Кабельно-проводниковая продукция и аксессуары

Особенности электроснабжения Московского метрополитена

— Московский метрополитен сегодня — один из крупнейших в мире и по своей сути является «городом в городе». Являясь инфраструктурным объектом мегаполиса, он также имеет свою обеспечивающую инфраструктуру. Каковы размеры и основные характеристики электросетевого комплекса, находящегося во владении метрополитена?

Ю. Щукин:
— Представьте себе современную схему линий Московского метрополитена. Каждая точка на ней — это энергонезависимая система со своей распределительной сетью, подключённая к нескольким подстанциям. Сегодня электроснабжение метрополитена обеспечивают 313 подстанций: 

  • тяговые подстанции: 38 наземных и одна подземная, преобразующие переменный ток 10 кВ в постоянный 825 В для питания электроподвижного состава метрополитена;
  • 122 совмещённые тягово-понизительные подстанции, преобразующие переменный ток 10 кВ (20 кВ) в постоянный напряжением 825 В для питания электроподвижного состава и в переменный напряжением 400 В, 230 В и 127 В для питания эскалаторов, электромеханических установок, устройств управления движением поездов, сигнализации и связи, освещения и сетей механизации работ;
  • 152 понизительные подстанции, преобразующие переменный ток напряжением 10 кВ (20 кВ) в переменный, напряжением 400 В, 230 В и 127 В для питания эскалаторов, электромеханических установок, устройств управления движением поездов, сигнализации и связи, освещения и сетей механизации работ.

Кабельная сеть собственных и находящихся на внешнем обслуживании службы линий, проложенных открытым способом в тоннелях, коллекторах, шахтах и под платформами станций, имеет протяжённость более 25,2 тыс. километров.

Кроме подстанций и кабельных сетей специалистами Службы электроснабжения обеспечивается обслуживание осветительного хозяйства станций, вестибюлей, тоннелей и притоннельных сооружений, включающего в себя более 584,8 тыс. осветительных приборов, распределительных сетей, силовых и распределительных сборок, комплексов устройств с коммутационной аппаратурой, релейной и микропроцессорной защитой, которые обеспечивают ручное, автоматическое и дистанционное управление оборудованием и присоединениями подстанций.

— В чем основные отличия электрических сетей метрополитена от традиционных распределительных?

А. Зайченков:
— Основным видом деятельности распределительных электросетевых компаний является оказание услуг по передаче электрической энергии. Распределительные сети получают электрическую энергию напряжением, например 6—10 кВ, и распределяют её к каждому дому, где используется напряжение 380, 220 В.

Основным видом деятельности Московского метрополитена являются пассажирские перевозки, осуществление которых требует электроэнергии. В настоящее время ежегодное потребление электроэнергии метрополитеном превышает 1,9 млрд кВт-ч.

От питающих центров энергосистемы города по кабельным линиям электропередачи 6, 10 и 20 кВ электроэнергия доставляется до тяговых и тягово-понизительных подстанций, которые, в свою очередь, преобразуют трёхфазный переменный ток в постоянный (выпрямленный ток) напряжением 825 В для питания электропоездов. Это примерно 75% общего потребления метрополитена. Оставшаяся часть энергии напряжением 6, 10 и 20 кВ силовыми трансформаторами тягово-понизительных и понизительных подстанций приводится к уровню 380/220 В для питания эскалаторов, систем вентиляции, устройств освещения, управления движением поездов, насосов, откачивающих грунтовые воды в тоннелях, и других потребителей. Использование выпрямленного тока и другие особенности работы транспортных средств послужили причиной применения в сети нестандартного для обычных сетей оборудования и специальной кабельной продукции. Так, кабельные линии, рассчитанные на передачу постоянного тока напряжением до 3 кВ, были разработаны ВНИИКП специально для метрополитена. Следует отметить, что для повышения уровня пожарной безопасности метрополитена ОАО «ВНИИКП» разработало и провело сертификацию силовых и контрольных кабелей, не распространяющих горение, с низким дымо- и газовыделением (ТУ 16.К71-090-2002). Эти кабели применяются как при новом строительстве, так и для замены кабелей, отслуживших свой срок. В настоящее время выпуск указанной выше кабельной продукции осуществляют шесть заводов в Российской Федерации.

