- •Общие указания
- •Тема 1. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры тяговой подстанции постоянного тока электрифицируемого участка железной дороги.
- •Тема 2. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры тяговой подстанции переменного тока электрифицируемого участка железной дороги.
- •Тема 3. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры трансформаторной подстанции для питания железнодорожного узла.
- •Состав дипломного проекта
- •Глава 1 Разработка однолинейной схемы коммутации электрической подстанции
- •Структурные схемы электрических подстанций
- •1.1.1 Структурная схема тяговой подстанции переменного тока
- •1.1.2. Структурная схема тяговой подстанции постоянного тока
- •1.1.3. Структурная схема трансформаторной подстанции
- •1.1.4. Выбор числа питающих линий (нетяговых) потребителей электрической энергии
- •1.2. Составление однолинейной схемы проектируемой подстанции
- •1.2.1. Схема распределительного устройства питающего (первичного) напряжения опорной подстанции
- •1.2.4. Распределительное устройство первичного напряжения трансформаторных подстанций
- •7.2.5. Схемы распределительных устройств вторичного напряжения
- •1.3. Принципиальная схема подстанции
- •Глава 2 Расчет мощности подстанции
- •2.1. Мощность тяговой нагрузки
- •2.1.1. Тяговые подстанции переменного тока
- •2.1.2. Тяговые подстанции постоянного тока
- •Технические характеристики полупроводниковых преобразователей
- •Электрические параметры трансформаторов преобразовательных агрегаторов
- •2.2. Мощность нетяговых потребителей
- •Расчет активных нагрузок потребителей
- •2.2.1. Коэффициенты, характеризующие режим работы подстанции по электрообеспечению (нетяговых) потребителей электроэнергией
- •2.2.2. Расчет реактивной мощности потребителей
- •2.2.3. Полная мощность потребителей
- •2.3. Мощность собственных нужд. Выбор трансформаторов собственных нужд
- •Электрические параметры трехфазных (т) двухобмоточных масляных (м) трансформаторов на напряжение до 35 кВ
- •2.4. Мощность нетяговых железнодорожных потребителей, питающихся по линии «два провода — рельс» (дпр)
- •2.5. Полная расчетная мощность для выбора главных понижающих трансформаторов
- •2.5.1. Тяговые подстанции переменного тока
- •2.5.2. Тяговые подстанции постоянного тока
- •2.5.3. Трансформаторные подстанции
- •2.6. Выбор главных понижающих трансформаторов
- •Электрические характеристики двухобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 35 кВ
- •Электрические характеристики двухобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ
- •Электрические характеристики трехобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ
- •Электрические характеристики трехобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 220 кВ
- •Электрические характеристики трехфазных трехобмоточных трансформаторов на напряжение110, 150 и 220 кВ (старых выпусков)
- •2.7. Полная мощность подстанции
- •Глава 3 Расчет максимальных рабочих токов
- •Глава 4 Расчет параметров короткого замыкания
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Схема внешнего электроснабжения
- •Параметры оборудования и лэп схемы внешнего электроснабжения, представленной на рис. 4.1
- •4.3. Расчетная схема
- •4.4. Базисные условия
- •4.4.1. Базисная мощность
- •4.4.2. Базисное напряжение
- •4.4.3. Базисный ток
- •4.5. Эквивалентная электрическая схема замещения
- •4.6. Расчет относительных сопротивлений элементов цепи короткого замыкания
- •Расчетные выражения для определения значений относительных сопротивлений
- •Средние удельные индуктивные сопротивления линий электропередач
- •Преобразование схем замещения
- •Относительные сопротивления до расчетных точек короткого замыкания
- •4.8. Расчет параметров цепи короткого замыкания
