3 Расчет мощности тяговой подстанции

Мощность подстанции на стороне постоянного тока 600 В рассчитывают по выпрямленному току. Ток подстанции I­_пА, для нормального и вынужденного режимов определяют как сумму токов положительных кабелей подстанции.

I­_п = ∑I_y, А, (3.1)

где I_y – ток участка, А.

I_п = 2004,4А,

К установке на данной тяговой подстанции приняты преобразовательные агрегаты с выпрямителями ВТПЕД 2000 [1]. В комплекте с агрегатами идут трансформатор ТСЗПУ - 2000, S_ном = 1382 кВ·А и 2 трансформатора собственных нужд ТМ-40, S_ном = 40 кВ·А [2].

Для централизованной системы количество агрегатов тяговой подстанции n^` , шт., определяем по формуле

n^` = + 1, (3.2)

где I_ном.а – номинальный ток агрегата, А; I_ном.а=2000 А [1];

I_п – ток подстанции, А;

k_нд – допустимый коэффициент нагрузки агрегата; k_нд=1,02 [1].

n^` = = 2 шт.

Находим коэффициент нагрузки преобразовательных агрегатов k_н тяговой подстанции централизованной системы по формуле

k_н = , (3.3)

где n` – число агрегатов на подстанции, шт.

k_н =

Находим рабочую мощность подстанции на стороне постоянного тока

P_н, кВт по формуле

P_н = I_п · U_ном, (3.4)

где U_ном – номинальное напряжение на шинах подстанции.

P_н = 2004,4 · 0,6 =1202,68 кВт

Мощность подстанции на стороне переменного тока напряжением 10 кВ S_уп, кВ·А определяем по формуле

S_уп = ∑S­_iуа + ∑S_ксн, (3.5)

где S­_iуа – установленная мощность i-го агрегата, кВ·А;

S_ксн – установленная мощность трансформатора собственных нужд, кВ·А.

S_уп = 2 · 1382 + 2 · 40 = 2844 кВ·А

Определяем рабочую полную мощность подстанции S_ра, кВ·А, исходя из фактического коэффициента нагрузки и исходя из того, что один агрегат находится в резерве по формуле

S_ра = (n`–1) · S<sub>iya</sub> · k<sub>н</sub> + (n`–1)·S_ксн, (3.6)

S_pa = (2-1) · 1382 · 0,5 + (2-1) · 40 = 731кВ·А

Выбираем кабель, питающий тяговую подстанцию из условия

I_p ≤ I_доп , кА, (3.7)

где I_р – расчетный ток, А;

I_доп – предельно-допустимый ток кабеля, А.

Рассчётный ток I_p, А определяем по формуле

I_p= , (3.8)

где U_н –номинальное напряжение на РУ;U_н = 10 кВ.

I_p=

По расчётному току выбираем кабель ААБ-10 (3х70), I_доп=130А.[2]

42,25< 130 А

Выбранный кабель соответствует условию (3.7).

4 Расчет сечения контактной сети и кабелей 600в

Все провода и кабели проверяем по экономической плотности тока, но если взять за основу контактную сеть с проводом МФ-85 с сечением q_п=85 мм², [1] , то необходимо проверить выбранный контактный провод на экономическую плотность тока, которая в нормальном режиме должна быть не более 5 А/мм², а в вынужденном режиме 7 А/мм².

Для проверки на экономическую плотность необходимо определить эквивалентную нагрузку провода.

Для сети с неизменной линейной плотностью тока эквивалентная нагрузка контактного провода для одностороннего питания I_эп, А определяется по формуле

I_эп = , (4.1)

где β – квадрат относительного среднего квадратичного отклонения поездного тока; для троллейбуса β = 1,2; [1];

n – число машин на участке, шт.;

I_у – ток участка, А.

I_эп1­ = = 210,9 А

Далее определяем экономическую плотность тока j, А/мм² по формуле

j = , (4.2)

где k_и – коэффициент износа контактного провода; k_и = 0,92; [1]

q_п – площадь сечение контактного провода, мм²; при двухстороннем движении q_п = 85·2 мм².

j₁ = = 1,34 А/мм²

Экономическая плотность тока не превышает 5 А/мм², что соответствует условию, следовательно применяем контактный провод МФ-85, [1]. Аналогично проверяем каждый участок контактной сети и результаты заносим в таблицу 4.1.

Эффективную нагрузку кабеля I_эк, А определяем по формуле

I_эк = I­_у · , (4.3)

где β – квадрат относительного среднего квадратичного отклонения поездного тока; для троллейбуса β = 1,2; [1]

I_эк­1 = 245· = 313,6 А

Аналогично рассчитываем для каждого участка контактной сети и результаты заносим в таблицу 4.1.

Сечение кабеля q_к, мм² рассчитываем по формуле

q_к = , (4.4)

где I_эк­ – эффективная нагрузка кабеля, А;

j_эк – экономическая плотность кабеля; j_эк­ = 1,2 А/мм². [1]

q_к1 = = 261,3 мм²

Аналогично производим расчеты для оставшихся участков. Данные расчетов по питающим кабелям заносим в таблицу 4.1.

Выбираем кабель ААБ-2к (1х300) сечением 300 мм² , I_ном=555 А. [1]

Таблица 4.1 – Данные расчеты по питающим кабелям

Номер участка	Средний ток участка Iy, А	Эффект. нагрузка провода, Iэп, А	Эффект. нагрузка кабеля, Iэк, А	Сечение стандарт-ное, мм2	Марка кабеля
1	245,0	210,9	313,6	300	ААБ-2к
2	286,0	236,0	355,5	300	ААБ-2к
3	180,0	169,7	246,1	240	ААБ-2к
4	179,7	169,4	245,7	240	ААБ-2к
5	201,0	183,2	268,1	240	ААБ-2к
6	222,8	197,3	291,0	300	ААБ-2к
7	201,0	183,2	268,1	240	ААБ-2к
8	107,8	122,5	170,4	240	ААБ-2к
9	34,50	62,50	81,80	240	ААБ-2к
10	64,70	89,10	120,2	240	ААБ-2к
11	86,00	105,1	144,4	240	ААБ-2к
12	97,00	113,5	157,1	240	ААБ-2к
13	56,00	81,40	109,0	240	ААБ-2к
14	43,00	70,08	92,60	240	ААБ-2к