- •Тяговые и трансформаторные подстанции
- •Содержание
- •1. Выбор числа, типа и мощности агрегатов и трансформаторов
- •2. Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры
- •3. Расчёт токов короткого замыкания
- •4. Проверка оборудования тяговой подстанции
- •5. Выбор сглаживающего устройства.
- •6. Выбор аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного устройства.
- •7. Расчет защитного заземляющего устройства.
- •8.Экономическая часть проекта
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩНИЯ»
Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
Курсовой проект по дисциплине:
Тяговые и трансформаторные подстанции
На тему:
РАСЧЁТ ОБОРУДОВАНИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
Вариант: 0914011 (16)
Выполнила: Мартынова Л.А.
Группа: 892
Проверил: Табаков О.В.
Содержание
Исходные данные 3
Определение мощности тяговых агрегатов и трансформаторов 4
Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры 6
Расчёт токов короткого замыкания 10
Выбор токоведущих частей 16
Выбор сглаживающего устройства 27
Выбор аккумуляторной батареи, зарядно-подзарядного устройства 29
Расчёт заземляющего устройства 30
Экономическая часть 32
Список литературы 34
Исходные данные
Род тока Т.П. |
Постоянный | |
Представление сопротивлений при расчете токов к.з. |
В о.е. | |
Тип Т.П. и ее номер на рисунке 1.1 |
Транзитная, №2 | |
Мощность к.з. на вводах опорных подстанций № 1 и 5, связывающих их с энергосистемой (в числителе SкзI , в знаменателе − SкзII), МВ·А |
940/800 | |
Число фидеров питающих КС |
4 | |
Число фидеров районных потребителей (числитель) и наибольшая мощность, передаваемая по одному фидеру (знаменатель), кВ·А |
4/1900 | |
Количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов, кВт·ч |
90·106 | |
Время действия релейных защит tз, с: | ||
На вводах 110 кВ |
1,6 | |
На вводах 35 кВ |
1,0 | |
На вводах 6 − 10 кВ |
0,8 | |
На вводах 0,4 кВ |
0,5 | |
Данные для выбора аккумуляторной батареи напряжением 220 В : | ||
Постоянный ток нагрузки, А |
10 |
9 |
Временный ток нагрузки, А |
15 | |
Данные для расчета заземляющего устройства: | ||
Площадь, занимаемая территорией Т.П. S, м2 |
9000 | |
Удельное сопротивление земли ρ, Ом·м |
135 | |
|
|
Рисунок 1. Схема присоединения подстанций к системе внешнего электроснабжения
1. Выбор числа, типа и мощности агрегатов и трансформаторов
1.1 Выбор и определение числа выпрямителей.
Определение числа выпрямителей производится по величине среднего тока Iср подстанции. Этот ток может быть определен через расход электрической энергии на тягу поездов:
, (1.1)
где — количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов,;— среднее напряжение в контактной сети, 3 кВ;— количество часов в году, 8760 ч.
Необходимое число выпрямителей определяется по формуле:
, (1.2)
где Iср – средний ток нагрузки подстанции, А; Idн – номинальный ток выпрямителя, А; Kпер – коэффициент перегрузки.
Для магистральных участков Kпер =1,0.
На тяговых подстанциях постоянного тока применяются полупроводниковые выпрямители ПВКЕ-3, ПВЭ-5АУ1, ТПЕД-3150-3,3-У1 и другие, для проектируемой подстанции выбираем более современный: ТПЕД-3,3-У1 с номинальным током 3150А. Полученное по расчёту дробное число выпрямителей округляется до целого числа.
Принятое число выпрямителей проверяется по максимальному току нагрузки по условию:
, (1.3)
2∙5>6,
10>6 – условие выполняется.
где I1мин. – допустимый одноминутный ток выпрямителя, принимается 5000 А; Iнаиб. – наибольший ток нагрузки подстанции, 6000 А.
На каждой тяговой подстанции постоянного тока предусматривается один резервный выпрямительный агрегат.
При применении инвертирования, как правило, используют три преобразовательных агрегата: два выпрямительно-инверторных и один выпрямительный.
1.2 Выбор тягового трансформатора.
Для выбранного преобразователя подбираем тяговый трансформатор: ТМРУ-16000/10Ж.
1.3 Выбор трансформатора собственных нужд.
На тяговых подстанциях всех типов устанавливается два ТСН с вторичным напряжением 380/220 В, каждый из которых рассчитывается на полную мощность собственных нужд (СН).
Питание ТСН на тяговых подстанциях постоянного тока осуществляется от шин РУ-10 кВ.
Мощность трансформаторов СН для транзитной подстанции может быть определена по следующей формуле:
, (1.4)
где KСН – коэффициент собственных нужд, равный 0,008 – 0,01 – для подстанций постоянного тока; nТП – число понижающих трансформаторов на тяговой подстанции (nТП = 2); SНТП – номинальная мощность понижающего трансформатора; Sаб – мощность устройств автоблокировки для опорных и транзитных подстанций равна 60 кВ∙А; SМХ – мощность передвижной базы масляного хозяйства равна 20,0 кВ∙А.
Выбираем тип ТСН типа: TС-400/35-75-У1.
Таблица 1.1 Тип трансформатора собственных нужд
Тип трансформатора |
Потери кВт |
Uк,% | |
Рх |
Рк | ||
TС-400/35-75-У1 |
1,08 |
5,5 |
4,5 |
1.4 Выбор понижающего трансформатора.
Для тяговых подстанций постоянного тока типовым решением является схема с двойной трансформацией напряжения. Поэтому наибольшая расчётная мощность силового понизительного трансформатора определяется по формуле:
, (1.5)
где SТ – мощность тяговой нагрузки, кВ∙A; SНП – мощность нетяговой и посторонней нагрузки, кВ∙А (задается преподавателем); SСН – мощность трансформатора собственных нужд, кВ∙А; Sр – мощность районной нагрузки на шинах 35 кВ, кВ∙А; Кр – коэффициент, учитывающий разновременность наступления максимумов тяговой и нетяговой нагрузок, принимается в пределах 0,95 – 0,98.
Мощность тяговой нагрузки определяется по формуле:
, (1.6)
где — количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов,; - коэффициент мощности.
Мощность районной нагрузки на шинах 35 кВ определяется по формуле:
, (1.7)
где - число фидеров районных потребителей; - наибольшая мощность, передаваемая по одному фидеру.
Тогда по формуле (2.5) наибольшая расчётная мощность понижающего трансформатора равна:
Выбираем понижающий трансформатор типа: ТДТН-25000/110.
Таблица 1.2 Тип понизительного трансформатора
Тип трансформатора |
Потери кВт |
Uк, % | |||||||||
Рх |
Рк |
ВН |
СН |
НН | |||||||
ТДТН-25000/110 |
30 |
145 |
10,5 |
18 |
6 |