3. Выбор токоведущих элементов

И КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Токоведущие части и аппараты распределительных устройств (РУ) тяговых подстанций должны надежно работать при нормальных эксплуатационных режимах, а также обладать термической и динамической стойкостью при возникновении коротких замыканий. Поэтому при их выборе необходимо проверять соответствие установленных параметров нормальным длительным нагрузочным и кратковременным аварийным режимам.

Одним из важных параметров, определяющим нормальный длительный нагрузочный режим, является максимальный рабочий ток.

3.1. Выбор токоведущих частей

3.1.1. Расчет максимальных рабочих токов цепей тяговых подстанций напряжением 110 – 220 кВ

Максимальные рабочие токи нагрузки в цепях опорной тяговой подстанции в нормальном режиме работы определяются по формулам:

ток в цепи ввода ЛЭП в нормальном режиме работы

; (3.1)

где S_п.т – мощность понижающего трансформатора, кВ∙А;

S_тр – мощность транзита (мощность, передаваемая другим тяговым подстанциям через шины данной подстанции), принимается равной 2S_п.т;

U_ном – номинальное напряжение, принимаемое равным 110 или 220 кВ;

ток в цепи секционного высоковольтного выключателя 

; (3.2)

где к_п – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, к_п = 1,3 – 1,7;

ток в цепях ввода высокого напряжения понижающего трансформатора – 

, (3.3)

ток в цепях системы сборных шин 

, (3.4)

где к_п.р – коэффициент перспективы развития потребителей, к_п.р = 1,3;

к_р.н1– коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного напряжения, к_р.н1 = 0,6  0,8.

Максимальные рабочие токи в цепях транзитной тяговой подстанции в нормальном режиме рассчитывают по формулам:

ток в цепи ввода ЛЭП – по формуле (3.1);

ток в цепи рабочей или ремонтной перемычки по формуле (3.2);

ток в цепи ввода высокого напряжения понижающего трансформатора по формуле (3.3).

Максимальные рабочие токи на отпаечной тяговой подстанции определяется по формулам:

ток в цепи ввода ЛЭП 

; (3.5)

ток в цепи перемычки и ввода высокого напряжения понижающего трансформатора  по формуле (3.3).

3.1.2. Расчет максимальных рабочих токов цепей тяговых

подстанций напряжением 10; 27,5; 35 и 3,3 кВ

Максимальный рабочий ток вводов среднего и низкого напряжения понижающего трансформатора определяется по формуле:

, (3.6)

где U_2ном – номинальное напряжение обмоток среднего или низкого напряжения понижающего трансформатора (соответственно 10; 27,5 или 35 кВ).

Максимальный рабочий ток системы сборных шин низкого и среднего напряжения тяговых подстанций, а также в цепи секционного выключателя системы сборных шин 10 или 35 кВ

, (3.7)

где к_р.н2 – коэффициент распределения нагрузки на шинах среднего или низкого напряжения, равный 0,5 при числе присоединений пять и более, 0,7 – при меньшем числе присоединений;

–сумма номинальных мощностей понижающих трансформаторов, кВ∙А;

Максимальный рабочий ток фидеров районной нагрузки, линий продольной электрификации, системы ДПР определяется по формуле

, (3.8)

где S_ф – номинальная мощность фидера, кВ∙А;

U_ф.ном – номинальное напряжение фидера, кВ.

Максимальный рабочий ток фидеров контактной сети определяется по формуле:

, (3.9)

где S_ф.к.с – номинальная мощность фидера контактной сети, кВ∙А;

U_ф.к.с – номинальное напряжение фидера контактной сети, кВ.

Рабочий ток в выпрямителях тяговых подстанций постоянного тока на первичной обмотке преобразовательного трансформатора при трехфазной мостовой шестипульсовой схеме выпрямления замкнутого типа

, (3.10)

где I_{d н} – номинальный выпрямленный ток преобразователя, А;

k_т – коэффициент трансформации преобразовательного трансформатора.

Ток сетевой обмотки при трехфазной мостовой двенадцатипульсовой схеме выпрямления последовательного типа

. (3.11)

Ток сетевой обмотки при трехфазной мостовой двенадцатипульсовой схеме выпрямления параллельного типа

. (3.12)

Рабочий ток в выпрямителях тяговых подстанций постоянного тока на вторичной обмотке преобразовательного трансформатора при трехфазной мостовой шестипульсовой схеме выпрямления замкнутого типа определяется по формуле [3]:

; (3.13)

при трехфазной мостовой двенадцатипульсовой схеме выпрямления последовательного типа –

; (3.14)

; (3.15)

при трехфазной мостовой двенадцатипульсовой схеме выпрямления параллельного типа –

; (3.16)

. (3.17)

Максимальный рабочий ток на главной «плюсовой» шине РУ-3,3 кВ тяговой подстанций постоянного тока [4]

, (3.18)

где N – число преобразовательных агрегатов;

k_р.н – коэффициент распределения нагрузки на шинах, при N = 2 k_р.н = 0,8.

Максимальный рабочий ток на запасной шине тяговой подстанции

, (3.19)

где I_{max фид} – максимальный ток самого нагруженного фидера контактной сети.

Максимальный рабочий ток на «минусовой» шине тяговой подстанции постоянного тока

. (3.20)

Максимальные рабочие токи обмоток и вводов трансформаторов собственных нужд (ТСН) определяется по формуле [6, 7]:

, (3.21)

где S_номТСН – номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

U_1(2)ном – номинальное напряжение первичной (вторичной) обмотки ТСН.