Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Электроснабжение транспорта»
Т.А. Несенюк А.Н. Штин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЯГОВЫХ И ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ
Екатеринбург
2007
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения
Кафедра «Электроснабжение транспорта»
Т.А. Несенюк А.Н. Штин
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЯГОВЫХ И ТРАНСФОРМАТОРНЫХ
ПОДСТАНЦИЙ
Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции» для студентов специальности 19401 «Электроснабжение транспорта» заочного обучения
Екатеринбург
2007
УДК 621.331:621.311.4 Н55
Несенюк Т.А. , Штин А.Н. Проектирование тяговых и трансформаторных подстанций: методические указания к курсовому проектированию: Екатеринбург УрГУПС, 2007. – 65с.
Методические указания предназначены для выполнения курсового проекта по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции» для студентов заочного обучения специальности 190401 «Электроснабжение железных дорог».
В методике приведена последовательность проектирования тяговых и трансформаторных подстанций для железных дорог, электрифицированных на постоянном и переменном токе. В приложениях приведен обширный справочный материал по высоковольтному оборудованию тяговых и трансформаторных подстанций.
Данные методические указания разработаны на основе действующих и современных методик проектирования тяговых и трансформаторных подстанций.
Текстовая часть методических указаний составлена в соответствии ГОСТ
2.105 – 95.
Методические указания рекомендованы к печати на заседании кафедры «Электроснабжение транспорта», протокол №1 от 12. 09. 2007 г.
Авторы: А.Н. Штин, доцент кафедры «Электроснабжение транспорта» УрГУПС, канд.техн. наук;
Т.А.Несенюк, ассистент кафедры «Электроснабжение транспорта» УрГУПС.
Рецензент: Ю.П. Неугодников, доцент кафедры «Электроснабжение транспорта» УрГУПС, канд.техн. наук.
©Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2007
©Несенюк Т.А., 2007
©Штин А.Н., 2007
Содержание
|
Введение………………………………………………………………………. |
5 |
1 |
Содержание курсового проекта и исходные данные…………………… |
5 |
2 |
Разработка схемы внешнего электроснабжения………………………….. 12 |
|
3 |
Составление структурной схемы тяговой подстанции………………… |
16 |
4 |
Расчет трансформаторной мощности тяговой подстанции…………… |
17 |
4.1 |
Трансформаторная мощность тяговой подстанции постоянного тока…… |
17 |
4.2 |
Трансформаторная мощность тяговой подстанции переменного тока…… |
17 |
5 |
Выбор силовых трансформаторов………………………………………….. 18 |
|
5.1 |
Повышающие трансформаторы……………………………………………….. 18 |
|
5.2 |
Головные понижающие трансформаторы подстанций………………………. 18 |
|
5.3 |
Трансформаторы для питания собственных нужд…………………………… 19 |
|
5.5 |
Преобразовательные трансформаторы……………………………………… |
19 |
6Расчет трехфазных токов короткого замыкания на шинах РУ тяговой подстанции…………………………………………………………………… 20
6.1 Порядок расчета токов короткого замыкания ……………………………… 20
6.2Составление расчетной схемы и схемы замещения………………………….. 22
6.3Расчет токов короткого замыкания на шинах тяговой подстанции………… 29
7 Разработка схем главных электрических соединений тяговой подстанции……………………………………………………………………. 32
8 Расчет максимальных рабочих токов…………………………………….. 35
9 Выбор оборудования для расчетной тяговой подстанции……………… 38
9.1Выбор токоведущих частей………………………………………………….. 38
9.2Выбор изоляторов……………………………………………………………… 42
9.3Выбор выключателей…………………………………………………………. 44
9.4Выбор разъединителей………………………………………………………… 46
9.5Выбор измерительных трансформаторов…………………………………… 47
9.6Разрядники и ограничители перенапряжений……………………………….. 48
9.7Разрядные устройства………………………………………………………… 50
9.8Сглаживающие и помехоподавляющие устройства……………………….. 51
Список использованных источников……………………………………… 52
Приложение А Электрические параметры силовых и преобразовательных трансформаторов………………………………………………. 54
Приложение Б Сопротивления расчетной схемы…………………………….. 59 Приложение В Способы преобразования схем замещения………………….. 60
Приложение Г Типовые кривые……………………………………………….. 61
Приложение Д Допустимые токовые нагрузки на проводники………………. 62 Приложение Е Параметры изоляторов………………………………………… 63 Приложение Ж Электрические параметры выключателей……………………. 64 Приложение И Электрические параметры разъединителей………………….. 66 Приложение К Электрические параметры измерительных трансформаторов 68 Приложение Л Электрические параметры разрядников и ограничителей70
перенапряжений ………………………………………………..
Приложение М Схемы сглаживающих устройств…………………………….. 72
Введение
Одним из основных элементов системы электроснабжения электрифицированных железных дорог являются тяговые и трансформаторные подстанции. Они осуществляют преобразование одного уровня напряжения в другой. На тяговых подстанциях (ТП) постоянного тока переменный ток преобразуется в постоянный.
Назначение тяговых подстанций – электроснабжение тяговых (электровозы, электропоезда), нетяговых железнодорожных (линии СЦБ, депо, вокзалы и т. д.), а также районных (заводы, фабрики, сельхозпредприятия, жилые здания и т. д.) потребителей. Трансформаторные подстанции осуществляют электроснабжение только нетяговых железнодорожных и районных потребителей.
Проектирование тяговых подстанций (ТП) производится согласно принятым нормам и правилам [1-5], с применением современного электротехнического оборудования [6-12]. При проектировании ТТП необходимо изучить устройство системы внешнего электроснабжения, структурные схемы ТП и схемы главных электрических соединений распределительных устройств (РУ) с различными уровнями напряжения [6-13]. При выполнении проекта следует использовать достижения науки и техники в области энергетики и электроаппаратостроения.
1 Содержание курсового проекта и исходные данные
Цель курсового проекта – закрепление знаний, полученных студентами заочного факультета по курсу «Тяговые и трансформаторные подстанции» и получение навыков проектирование тяговых подстанций.
Для выполнения курсового проекта рекомендуется следующая последовательность его выполнения:
−составить схемы внешнего электроснабжения (СВЭ) с помощью рисунка 1, таблицы 1 и выбрать расчетную СВЭ;
−на расчетной СВЭ произвести выбор расчетной ТП по ее типу, указанном в таблице. 1, и составить структурную схему ТП;
−произвести расчет трансформаторной мощности и выбрать силовые трансформаторы;
−составить расчетную схему и произвести расчет сопротивления от источников питания, параметры которых приведены в таблице 3, до шин заданного РУ выбранной ТП методом относительных единиц;
−рассчитать токи короткого замыкания во всех РУ расчётной тяговой подстанции;
−составить схему главных электрических соединений (СГЭС) тяговой подстанции;
−произвести расчет максимальных рабочих токов;
−выбрать оборудование тяговой подстанции по номинальным параметрам;
−проверить выбранное оборудование заданного РУ расчётной подстанции на действие токов короткого замыкания.
5
Курсовой проект следует представить в виде пояснительной записки, оформленной в соответствии с требованиями ЕСКД [17].
Курсовой проект должен содержать следующие разделы: Введение Содержание Исходные данные
1Составление схем внешнего электроснабжения и выбор расчетной подстанции.
2Расчет мощности тяговой подстанции и выбор понизительных трансформаторов.
3Расчеты токов КЗ во всех РУ расчетной подстанции.
4Составление схемы главных электрических соединений (СГЭС).
5Выбор оборудования тяговой подстанции.
Заключение.
Список используемых источников.
Графическая часть курсового проекта выполняется на формате А1 в соответствии с ЕСКД и состоит из схемы главных электрических соединений (СГЭС) тяговой подстанции. На схеме необходимо указать тип и параметры выбранного оборудования во всех РУ.
Ист. А |
Ист. В |
|
ℓA |
ℓB |
ℓ1 |
ℓAB |
ℓ2 |
L
Рисунок 1 – План схемы внешнего электроснабжения
6