РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(ФГБУ ВПО РГУПС)

Факультет - Энергетический

Кафедра - «Автоматизированные системы электроснабжения»

Специальность ………… - Электроснабжение железных дорог

Расчётно-графическая работа по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»

Тема работы: «Расчёт, выбор и проектирование установки (элегазового бакового выключателя) на подстанции»

Студент группы

ЭЖС - 4 - _____________ ____________________

Работа защищена _________ с оценкой ___________

Руководитель работы

доцент ________________ Ю. В. Абрамов

г. Ростов на Дону

2015г.

Оглавление

1. Расчет токов короткого замыкания 3

1.1 Расчёт токов короткого замыкания для шин 110 кВ 5

1.2 Расчет токов короткого замыкания для шин 27,5 кВ 7

1.3 Расчет токов короткого замыкания для шин 10 кВ 9

2. Выбор и проверка токоведущих частей и электрических аппаратов 11

2.1 Выбор и проверка высоковольтных выключателей 11

3. Разработка графической части и установки элегазового выключателя 15

15

18

Задание

1. Вариант задания выбран в соответствии с № зачётной книжки (например, Вариант № 1)

2. Токи трёхфазного К.З. от S1 и S2 (A); 3847А; 9865А

3. Схема подстанции: Расчётная схема с Т1и Т2 типа ТДТНЖУ-25000/110

4. Выбрать выключатель В.Н.

5. Таблица параметров выбранного оборудования

6. Представить монтажный чертёж или Фото выбранного оборудования

1. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт сопротивлений схемы замещения. Зададимся базисной мощностью S_б, в качестве которой принимаем S_б = 100МВА.

Рисунок 1 – Расчетная схема тяговой подстанции переменного тока

Рисунок 2 – Схема замещения тяговой подстанции переменного тока

На рисунке 2:

S₁, S₂ –питающие системы;

X_S1 (X₁), X_S2 (X₂) – сопротивление питающих систем;

X_В, X_С, X_Н сопротивление обмоток высокого, среднего и низкого напряжения понижающего трансформатора

1.1 Расчёт токов короткого замыкания для шин 110 кВ

На рисунке 3 приведена схема замещения для точки к.з. на шинах110 кВ (К1).

Рисунок 3 – Схема замещения для точки К1

Определим сопротивление питающих систем:

Сопротивление X₃ вычисляется по формуле параллельного соединения сопротивлений:

, (1)

Сопротивление X_S:

(2)

Базовый ток I_б, А, определятся по формуле:

А (3)

где: U_б – базовое напряжение в точке к.з. К1. U_б = 115 кВ.

Сопротивление X_S1 иX_S2:

Ом

Ом

Сопротивление X₃:

Ом (4)

X₃ = (0,13 )/ (013 +0.05) =0,0361 Ом

Действующее значение периодической составляющей тока к.з. I_к1 в точке К1 определяется по формуле:

А ( 5 )

Ударный ток к.з. i_у, А, определяется по формуле:

, ( 6 )

где: к_у – ударный коэффициент. к_у = 1,8.

i_у = 1, 41*1,8* 13905 = 35290А

1.2 Расчет токов короткого замыкания для шин 27,5 кВ

П режде чем рассчитывать токи короткого замыкания за трансформатором вычислим сопротивления его обмоток X_В, X_С, X_Н Номинальные значения напряжений короткого замыкания, %, пары обмоток для трансформатора типа ТДТНЖУ-25000/110:

u_КВ-С = 17,5%

u_КВ-Н = 10,5%

u_КС-Н = 6,5%

Рисунок 4 ‒ Схема замещения силового трансформатора

Приведённые напряжения короткого замыкания трансформатора равны:

uКВ = 0,5(uКВ-С + uКВ-Н - uКС-Н ) = 0,5(17,5+ 10,5– 6,5) = 10,75 %;
uКС = 0,5(uКВ-С + uКС-Н - uКВ-Н ) = 0,5(17,5+ 6,5–10,5) = 6,75 %;	( 7 )
uКН = 0,5(uКС-Н + uКВ-Н - uКВ-С ) = 0,5(10,5+6,5‒17,5) = - 0,25 %;.

Сопротивления трансформатора:

Ом

Ом (8)

Ом

Т.к., токи короткого замыкания рассчитываются при худших условиях, а таким условием является параллельная работа двух понижающих трансформаторов, поэтому сопротивление обмоток делим на два:

X_В = 0,43/2 = 0,215 Ом ,

X_С = 0,27/2 = 0,135 Ом,

X_Н = - 0,005 Ом

Рисунок 5 – Схема замещения для точки К2

Результирующее сопротивление обмоток высокой и средней стороны определяется по формуле:

X₃ = X_В + X_С = 0,215 + 0,135 = 0,35 Ом

Для нахождения тока короткого замыкания в точке К2, необходимо вычислить ток к.з. от каждой системы, для этого преобразуем схему звезда в схему треугольника используя основные формулы преобразования схем:

Х₁₃ = Х₁ + Х₃ + (Х_{1 3})/Х₂ = 0,13 + 0,35 + (0,13 0,35)/0,05 = 1,39 Ом

Х₂₃ = Х₂ + Х₃ + (Х_{2 3})/Х₁ = 0,05 + 0,35 + (0,05 /0,13 = 0,53 Ом

Базовый ток I_б определим по формуле ( 3 ), где U_б = 29 кВ:

А.

Действующее значение периодической составляющей тока к.з. I_к2, А, в точке К2 определяем по формуле:

I_к2 = I_к13 +I_к23

А

А.

I_к2 = I_к13 +I_к23 = 1432 + 3757 = 5189 А

Ударный ток к.з. вычислим по формуле (6):

А.