- •4.9. Расчет токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
- •4.10. Расчет токов короткого замыкания в тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ
- •Сопротивления контактных подвесок
- •4.11. Расчет токов короткого замыкания на низкой стороне (до 1000 в) трансформатора собственных нужд
- •Сопротивления понижающих трансформаторов, приведенные к вторичному напряжению 400/230 в (схема соединения обмоток «звезда — звезда с выведенной нейтралью»)
- •Сопротивления трехжильных кабелей с поясной изоляцией
- •Средние сопротивления автоматических выключателей и рубильников (разъединителей)
- •Сопротивления первичных обмоток катушечных
- •Глава 5 Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанций
- •5.1. Выбор и проверка токоведущих частей
- •5.1.1. Гибкие токоведущие части
- •Допустимые токи на неизолированные провода
- •Диаметр гибких неизолированных проводов
- •5.1.2. Жесткие токоведущие части (шины)
- •Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины прямоугольного сечения
- •Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины трубчатого сечения
- •Значения коэффициента формы Кф
- •5.1.3. Силовые кабели
- •Рекомендации по применению на подстанциях кабелей с пропитанной бумажной изоляцией
- •Поправочные коэффициенты для выбора токовых нагрузок на кабели при прокладке нескольких кабелей в земле (трубах)
- •Длительно допустимые токи кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, прокладываемых в земле
- •5.2. Выбор и проверка изоляторов
- •5.2.1. Подвесные изоляторы
- •5.2.2. Опорные изоляторы
- •Основные технические данные опорных фарфоровых изоляторов внутренней установки
- •5.2.3. Проходные изоляторы
- •Электрические параметры проходных изоляторов
- •5.3. Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока внутренней установки на напряжение до 10 кВ
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока на напряжение 27,5 и 35 кВ
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока на напряжение 27,5 и 35 кВ
- •5.4. Выбор быстродействующих выключателей постоянного тока
- •Пример выбора и проверки выключателей согласно условиям п. 5.3
- •Технические данные
- •5.5. Выбор и проверка разъединителей
- •Электрические характеристики разъединителей внутренней установки на напряжение до 10 кВ включительно
- •Электрические характеристики разъединителей внутренней установки на напряжение 35,110,150 и 220 кВ
- •Технические данные разъединителя рс-3000/3,3
- •Пример выбора разъединителей согласно условиям п.5.5
- •5.6. Выбор и проверка измерительных
- •Электрические характеристики трансформаторов тока на напряжение 10 кВ
- •Электрические характеристики малогабаритных трансформаторов тока
- •Электрические характеристики трансформаторов тока наружной установки на напряжения 35, 110 150 и 220 кВ
- •Технические данные трансформатор тока, встроенных в силовые трансформаторы
- •Технические данные трансформаторов тока, встроенных в силовых выключатели
- •Допустимая нагрузка трансформатора тока по предельной кратности
- •Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока
- •5.7. Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения
- •Электрические характеристики трансформаторов напряжения
- •5.8. Выбор реакторов
- •5.9. Выбор высоковольтных предохранителей
- •Технические данные предохранителей на напряжение свыше 1000 в с усиленной мощностью отключения
- •Технические данные предохранителей для защиты трансформаторов напряжения
- •Технические данные выхлопных предохранителей наружной установки
- •5.10. Выбор оборудования для защиты от перенапряжений
- •5.10.1. Защита от грозовых перенапряжений и волн, набегающих с линии
- •Электрические характеристики вентильных разрядников
