальтов, В. Г. Петров.

Первой в СССР автотелеуправляемой тяговой подстанцией была Т7 «Маяковская». Автотелеуправление на ней было внедрено 14 мая 1940 года, в канун 5-й годовщины Московского метрополитена. Летом 1940 года на новое управление перевели Т8 «Динамо», а осенью — Т9 «Аэропорт». Таким образом, все подстанции одной линии («Площадь Свердлова» — «Сокол») работали без дежурного персонала, и в их числе Т9, питавшая тупиковые фидера, не имеющие «подстраховки» со смежных подстанций.

Во время Великой Отечественной войны телемеханика была отключена. Вновь ее ввели в эксплуатацию в 1945 году, но на значительно более совершенной основе. Все работы по автотелеуправлению в дальнейшем мет

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *