8. Определение годового расхода электроэнергии

Годовой расход электроэнергии на тягу вычисляется по формуле:

где – расход энергии в контактной сети;

– потери энергии в контактной сети;

– потери энергии в трансформаторах;

– потери энергии в агрегатах подстанции постоянного тока;

– расход энергии на собственные нужды.

Годовой расход энергии на тягу поездов и потери энергии в контактной сети находятся по заданному среднегодовому току , эффективному току , который связан с через коэффициенты эффективности (равен 1,1–1,4) и коэффициенты неравномерности движения – месячный (равен 1,1), суточный (равен 1,2), часовой (равен 1,3), т.е.

где Т – число часов работы подстанции в году, ч; Т=8760 ч;

– среднегодовой ток, А.

Определение потерь энергии в понизительных трансформаторах

Потери мощности в понизительном трехобмоточном трансформаторе:

где ΔP_хх- потери холостого хода трансформатора при номинальном напряжении, кВт;

ΔP_K- потери короткого замыкания при номинальном напряжении, кВт;

ΔQ_xx- реактивная мощность намагничивания трансформатора, квар, равная (S_птI_xx)/100;

К_ПП- коэффициент повышения потерь, представляющий затрату активной мощности на выработку и передачу одного квара реактивной мощности, принимаем равный 0,06 кВт/квар;

ΔQ_к- реактивная мощность рассеивания трансформатора, квар, равная (S_птt_ki)/100;

S_ПТ.Н- номинальная мощность трансформатора;

S_ПТ.Э – эффективная мощность нагрузки трансформатора, мВА,

Потери энергии для двухобмоточного трансформатора (трехфазного) составляют:

ΔQ_xx

ΔQ_к = ;

где U_k12%, U_k13%, U_k23% - падение напряжение между обмотками,

U_k1%=0,5(U_k12% + U_k13% - U_k23%),

U_k1%=0,5(17+10,5-6)=10,75%,

U_k2%= U_k12% - U_k1%,

U_k2%=17-10,75=6,25%,

U_k3%= U_k13% - U_k1%,

U_k3%=10,5-10,75=-0,25%,

ΔQ_к1

ΔQ_к2

ΔQ_к3

Потери мощности, измеренные между парами обмоток находятся из следующихсоотношений для отдельных обмоток;

ΔP_K1=0,48 ΔP_K;

ΔP_K2=0,23 ΔP_K;

ΔP_K3=0,29 ΔP_K;

ΔP_K1=0,48·145=69,6 кВт;

ΔP_K2=0,23·145=33,35 кВт;

ΔP_K3=0,29·145=42,05 кВт;

ΔP_пт=45+0,06·250+19,5/25((69,6+0,06·2687,5)+(33,35+0,06·1562,5)+(62,5-0,06·62,5))=

где – потери мощности трансформатора, кВт;

– эффективная потребляемая мощность (принимаем равной

расчетной мощности трансформатора, а для тягового трансформатора выпрямительного агрегата ) и номинальная мощность трансформатора, кВА;

t – время подключения трансформатора к тяговой сети, ч;

– время максимальных потерь для данного графика нагрузки ;

– коэффициент мощности тяговой подстанции (для постоянного тока 0,92 – 0,93).

Для электрифицированных железных дорог в зависимости от времени потребления максимальной нагрузки данным участком при определенном значении cos находят . При =8760 ч, =5000 ч.

Потери энергии в выпрямительном агрегате определяются по уравнению

где – потери энергии в тяговом трансформаторе, кВт ч;

определяются так же, как указано для трансформаторов;

– потери энергии в диодах выпрямителя, кВт ч;

где m – число фаз выпрямителя, m=12;

s – число последовательно соединенных диодов, s=2;

– число параллельных ветвей в фазе выпрямителя, =4;

– пороговое напряжение диода (равно 2 В);

– ток диода ( принимается 760 А);

– эффективное значение тока диода за период;

– коэффициент, учитывающий неравномерность

распределения тока по параллельным ветвям (равен 1,2);

– динамическое сопротивление диода (для ДЛ133-500-14 равно 0,41 мОм).

Расход энергии на собственные нужды составляет

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте эскизно разработана тяговая подстанция постоянного тока 3.3 кВ. Произведен расчет токов короткого замыкания на шинах РУ-110 кВ, РУ-10 кВ, РУ-3.3 кВ и в цепях собственных нужд.

Выбран тип и мощность рабочего и резервного тягового агрегата и трансформаторов. Выбраны, рассчитаны и проверены шины РУ. Для них выбраны коммутационные аппараты и измерительные трансформаторы, произведен подбор аппаратуры для собственных нужд подстанции, а также рассчитан контур заземления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Бей Ю.М., Мамошин Р.Р. Тяговые подстанции/Учебник для вузов ж.-д. транспорта. М: Транспорт, 1986. -319с.

2.справочник по электроснабжению железных дорог. Том 2/ Под ред. К.Г. Марквардта. –М. : Транспорт, 1981. –392с.

3.Давыдова И. К. , Попов Е. И. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. – М. : Транспорт, 1978.-416с.

4.Прохорский А. А. Тяговые подстанции/ Учебник для вузов ж.- д. транспорта. М. : Транспорт, 1983.-496с.