- •Электрические характеристики ограничителей перенапряжения на напряжение 0,38 – 110 кВ
- •5.10.2. Защита электрических подстанций от прямых ударов молнии
- •5.11. Расчет заземляющих устройств
- •5.12. Выбор аккумуляторной батареи
- •5.13. Выбор сглаживающего устройства
- •Глава 6 Релейная защита
- •Формулы для расчета коэффициента чувствительности защит
- •6.1. Защита вводов подстанции
- •6.1.1. Опорные подстанции
- •6.1.2. Промежуточные транзитные подстанции
- •6.1.3. Промежуточные подстанции на отпайках
- •6.1.4. Расчет сопротивлений срабатывания дистанционной защиты
- •6.1.5. Максимальная направленная защита нулевой последовательности
- •6.2. Защита сборных шин первичного напряжения
- •6.3. Защита главных понижающих трансформаторов
- •6.3.1. Газовая защита
- •6.3.2. Продольная дифференциальная защита трансформатора
- •6.3.3. Максимальная токовая защита трансформатора
- •6.3.4. Токовая отсечка трансформатора
- •6.3.5. Защита от перегрузок трансформаторов
- •6.3.6. Термическая защита трансформатора
- •6.4. Защита вводов в распределительные устройства среднего и низшего напряжений 10, 27,5 и 35 кВ
- •6.4.1. Вводы в ру-10 и 35 кВ
- •6.4.2. Вводы в ру – 27,5 кВ
- •6.5. Защита сборных шин вторичного напряжения 10 и 35 кВ (цепь секционного выключателя)
- •6.6. Защита линии (нетяговых) потребителей
- •6.6.1. Максимальная токовая защита линий с независимой выдержкой времени
- •6.6.2. Токовая отсечка
- •Сопротивление воздушных линий с алюминиевыми а
- •6.6.2. Защита линий продольного электроснабжения 10 кВ, дпр 27,5 кВ и линии 6 (10) кВ питания устройств сцб
- •6.7. Защита фидеров контактной сети
- •6.7.7. Тяговые подстанции постоянного тока
- •6.7.2. Тяговые подстанции переменного тока
- •6.8. Защита трансформаторов собственных нужд
- •6.8.1. Токовая отсечка
- •6.8.2. Максимальная токовая защита
- •6.8.3. Защита от перегрузок
- •6.9. Защита преобразовательных агрегатов
- •6.10. Защита районных трансформаторов 35/(6—10) кВ трансформаторных подстанций
- •6.11. Примеры расчета релейных защит
- •6.11.1. Тяговая транзитная подстанция переменного тока 110/27,5/10 кВ
- •6.11.2. Релейная защита понижающих трансформаторов и вводов понижающей подстанции 10/0,4 кВ
- •Глава 7
- •Показатели работы тяговых подстанций для определения суммы баллов по группам оплаты труда
- •Штатное расписание по тяговым подстанциям дистанции электроснабжения
- •Расчет фонда заработной платы
- •7.1.2. Стоимость материалов и запасных частей
- •7.1.3. Стоимость электрической энергии, расходуемой на собственные нужды
- •7.1.4. Амортизационные отчисления
Электрические характеристики малогабаритных трансформаторов тока
Тип |
Номинальный первичный ток,I1н, А |
Обозначение сердечника |
Номинальный класс точности |
Номинальная вторичная нагрузка |
Номинальная предельная кратность защитного сердечника |
Ток, кА |
Сопротивление обмоток сердечника, Ом |
|||
Ом |
ВА |
термической стойкости (4-секундный), Iт |
электродинамиче-ской стойкости, Iд |
0,5 |
Р |
|||||
ТЛМ-10-1 |
50 – 200
320; 400 |
0,5/Р
0,5/Р |
0,5
3,0 |
0,4
0,6 |
10
15 |
17
16 |
2,45 – 8,75
16 |
17,6 – 52,0
100 |
0,18
0,24 |
0,23
0,32 |
ТЛМ-10-2 |
630; 800 1000 1500 |
0,5/Р 0,5/Р Р/Р |
3,0 3,0 0,5 |
0,6 0,6 0,6 |
15 15 15 |
16 14 13 |
20 22,5 22,5 |
100 100 100 |
0,24 0,22 0,37 |
0,32 0,27 0,43 |
Примечание.
Номинальное напряжение трансформаторов – 10 кВ, номинальная частота – 50 Гц; номинальный вторичный ток – 5 А.
Трансформаторы тока ТЛМ-10-1 предназначены для работы в условиях категории 3 (в закрытых помещениях с естественной вентиляцией); ТЛМ-10-2 – в условиях категории 2 (в помещениях с доступом наружного воздуха).
В маркировке трансформатора тока буквы обозначают:
Т – трансформатор тока; Л – с литой изоляцией; М – малогабаритный.
