3.7.1 Определение типового номера аккумуляторной батареи

Определение расчётного тока длительного разряда в аварийном режиме производится по формуле:

, (29)

где I_пост – ток постоянной длительной нагрузки, подключённой к аккумуляторной батарее до возникновения аварийного режима в электроустановке, I_пост = 36А

I_АВ - ток временной аварийной нагрузки, I_АВ = 26 А

Определение расчётного тока кратковременного разряда производится по формуле:

(30)

где I_{КР.РАЗР.} – ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении привода ШПЭ – 33 (МКП – 110), I_ВКЛ = 244 А.

А

Определение расчётной ёмкости аккумуляторной батареи производится по формуле:

(31)

где t_АВ – длительность разряда аккумуляторной батареи при аварии на тяговой подстанции, .

Определение номера аккумуляторной батареи по ёмкости, соответствующей току длительного разряда аварийного режима, производится по формуле:

(32)

где Q_СК-1 – ёмкость единичного аккумулятора СК – 1 при длительности разряда , .

принимаем

Определение номера аккумуляторной батареи по току кратковременного разряда производится по формуле:

(33)

где кратковременно допустимый разрядный ток аккумулятора СК-1, А.

принимаем .

Принимаем номер аккумуляторной батареи наибольший из двух значений номера аккумуляторной батареи по формулам, т. е.

Полное число последовательно включенных элементов аккумуляторов батареи:

(34)

где U_ШВ – напряжение на шинах включения, ;

U_ПЗ - напряжение аккумуляторной батареи при подзаряде, .

Число аккумуляторов, нормально питающих шины управления и защиты:

(35)

где U_ш – напряжение на шинах управления и защиты, :

принимаем

3.7.2 Выбор зарядно – подзарядного устройства

Производится по напряжению, току и мощности ЗПУ, исходя из первого (формовочного) заряда аккумуляторной батареи.

Расчетная мощность ЗПУ:

(36)

Зарядное напряжение ЗПУ:

(37)

где полное число аккумуляторов

Зарядный ток батареи:

(38)

Номинальный ток ЗПУ:

(39)

Номинальное напряжение:

(40)

Номинальная мощность ЗПУ:

(41)

(42)

Вт

Выбираем выпрямительный зарядно – подзарядный агрегат на полупроводниковых приборах ВАЗП –380/260 – 80 имеющий следующие характеристики:

U_{н зпу}=260 В, I_ном=80 А, Р_ном=20 кВт.

3.8 Расчет защитного заземления

Защитное заземление устройств тяговой подстанции сооружают в соответствии с требованиями, представляемыми к электроустановкам выше 1кВ, в сетях с эффективно заземленной нейтралью. В целях выравнивания электрического потенциала на территории тяговой подстанции на глубине L=0,5-0,7 м прокладывают продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединяют их между собой заземляющей сеткой. По плану расположения электрооборудования в соответствии с нормативными требованиями к расположению продольных и поперечных горизонтальных заземлителей определяют общую длину горизонтальных заземлителей :

(43)

где S - площадь территории тяговой подстанции, 13500m²:

Для определения сопротивления заземляющего устройства, можно использовать выражение:

(44)

где ρ - удельное сопротивление земли, ρ=130 Ом∙м;

Общее сопротивление заземляющего устройства определяем с учетом естественных заземлений R_е, сопротивление которых принимаем 2 Ом:

(45)

Ом

Проверяем выполнение условия, при котором R_з ≤ 0,5 Ом.

Условие выполняется, т.е. данное заземляющее устройство будет обеспечивать защиту человека от поражения током.

Особенности защитного заземления РУ-3,3 кВ тяговых подстанций постоянного тока заключаются в следующем. При перекрытии изоляции в РУ-3,3кВ ток К.З., достигая десятков килоампер, стекает через заземляющее устройство в землю и через рельс цепи отсоса возвращается на минус шину. Такой режим представляет опасность для, людей, обслуживающих подстанцию, так и для подземных коммуникаций. В силу ряда причин такое повреждение может длительно не устраняться со стороны данной и смежной подстанции, что особенно опасно. В этих условиях сооружение заземляющего устройства, обеспечивающего безопасность людей, потребовало бы больших капитальных затрат. Более целесообразно сооружение обычного заземляющего устройства, отвечающего требованиям ПУЭ [R_з ≤ 0,5 Ом], со специальной быстродействующей защитой, отключающее подстанцию со всех сторон при перекрытии изоляции в РУ-3,3 кВ. для защиты подземных металлических коммуникаций от разрушения токами к.з. применяют специальное устройство - короткозамыкатель.

Принципиальная схема заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока показана на рисунке 7.

Рис. 7. Принципиальная схема заземляющего устройства тяговой подстанции постоянного тока: 1 – вертикальный электрод контура заземления подстанции, 2 – соединительная полоса контура заземления подстанции,3 – шины заземления молниеотвода, 4 – молниеотвод, 5 – реле земляной защиты, 6 – выпрямитель, 7, 8, 10 – проводники, 9 – корпус трансформатора, 11, 12, 13 – изолирующие стыки, 14 – козырьки в виде стальных шин (защита от шагового напряжения), 15 – реактор, 16 – рельсовый фидер, 17 – короткозамыкатель, 18 - водопроводные трубы, 19 - металлические оболочки силовых кабелей.

3.9 Экономическая часть

Определение годовых эксплутационных расходов производится по формуле:

(46)

где - стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб.;

- отчисления на амортизацию оборудования тяговой подстанции, тыс. руб.;

- расходы на обслуживание и текущий ремонт, тыс. руб.;

- годовой фонд заработной платы работников тяговой подстанции, тыс. руб.

Расчёт стоимости потерь электроэнергии производится по формуле:

(47)

где C_w1- стоимость электроэнергии, 5 руб/кВт∙ч;

W - количество отпускаемой электроэнергии за год, кВт ч;

Расчёт амортизационных отчислений производится по формуле:

, (48)

где С_тп - стоимость тяговой подстанции, С_тп = 80 млн. руб.

Стоимость ежегодного обслуживания и ремонта тяговой подстанции составляет:

С_рем = 800 тыс. руб.

Расчёт годового фонда заработной платы производится по формуле:

, (49)

где C_СР.М. - усреднённое значение должностного месячного оклада, .

N – численность персонала тяговой подстанции при методе оперативного обслуживании – дежурство в одно лицо, работников.

Расчёт годовых эксплуатационных расходов:

Расчёт себестоимости переработки электроэнергии производится по формуле:

(50)

где количество переработанной за год электроэнергии.