Необходимо иметь в виду, что сети метрополитена проектировались и проектируются для целей обеспечения перевозки пассажиров. Относить метрополитен к сетевой организации, по нашему мнению, неправильно. Это привело к тому, что закладываемые резервы мощности на развитие линий, увеличение объёмов перевозки, а также на аварийные режимы в сетях используются для иных целей и снижают запас устойчивости энергосистемы метрополитена.

Как сетевая организация, отнесённая к монополистам, мы вынуждены выполнять помимо основных функций требования о раскрытии информации по Постановлению Правительства РФ от 21 января 2004 г. №24.

Эта информация размещается на сайте метрополитена в разделах «Специалистам» и «Годовые отчёты».

— Каким образом осуществляются техническое обслуживание и ремонты электрических сетей? Существуют ли для этого специальные подразделения в составе компании или работы выполняются подрядным способом?

Ю. Щукин:
— Техническое обслуживание электрооборудования и сетей Службы электроснабжения включает в себя полный комплекс работ для поддержания их в рабочем состоянии — от осмотров до капитального ремонта. Все виды технического обслуживания выполняются специалистами службы в полном соответствии с требованиями «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и периодичностью планово-предупредительных ремонтов и других нормативных документов, действующих на метрополитене.

На каждой из восьми дистанций энергоснабжения имеются подразделения, выполняющие текущее обслуживание кабельных линий на закреплённых за ними участках, будь то ремонтные работы, испытания или технический надзор при выполнении работ вблизи кабельных линий. В службе имеется Дистанция капитального ремонта № 2, выполняющая капитальный ремонт, замену и прокладку новых кабельных линий.

Кроме этого, значительные объёмы работ по замене и прокладке кабельных линий выполняются подрядным способом. При этом выбор исполнителей осуществляется исключительно на конкурентной основе с отражением информации на сайте.

Из особенностей, пожалуй, следует отметить работы по обслуживанию и ремонту электротехнического оборудования и кабельных линий, находящихся непосредственно в тоннелях. Для их проведения у работников есть небольшое «ночное окно» — с 2 до 5 часов ночи по рабочим дням. За этот короткий промежуток времени должны быть доставлены материалы, оборудование, инструменты, испытательные установки, измерительные приборы, выполнены работы, убраны места производства работ, работники выведены из тоннеля и обеспечены условия для движения поездов.

— Какими техническими решениями и организационными мероприятиями обеспечивается надежность функционирования схемы электроснабжения метрополитена?

Ю. Щукин:
— Электроснабжение тяговых и совмещённых тягово-понизительных подстанций осуществляется от трёх независимых источников питания по сети 10 (20) кВ, одним из которых, как правило, является питающий центр городской энергосистемы (рис. 1).

 

Рис. 1. Типовая схема электроснабжения участка линии метрополитена
СТП — совмещённая тягово-понизительная подстанция
КП — кабельная перемычка (линия связи с другой подстанцией)

 

Понизительные подстанции получают электроэнергию по двум линиям от тяговых подстанций. Это позволяет создавать у потребителей необходимую категорию надёжности, в том числе первую особую.

Для обеспечения бесперебойной работы устройств сигнализации, централизации и блокировки, управления движением поездов используются три независимых источника питания.

Питание электродвигателей водоотливных и вентиляционных установок, электроприводов эскалаторов, автоматических контрольных пунктов, устройств телемеханики, пожарной автоматики осуществляется от двух независимых источников.

Устройства связи электрических часов, звонковой сигнализации и громкоговорящего оповещения получают питание от подстанций по двум линиям переменного тока с разных секций распределительного щита и одной линии постоянного тока.

Автоматические устройства подстанций обеспечивают поддержание заданного режима работы и надёжное включение резервного оборудования.

При прекращении питания переменным током часть освещения станций, служебных помещений, тоннелей, закрытых наземных участков и помещений основных инженерно-технических установок автоматически переключается на питание от аккумуляторных батарей.

Ёмкость аккумуляторных батарей обеспечивает питание аварийного освещения этих объектов в течение одного часа.

