Вентиляция. Одной из основных задач вентиляции является удаление тепла, выделяемого электропоездами и различными машинами и механизмами

Одной из основных задач вентиляции является удаление тепла, выделяемого электропоездами и различными машинами и механизмами. Избыток тепла поглощается окружающей средой и может создавать в тоннелях и на станциях повышенный тепловой эффект. Во избежание этого с помощью вентиляции воздух в течение часа заменяется 3-5 раз. Только в Московском метрополитене вентиляционные установки перерабатывают более 55 млн. м³ воздуха в час. На перегонах и станциях установлены специальные шахты, через которые осуществляется вентиляция.

На некоторых метрополитенах применяется естественное проветривание за счет поршневого эффекта при движении поездов в тоннеле и разницы температур между наружным и внутренним воздухом. Однако этот способ, несмотря на кажущуюся простоту, не обеспечивает нужного эффекта.

Наиболее эффективным оказался вариант применения искусственной приточно-вытяжной вентиляции. В этом случае в шахтах устанавливаются мощные вентиляторы, что при большем вентиляционном эффекте требует меньшего числа шахт, чем при естественной вентиляции.

В летний период воздух через станционные шахты забирается с поверхности и удаляется через тоннельные шахты. Это позволяет поддерживать относительно невысокую температуру на станциях. В холодный период, наоборот, воздух подается с поверхности через тоннельные шахты, подогревается за счет тепла, выделяемого электропоездами, оборудованием, трубопроводами, подается на станции более теплым и удаляется через станционные шахты.

На поверхности земли устанавливают специальные киоски для вентиляции. Их располагают в местах с чистым воздухом, в зеленых зонах. Через киоски воздух забирается по стволу шахты и вентиляторами подается в метрополитен. Как правило, в шахте устанавливают два вентилятора с диаметром рабочего колеса 2-2, 5м и производительностью 250 тыс. м³/ч. Вентиляторы могут работать как для подачи, так и откачки воздуха в зависимости от наружной температуры.

В СССР применяются вентиляторы конструкции ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт). Управление вентиляцией осуществляется из центрального диспетчерского пункта.

Все служебные помещения метрополитена оборудованы устройствами вентиляции. Только на Московском метрополитене насчитывается более 3100 систем местной вентиляции. Состояние воздушной среды постоянно контролируется с помощью психрометров, которые установлены на станциях и в тоннелях.

Однако данную систему вентиляции постепенно автоматизируют. В местах контроля состояния воздушной среды устанавливают специальные датчики, которые с помощью телеметрической аппаратуры, цифровых приборов и телетайпа передают информацию о температуре и влажности воздуха диспетчеру и на ЭВМ.

Телемеханические устройства позволяют полностью автоматизировать процесс воздухообеспечения метрополитена. Это сокращает трудовые затраты, повышает оперативность и четкость в решении вопросов вентиляции и обеспечивает постоянный тепловой и воздушный режим.

Раздел 5 тяговая подстанция и контактная сеть

Тяговая подстанция, сооружение, в котором расположено оборудование, предназначенное для трансформации, преобразования и распределения электрической энергии, используемой на электрифицированных железных дорогах, трамвайных и троллейбусных линиях, в метрополитене.

Городской электротранспорт работает на постоянном токе напряжением 600В для трамваев и троллейбусов и 825В для метрополитена, так как тяговые двигатели постоянного тока допускают частое изменение режима работы, обладают высоким КПД и имеют меньшую массу. Выбор величины напряжения для передачи электрической энергии — один из наиболее важных и принципиальных вопросов, оказывающих серьезное влияние на технические и экономические показатели, на капиталовложения и эксплуатационные расходы городского электротранспорта. Так, например, при постройке метрополитена в Москве было принято напряжение 750В. Повышение напряжения до 825В дало значительную экономию цветных металлов, привело к сокращению числа тяговых подстанций и увеличению мощности существующих ртутных выпрямителей на 20—25%. Источником электроснабжения городского электротранспорта является общая энергосистема города, входящая в районную энергетическую систему. В современных энергосистемах электроэнергия вырабатывается на мощных электрических станциях — тепловых и гидроэлектрических. Источники электроэнергии, как правило, значительно удалены от потребителей. Электрические станции вырабатывают трехфазный переменный ток напряжением 6, 3 и 10, 5кВ при частоте 50Гц. Со станций, расположенных далеко от потребителей, энергия передается под напряжением 35, 110, 220кВ и выше. Для повышения напряжения строят повысительные подстанции. Передаваемая энергия принимается понизительными подстанциями, расположенными в районах ее потребления. На понизительных подстанциях напряжение снижается до 6, 10кВ, а в отдельных случаях — и до 35кВ. Так как на подвижном составе городского электротранспорта устанавливают электродвигатели постоянного тока, то для получения постоянного тока строят подстанции с установками, преобразующими трехфазный переменный ток, поступающий из энергосистемы, в постоянный ток нужного напряжения. Такие установки называются тяговыми преобразовательными подстанциями. Электрическая энергия передается вагонам трамвая, троллейбусам, поездам метрополитена по контактным проводам через токосъемники, установленные на подвижном составе. Контактная сеть троллейбуса состоит из двух контактных проводов; на трамвае и метрополитене вторым проводом служат ходовые рельсы. Таким образом, система электроснабжения городского электрического транспорта включает следующие элементы: линии передачи энергии от электрических станций или понизительных подстанций энергосистемы на тяговые подстанции; обычно это кабельные линии; тяговые подстанции, на которые устанавливают агрегаты, преобразующие трехфазный ток в постоянный; питающие кабели, связывающие тяговую подстанцию с контактным проводом; отсасывающие кабели, с помощью которых ходовые рельсы трамвая и метрополитена (или второй контактный провод троллейбуса) соединены с подстанцией.

На магистральных железных дорогах общего пользования и путях промышленного транспорта, работающих на переменном токе промышленной частоты, Тяговая подстанция выполняются в виде трансформаторных подстанций и служат для понижения напряжения трёхфазного тока, получаемого от энергосистем, до необходимого значения —27, 5кв на магистральных железных дорогах и 6—10кв на путях промышленного транспорта. На электрифицированных участках, работающих на переменном токе пониженной частоты (16 и 25гц), Тяговая подстанция предназначены для понижения напряжения однофазного тока, получаемого от специальных электростанций, или преобразования трёхфазного тока промышленной частоты, получаемого от энергосистем, в однофазный ток пониженной частоты. На линиях, работающих на постоянном токе, Тяговая подстанция преобразуют трёхфазный переменный ток в постоянный ток напряжением 275В (подземная электровозная откатка), 600 и 825В (городской и промышленный транспорт), 1650в (промышленный транспорт), 3300В (магистральные железные дороги).

В СССР Тяговая подстанция железнодорожного транспорта обычно используются также и для питания электроэнергией не тяговых потребителей различных железнодорожных служб, промышленных, с.-х. и коммунально-бытовых предприятий, расположенных в районах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам.

Тяговая подстанция бывают без постоянного обслуживающего персонала — с автоматическим и телеуправлением (на магистральных железных дорогах, в метрополитене, на трамвайных и троллейбусных линиях) и с постоянным обслуживающим персоналом (на путях промышленного транспорта и др.).

По конструктивному выполнению различают Тяговая подстанция открытого типа, в которых основное оборудование размещается на открытом воздухе, и закрытого типа — с основным оборудованием, находящимся в здании. Применяют также передвижные Тяговая подстанция с оборудованием, обычно размещенным на железнодорожном подвижном составе, которые предназначены главным образом для резерва на случай выхода из строя стационарных.