6. Выбор сглаживающего устройства.

В соответствии с “Правилами зашиты устройств связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока “ рекомендуется на т. п. применять двухзвенные резонансно-апериодические сглаживающие устройства по схемам, предложенным ВНННЖТОМ и Западно-Сибирской железной дороги.

На рис.3 изображено двухзвенное семиконтурное сглаживающее устройство ЦННН МПС. Первое звено состоит из шести контуров на частоту от 100 до 600 Гц и реактора L_р1; второе звено состоит из конденсатора С_т и реактора L₂, параллельно которому подключен контур L_шС_ш. Это звено рассчитано на сглаживание гармоник с частотой выше 600Гц. Звено L_р2-L_шС_ш образует фильтр-пробку для частоты 300Гц: X_Lр2+X_Lш=X_сш или , откуда .

Для снижения помех в канале высокой частоты предусматривается включение конденсатора С=100мкФ между катодом выпрямителя и контуром заземления подстанции.

Сглаживающее устройство обеспечивает следующие значения:

• Эквивалентное меняющее напряжение на входе питающей линии 0,7-0,4В.

• Коэффициент сглаживания К_сгл=180-340.

Для сигнализации о ненормальном режиме работы в цепи фильтров включают трансформатор тока катушечного типа ТКЧ, от которого питается токовое реле, замыкающее цепи сигнализации при возникновении гармоники 150Гц.

Рисунок 10. – схема сглаживающего устройства

7. ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И ЗАРЯДНО −

ПОДЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Выбор аккумуляторной батареи заключается в определении типового номера батареи, состоящей из свинцово-кислотных аккумуляторов стационарного типа (СК), расчёте числа последовательно включённых элементов, выборе зарядно-подзарядного устройства (ЗПУ).

Аккумуляторные батареи применяются как автономный источник для питания оперативных цепей постоянного и для резервирования питания различных устройств и цепей тяговых подстанций.

Батареи включают по схеме без элементарного коммутатора с разным количеством элементов для питания цепей управления защиты.

Аккумуляторная батарея должна обеспечивать работу наиболее мощного привода выключателя подстанции после получасового разряда её током постоянной и аварийной нагрузки при отключенном подзарядном устройстве, а также работу аварийного освещения и устройств телемеханики и связи после двух часового разряда батареи.

В качестве подзарядных устройств применяют полупроводниковые выпрямители, подключаемые к сети переменного тока через трансформаторы, что исключает электрическую связь сетей постоянного и переменного тока.

I_{дл.разр}=I_пост+I_ав=9+14=23 А

I_{кр.разр.}=I_{дл.разр.}+I_вкл

I_вкл – ток потребителей при включении одного наиболее мощного выключателя(55 А)

I_{кр.разр}=23+55=78А

Расчет емкости батареи:

Номер аккумулятора

N ≥ 1,1Q_расч/Q₁,

Где 1,1-коэффициент, учитывающий уменьшение емкости батареи после нескольких лет эксплуатации;

Q₁ - емкость единичного аккумулятора при длит. Разряде, равной длит. Аварии;

Для СК-1 при t_ав=2, Q₁=22 А∙ч

N=1,1∙46/22=2,1≈3

Проверим по току кратковременного разряда:

I_{кр.разр}≤46N

N≥ I_{кр.разр}/46,

где 46N- кратковременно допускаемый разрядный ток аккумулятора СК-1, не вызывающий разрушения.

N_{расч.дл.}=78/46=1,7≈2

Окончательно СК-6

• Полное число последовательных элементов батареи определяется наименьшим целесообразным напряжением разряда одного элемента, принимаемого для СК-1 равным 1,95 В

n=U_m/U_подз

где: n - полное число элементов;

U_m – напряжение на шинах, 148 В;

U_подз – напряжение подзарядного устройства, В.

n=148/1,95=76

Число аккумуляторных элементов, нормально питающих шин при режиме постоянного подзаряда, определяют по напряжению подзаряда, принимаемого равным 2,15В

n=148/2,15=69

• Мощность ЗПУ выбирают исходя из первого формовочного заряда батареи и одновременного питания постоянных потребителей.

Величина формовочного заряда зависит от номера батареи I_зар=3,75Nдля СК-6

Мощность ЗПУ:

Р_{расх.зпу}=U_зар∙(I_зар+I_пост)=165,9∙(3,75∙6+9)=5225,85 Вт

Напряжение заряженного агрегата:

U_зар=n_зар∙2,15+(2/3)=76∙2,15+2,5=165,9

Номинальный ток ЗПУ должен удовлетворять условию:

I_н≥I_зар+I_пост

I_н=3,75∙6+9=31,5А

7. РАСЧЕТ ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.

В целях выравнивания электрического потенциала на территории тяговой подстанции на глубине t_Г = 0,5 - 0,7 м прокладывают продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединяют их между собой в заземляющую сетку.

Общая длина горизонтальных заземлителей:

(8.1)

Сопротивление заземляющего устройства с учетом естественных заземлителей.

R₃=R·R_e/(R+R_e)=0,66·2/(0,66+2)=0,49 Ом. (8.2)

где R=0,44 (8.3)

Условие R₃0,5Ом условие выполнено.

Заземляющее устройство дополняется вертикальными заземлителями длиной l_В = 6 м.

Для снижения эффекта взаимного экранирования вертикальные заземлители следует размещать по периметру горизонтальной заземляющей сетки на расстоянии друг от друга. Число вертикальных заземлителей определяется выражением

(8.4)

(8.5)

t_отн – относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов:

. (8.6)

R₃

условие выполнено.

При перекрытии изоляции в РУ-3,3 кВ ток к.з. достигает десятков килоампер. Ток к.з. стекает через заземляющее устройство в землю и через рельс по цепи отсоса возвращается на «минус» шину. Такой режим представляет опасность как для обслуживающего персонала, так и для подземных коммуникаций (кабели, трубы водоснабжения и канализации и др.). Иногда такое повреждение может длительно не устраняться со стороны данной или смежной подстанций, что особенно опасно. Поэтому с целью снижения капитальных затрат заземляющее устройство оборудуется специальной быстродействующей защитой, называемой земляной, отключающей подстанцию по постоянному току со всех сторон при перекрытии изоляции в РУ-3,3 кВ. При этом с мощностью короткозамыкателя контур заземления подстанции соединяется с рельсовым фидером, что приводит к увеличению тока к.з., так как из цепи к.з. исключается реактор.

Рисунок 10 − Принципиальная схема заземляющего устройства ТП

постоянного тока.