Электрические сети потребителей метрополитена имеют защиту от токов короткого замыкания и от перегрузок сверх установленных норм, а элементы тяговой сети (преобразовательные агрегаты, распределительные устройства 825 В, кабели и оборудование контактной сети), кроме того, защиту от замыкания «на землю».

Схемы подстанций построены таким образом, что все ответственные потребители получают питание с разных секций распределительных устройств, подключённых к своим трансформаторам, — ТМ-1 и ТМ-2, ТО-1 и ТО-2, СН-1 и СН-2 и т.д. (рис. 2, 3, 4).

 

Рис. 2. Типовая схема совмещённой тягово-понизительной подстанции

 

Рис. 3. Типовая схема тяговой подстанции

 

Рис. 4. Типовая схема понизительной подстанции

 

Все тяговые, совмещённые тягово-понизительные подстанции и вводимые в настоящее время понизительные подстанции оборудованы средствами телемеханики (рис 5, 6).

 

Рис. 5. Старые системы телемеханики

 

Работа системы энергоснабжения метрополитена в круглосуточном режиме осуществляется энергодиспетчерами. Они контролируют работу подстанций, выполняют переключения в их схемах, взаимодействуют с диспетчерами энергосистемы города, направляют на объекты, при необходимости, специализированные подразделения для проверки их состояния, проведения переключений и аварийно-восстановительных работ.

Рис. 6. Новые системы телемеханики

 

Надёжность работы энергосистемы обеспечивается строгим соблюдением технологии обслуживания и ремонта оборудования, устройств и кабельных линий в соответствии с требованиями нормативной документации, своевременным проведением испытаний.

Особо необходимо отметить высокую эффективность регулярного проведения тепловизионного обследования наших электроустановок аттестованными работниками в специально созданной Службе электроснабжения лаборатории. Это позволяет выявлять дефектные и аварийные места, своевременно выполнять ремонтные работы. Внедрение современных защит, в том числе построенных на микропроцессорных устройствах, повышает надёжность работы нашего оборудования.

Безусловно, важнейшим фактором обеспечения надёжности энергосистемы метрополитена является повышение профессионального уровня знаний работников, а также постоянный контроль за выполнением ими должностных обязанностей.

— Раз уж мы заговорили о развитии, расскажите, пожалуйста, о ближайших планах метрополитена и его электросетевого хозяйства.

Ю. Щукин:
— План развития метрополитена на период до 2020 г. определён Постановлением Правительства г. Москвы от 4 мая 2012 г. № 194-ПП. Всего к 2020 году планируется построить 67 новых станций метро и проложить 145,5 километра новых линий, а также завершить третий пересадочный контур протяжённостью 42 километра.

— Каким образом решаются вопросы технологического присоединения к внешним электрическим сетям? Существуют ли проблемы в этом направлении?

А. Зайченков:
— Одним из актуальных вопросов является технологическое присоединение к внешним электрическим сетям. Технологическое присоединение — это услуга, оказываемая сетевой организацией для подключения энергопринимающих устройств юридических, физических лиц и индивидуальных предпринимателей к электрическим сетям. Метрополитен заключает договор на поставку электроэнергии с ОАО «Мосэнергосбыт», а уже оно, в свою очередь, занимается всеми техническими и организационными вопросами подключения к внешним электрическим сетям.

При строительстве и реконструкции новых объектов метро вопросами подключения к сетям занимается подрядная организация, получающая право на выполнение данных работ на конкурсной основе. В данном случае метрополитен, как потребитель электроэнергии, контролирует надёжность и качество предоставленных услуг.

Присоединение электрических сетей сторонних потребителей (в дальнейшем — субабонентов) к сетям и электроустановкам Службы электроснабжения производится с разрешения начальника метрополитена при условии, что это не приводит к нарушению безопасности движения поездов и пассажиров.

На каждое присоединение субабонентом должен быть разработан проект электроснабжения своих электроустановок, в котором предусматривается выбор кабелей, приборов защиты, учёта расхода электроэнергии, трассы прокладки питающей кабельной линии (ПКЛ), определение мер электробезопасности, проверка питающей электроустановки и сетей метрополитена с учётом дополнительной нагрузки.

Вся необходимая информация о процедурах для выполнения подключения опубликована на сайте метрополитена в разделе «Служба электроснабжения. Раскрытие информации».

