ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

_________________________________________________________________________

Кафедра "Электроснабжение железных дорог"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине “Тяговые подстанции” на тему:

Тяговые и трансформаторные подстанции переменного тока

Выполнил студент Евсюкова О.В.

Группа ЭС – 604

Руководитель Марикин А.Н.

Нормоконтроль Марикин А.Н.

Санкт – Петербург

2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. выбор числа, типа и мощности трансформаторов 4

1.1. Выбор главного понижающего трансформатора 4

2. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру 7

2.1. Расчет токов короткого замыкания аналитическим методом с применением типовых кривых 7

2.2. Определение относительного сопротивления до точки к₁ 9

2.3. Проверка на электрическую удалённость 12

2.4. Определение токов короткого замыкания на шинах ОРУ–110 кВ 13

2.4.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания 13

2.4.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания 14

2.4.3. Определение токов однофазного короткого замыкания 14

2.5. Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ – 27,5 кВ 16

2.5.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания. 16

2.5.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания 17

2.6. Расчёт точки короткого замыкания на шинах РУ - 10,5 кВ 18

2.6.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания 18

2.6.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания 19

2.7. Расчёт короткого замыкания на шинах собственных нужд 19

3. выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов и измерительных трансформаторов 24

3.1. Выбор шин РУ 24

3.1.1. Выбор шин ОРУ-110 кВ 24

3.1.2. Выбор шин ОРУ-27,5 кВ 25

3.1.3. Выбор шин ЗРУ-10,5 кВ 25

3.2 . Высоковольтные выключатели переменного тока 27

3.3. Разъединители, отделители, короткозамыкатели 28

3.4. Выбор измерительных трансформаторов 29

3.4.1 Трансформаторы тока 29

3.4.2. Трансформатор напряжения 33

4. Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции 34

4.1. Выбор аккумуляторной батареи 36

4.2. Выбор зарядно-подзарядного устройства (ЗПУ) 38

5. Расчёт контура заземления 39

заключение 41

библиографический список 43

Введение

Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Кроме того, электроэнергия на железных дорогах расходуется на различные технические нужды: освещение вокзалов и станций, выполнение работ по ремонту подвижного состава, пути, изготовление запасных частей и т.д. Удовлетворение потребности железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется с помощью тяговых подстанций, которые получают энергию от систем внешнего электроснабжения.

Тяговые подстанции – это комплекс электротехнических устройств, предназначенных для питания электрической тяги поездов, устройств автоблокировки, не тяговых потребителей продольного электроснабжения и районных потребителей (нагрузок).

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъединители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления.

В ходе выполнения данного курсового проекта, согласно выданному заданию, производится разработка эскизного проекта тяговой подстанции переменного тока 27,5 кВ. Для проектирования тяговой подстанции выполняется:

1. Краткое обоснование главной схемы тяговой подстанции и выбор числа, типа и мощности рабочих и резервных тяговых агрегатов и трансформаторов.

2. Расчет токов к.з. на шинах РУ.

3. Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов.

4. Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции.

5. Расчет контура заземления тяговой подстанции.

1. Выбор числа, типа и мощности трансформаторов

Электрическая энергия, которая необходима для питания подвижного состава, вырабатывается на различных электростанциях. От электрических станций по трёхфазным линиям электропередач (ЛЭП) высокого напряжения электрическая энергия передаётся к тяговым подстанциям, расположенным на электрифицированной железной дороге. В данном варианте задания тяговые подстанции питаются электроэнергией от внешней энергосистемы по схеме двухстороннего питания, т.е. при выходе из строя одной электростанции, питание тяговых подстанций будет осуществляться от другой электростанции. Согласно заданию тяговые подстанции 1, 5 – опорные (получают питание по более, чем трем ВЛЭП 110 кВ), 2, 4 – транзитные (получают питание по одной ВЛЭП 110 кВ), 3 – отпаечная (получает питание по ответвлениям от двух ЛЭП 110 кВ). В данном курсовом проекте необходимо рассчитать транзитную тяговую подстанцию переменного тока. На тяговой подстанции переменного тока устанавливают главный понижающий трехобмоточный трансформатор и трансформатор собственных нужд. Так как железная дорога является потребителем первой категории (т.е. перерыв в ее электроснабжении может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов или причинить ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом), принимаем два понижающих трансформатора, один из которых является резервным.