Таблица 5.25
Электрические характеристики трансформаторов тока наружной установки на напряжения 35, 110 150 и 220 кВ
Тип |
Номинальное напряжение, кВ |
Обозначение сердечника |
Первичный ток, А |
Вторичный ток, А |
Номинальная вторичная нагрузка в классе точности |
Предельная кратность при нагрузке, Ом (ВА) |
Кратность тока термической стойкости |
Кратность тока электродинами-ческой стойкости |
|||||
0,5 |
1 |
2(50) |
1,2(30) |
0,8(20) |
|||||||||
Uн |
I1н |
I2н |
Ом |
ВА |
Ом |
ВА |
Кт |
Кд |
|||||
ТФН-35М |
35 |
0,5 Р 0,5 Р |
15 – 800 15 – 800 1000 1000 |
5
5 |
2,0 0,8 2,0 0,8 |
- |
4,0 4,0 4,0 4,0 |
- |
10 - 10 - |
- - - - |
- 35 - 35 |
65 65 65 65 |
150 150 100 100 |
ТФЗМ-35А |
35 |
0,5
Р1, Р2 |
15 – 600 800 – 1500 1000 – 2000 15 – 600 800 – 1500 1000 – 2000 |
5
5 |
1,2
1,2 |
-
-
|
2,4
2,4 |
-
- |
-
- |
14 16 13 - |
-
30 33 38 |
65 65 65 65 65 65 |
150 100 50 150 100 50 |
ТФЗМ-110А |
110 |
0,5
Р1, Р2
0,5
Р1, Р2 |
50 – 100 75 – 150 100 – 200 150 – 300 200 – 300 300 – 600 400 – 800 |
5
5
5
5 |
1,2
1,2
1,2
1,2 |
-
-
-
- |
4,0
4,0
4,0
4,0 |
-
-
-
- |
-
-
-
- |
10
-
10
- |
-
30
-
30 |
75
75
75
60 |
150
150
150
75 |
ТФЗМ-110Б |
110 |
0,5
|
750; 1500; 1000; 2000; 750; 1500; 1000; 2000; |
1/5 1/5 |
20/0,8 20/0,8 |
20 20 |
50/2 50/2 |
50 50 |
- - |
- - |
20 30 |
60 60 |
75 75 |
ТФНР-150Т |
150 |
0,5 Р1, Р2, Р3 |
600 – 1200 600 – 1200 |
1 или 5 1 или 5 |
- - |
40 50 |
- - |
100 100 |
- - |
8 25 |
- - |
- - |
62 - |
ТФНР-150/2000 |
150 |
0,5 Р1, Р2, Р3 |
1000 – 2000
1000 – 2000 |
1 или 5
1 или 5 |
1,2 1,4 1,6 |
30 35 40 |
- - |
- |
- - |
30 25 |
- - |
60 60 |
75 75 |
ТФЗМ-220-Б |
220 |
0,5 Р3 |
500 – 1000 – 2000 500 – 1000 - 2000 |
1 или 5 1 или 5 |
30 50 |
- - |
- - |
- |
- - |
20 25 |
- - |
22,7 22,7 |
100 100 |
ТФЗМ-220А |
220 |
Р1 Р2 0,5 Р1 Р2 Р3 |
500 – 1000 – 2000 500 – 1000 – 2000 300 – 600 – 1200 300 – 600 – 1200 300 – 600 – 1200 300 – 600 – 1200 |
1 или 5 1 или 5 1 или 5 1 или 5 1 или 5 1 или 5 |
50 500 - - - - |
- - 30 30 50 50 |
- - - - - - |
- - 75 75 100 100 |
- - - - - - |
25 25 27 27 30 30 |
- - - - - - |
22,7 22,7 60 60 60 60 |
100 100 60 60 60 60 |
ТФЗМ-220Б |
220 |
Р1 Р2 Р3 0,5 |
500 – 1000 или 750 – 1500 или 1000 – 2000 |
1 5 1 5 |
50 2 30 1,2 |
50 50 30 30 |
- - - - |
|
- - - - |
30 30 27 27 |
- - - - |
33 33 33 33 |
60 60 60 60 |
Примечание.
Для трансформаторов типа ТФН-35М, ТФЗМ-35М, ТФЗМ-110Б, ТФЗМ-22-А дана 1-секундная термическая стойкость, для остальных трансформаторов – 3-секундная.
Для трансформаторов тока ТФЗМ-220Б приведены 3-секундные токи термической и электродинамической стойкости в кВ.
Вторичная нагрузка для трансформаторов типа ТФНР-150/2000 дана в вольт-амперах при номинальном вторичном токе, в омах – при вторичном токе, равном 5 А.
Буквы в маркировке трансформатора обозначают: Т – трансформатор тока; Ф – в фарфоровом корпусе; Н – наружной установки; Р – с сердечником для релейной защиты; М – модернизированный; З – два звена цепи первичной и вторичной обмоток.
Таблица 5.26