Объективно метрополитен не предназначен для подключения субабонентов к своим сетям, так как это требует от службы электроснабжения сокращения резервирования собственных мощностей. При этом метрополитен не получает прибыли, осуществляя данные подключения.

В связи с наличием широкой сети инженерных коммуникаций мы стараемся идти навстречу при поступлении заявок на присоединение, но просим относиться с пониманием в случае невозможности предоставления такой услуги из-за стратегического значения метро.

— Московский метрополитен имеет достаточно разветвлённую сеть тоннелей по городу. Существуют ли соглашения с сетевыми компаниями или другими организациями о возможности использования этих тоннелей для прокладки сетей иных собственников, в том числе магистральных и распределительных сетей?

Ю. Щукин:
— Туннельные сооружения используются для прокладки силовых и связных кабельных линий различных организаций, но изначально существующие объекты не предназначались для арендного использования и задействуются для собственных нужд метро в связи с его технологическим совершенствованием и развитием.

Вопросы о возможности предусматривать при реконструкции и строительстве новых сооружений, потребности сетевых компаний в прокладке линий не прорабатывались экономически. Увеличивать габариты тоннеля для этих целей вряд ли окажется экономически целесообразным. Использование резерва, предусмотренного на перспективу, может привести к удорожанию нового строительства. К тому же немаловажен вопрос последующего обслуживания «чужих» сетей. Этим придётся заниматься специалистам службы электроснабжения метрополитена, что повлечёт за собой дополнительные расходы времени и средств и необходимость их компенсации.

— Применяются ли при строительстве новых электрических сетей метрополитена или их реконструкции новые технологии? Какие?

А. Зайченков:
— На метрополитене постоянно внедряются современные виды оборудования и кабели с улучшенными характеристиками. Только за последние годы стало применяться оборудование на напряжение 20 кВ, 12-пульсовые преобразовательные агрегаты, кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, по-жаростойкие кабели с индексом FR. Продолжается замена выработавших ресурс кабелей на кабели с изоляцией, не распространяющей горение, с низким дымо- и газовыделением (с индексом «нг-LS»). В осветительных сетях внедряются энергосберегающие источники света. Внедряется подвижной состав с устройствами, обеспечивающими рекуперативное торможение, что даёт существенную экономию электроэнергии. Такой состав работает на Филевской, Арбатско-Покровской, Бутовской и Кольцевой линиях. Начато внедрение режима рекуперативного торможения на Калининской линии.

— Какой опыт Московский метрополитен имеет с различными организациями — проектными, подрядными, наладочными? Какие положительные и отрицательные результаты на сегодня имеются?

Ю. Щукин:
— Длительное время генеральной проектной организацией по метростроению был институт Метрогипротранс, а в области строительства — Мосметрострой. В настоящее время выбор проектных, подрядных и других организаций, осуществляющих свою деятельность в интересах ГУП «Московский метрополитен», проводится на конкурентной основе.

Мы не можем давать оценку положительных и отрицательных последствий этого для метрополитена в целом. Что касается электрохозяйства, то, на наш взгляд, отрицательного не меньше, чем положительного. В ряде случаев проектирование новых линий ведут организации, не имеющие достаточного опыта и знаний в области метростроения.

Нарушены принципы стандартизации и унификации применяемого оборудования в ущерб качеству, приоритетной стала цена. Раньше мы имели возможность приобретать только проверенное или уже зарекомендовавшее себя оборудование, поддерживали тесные отношения с производителями и выстраивали долгие отношения с нашими подрядчиками. Вся поставляемая продукция проходила жёсткий отбор на предмет совместимости с уже используемым оборудованием, а также проводили серии тестов, которые гарантировали надёжную работу всех комплектующих наших сетей.

В настоящее время на новых подстанциях нередко появляются типы оборудования, похожего на находящиеся в эксплуатации, но имеющего отличительные особенности в технологии ремонта, которые должны осваивать наши работники. При этом появляется вероятность совершения ошибок при ремонте, наладке или испытаниях.

Необходимо отметить, что и сегодня в области метростроения работают организации, имеющие большой опыт и высококлассных специалистов. Именно они совместно с работниками метрополитена обеспечивают успешные пуски новых линий.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно