4.Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции

Необходимо дать кратное описание схемы питания собственных нужд переменным током [7], указав мощность и число устанавливаемых на тяговой подстанции ТСН, а также, к какому РУ производится подключение обмотки высокого напряжения. При описании схемы распределения электроэнергии 380/220 В коротко перечисляются распределительные шкафы и потребители переменного тока. Даются иллюстрации структурной схемы СН [7, с. 102].

Для питания приводов выключателей, устройств защиты, сигнализации и телемеханики на проектируемой подстанции часто применяют постоянный оперативный ток. Его источником является аккумуляторная батарея типа "СК" (стационарная для кратковременного разряда), работающая в режиме постоянного подзаряда.

4.1.Выбор аккумуляторной батареи

Определятся ток длительного разряда

,

где I_пост – ток постоянной длительной нагрузки, А;

I_ав – ток аварийной нагрузки, А (значения I_пост и I_ав принимаются с учетом данных [6, табл. 4.11].

Расчетный ток кратковременного разряда

,

где I_вкл – ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении одного (для опорной подстанции двух-трех) выключателя, А.

Расчетная емкость батареи

,

где t_ав – длительность разряда при аварии, для тяговых подстанций принимается равной 2ч.

Находят номер батареи по расчетной емкости

, (31)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий уменьшение емкости батареи после нескольких лет эксплуатации;

Q_N=1 – емкость аккумулятора первого номера (при t_ав = 2 ч, Q_N=1 = 22А ч).

Вычисляют номер аккумуляторной батареи по току кратковременного разряда

, (32)

где 46 – кратковременный допустимый ток разряда аккумулятора первого номера (CK-1), равный 46 А.

Дробное значение номера батареи округляют в большую сторону. Окончательно принимают наибольший из двух значений номер, полученный по формулам (31) и (32). Число последовательно включенных элементов батареи, питающих шины включения ШВ напряжением U_шв = 258 В в режиме подзаряда

.

Число элементов, питающих шины управления (ШУ) напряжением U_шу = 230 В в режиме постоянного подзаряда

,

где U_подз – среднее напряжение элемента в режиме постоянного подзаряда [5], [9].

4.2. Выбор зарядно-подзарядного устройства (зпу)

Мощность ЗПУ – полупроводникового выпрямителя [5], [7] выбирают, исходя из первого формовочного заряда батарей и одновременного питания постоянных потребителей (принимают I_зар = 5,25N для батарей до СК-5 и I_зар = 3,75N для СК-6 – СК-20).

Мощность ЗПУ определяется no формуле

,

где U_зар – зарядное напряжение, В.

.

Номинальный ток ЗПУ должен удовлетворять условию

.

5.Расчет контура заземления подстанции

Выбор и расчет системы заземления тяговой подстанции производят, исходя ив условий безопасности напряжения прикосновения. Опасность поражения зависит от тока I_ч и длительности его протекания через тело человека [6, с. 596]. 3ная допустимый том I_ч.доп находит допустимое напряжение прикосновения:

, (33)

где R_ч – сопротивление тела человека; в среднем можно считать R_ч = 1000 Ом;

_вс – удельное сопротивление верхнего слоя почвы (дано в задании), Ом м.

Затем определят напряжение на заземлителе:

, (34)

где к_п – коэффициент напряжения прикосновения; для сложных заземлителей определяется по формуле

где М – параметр зависящий от соотношений удельных сопротивлений верного _вс и нижнего _нс слоев грунта, определенным образом (данный параметр нужно выбрать по [6, с. 598];

 – коэффициент, определяемый по сопротивлению тела человека R_ч и сопротивлению растекания тока от ступеней R_c:

, в расчетах можно принять

l_в и l_г – длина вертикальных и горизонтальных заземлителей, м;

а – расстояние между вертикальными заземлителями, м;

П – площадь заземляющего устройства (принять равной площади подстанции).

Так как U_з = I_зR_з, то сопротивление контура заземления не должно превосходить, Ом:

,

где Iз – расчетный ток однофазного к.з. в рассматриваемой установке, т.е. ток однофазного к.з. в точке К-1.

Далее расчет сводится к определению сопротивления заземляющего контура R_з известными приемами [5], [6].