
- •1 Введение
- •2 Расчет мощности подстанции
- •2.1 Расчёт мощности тяговой подстанции постоянного тока
- •2.2 Мощность нетяговых потребителей
- •Все нетяговые потребители:
- •2.3 Полная расчетная мощность для выбора главных понижающих трансформаторов
- •2.4 Выбор главных понижающих трансформаторов
- •2.5 Определение полной мощности подстанции
- •3 Расчёт максимальных рабочих токов
- •4 Расчёт параметров короткого замыкания
- •4.1 Расчётная электрическая схема (см. Лист)
- •4.2 Базисные условия
- •4.3 Эквивалентная электрическая схема замещения
- •4.4 Основные формулы для преобразования схем замещения
- •4.5 Расчёт параметров цепи короткого замыкания (за исключением тяговой сети)
- •4.6 Расчёт токов короткого замыкания в тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ
- •5 Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанций
- •5.1 Выбор и проверка токоведущих частей
- •5.2 Выбор и проверка изоляторов
- •5.2.1 Подвесные изоляторы
- •5.2.2 Опорные изоляторы
- •5.2.3 Проходные изоляторы
- •5.3 Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока
- •5.4 Выбор быстродействующих выключателей постоянного тока
- •5.5 Выбор и проверка разъединителей
- •5.6 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока
- •5.7 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения
- •5.8 Выбор реакторов
- •5.9 Выбор высоковольтных предохранителей
- •5.9 Выбор оборудования для защиты от перенапряжений
- •5.10.1 Защита от грозовых перенапряжений и волн, набегающих с линии
- •5.10.2 Защита электрических подстанций от прямых ударов молнии
- •5.11 Расчёт заземляющего устройства подстанции
- •Выбор аккумуляторной батареи
- •6 Релейная защита
- •6.0.Защита вводов подстанции.
- •6.0.1 Дистанционная защита
- •6.0.2 Т.О. Вводов подстанции:
- •6.1 Защита главных понижающих трансформаторов
- •6.1.1 Максимальная токовая защита трансформатора
- •6.1.2 Защита от перегрузок трансформаторов
- •6.1.3 Токовая отсечка гпт
- •6.1.4 Дифференциальная защита
- •6.1.5. Газовая защита гпт.
- •6.1.6. Термическая защита гпт.
- •6.2 Защита вводов в распределительные устройства низшего напряжения 10 кВ
- •6.8 Защита преобразовательных агрегатов
2.5 Определение полной мощности подстанции
Полная мощность подстанции зависит от схемы внешнего электроснабжения, определяющей ее тип (опорная, транзитная, на отпайках, тупиковая, трансформаторная, получающая питание от шин другой подстанции), и от количества и мощности главных понижающих трансформаторов.
Транзитная:
SТП = (nтр · Sн.тр+∑Sтранз.)*0.75, кВА (2.7)
где
Sн.тр – мощность главного понижающего трансформатора, кВА;
nтр – число установленных на проектируемой подстанции главных понижающих трансформаторов
SТП = (2*20000+40000)*0.75 = 60000 кВА
3 Расчёт максимальных рабочих токов
Токоведущие части и электрическое оборудование подстанций выбирают по условию их длительной работы при номинальной и повышенной нагрузке, не превышающей максимальной рабочей. Для этих целей необходимо рассчитать максимальные рабочие токи Iр. max сборных шин и всех присоединений к ним. Эти значения тока необходимы для определения допустимых токов токоведущих частей и номинальных токов электрического оборудования подстанции.
Вводы опорных,транзитных подстанций и подстанций, получаемых питание от шин других подстанций
Iр. max = Кав · Sтп / √3 · Uн1, А (3.1)
где
Кав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;
∑Sн.тр – суммарная мощность главных понижающих трансформаторов, кВА;
Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;
Iр. max = 78000/190 = 410.5 А
Сборные шины и перемычки первичного напряжения тяговой подстанции
Iр. max = Кпр · Кр.н · SТП / √3 · Uн1, А (3.2)
где
Кпр = 1,3 – коэффициент перспективного развития подстанции;
Кр.н = 0,7 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах и перемычках первичного напряжения;
SТП - полная мощность подстанции, кВА;
Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;
Iр. max = 287.36 А
Первичные обмотки высшего напряжения силовых трансформаторов
(главные понижающие трансформаторы, тяговые трансформаторы, ТСН, Т СЦБ)
Iр. max = Кав · Sн.тр / √3 · Uн1, А (3.3)
где
Кав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;
Sн.тр – номинальная мощность силового трансформаторов, кВА;
Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки силового трансформатора, кВ;
Iр. max ГПТ = 1,4·20000/√3 ·110 = 147.368 А
Вторичные обмотки среднего и низшего напряжения трёхобмоточных силовых трансформаторов
Iр. max = Кав · Sн.тр / √3 · Uн2(3), А (3.4)
где
Кав = 1,4 – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора;
Sн.тр – номинальная мощность силового трансформаторов, кВА;
Uн2 – номинальное напряжение вторичной обмотки среднего напряжения, кВ;
Uн3 – номинальное напряжение вторичной обмотки низшего напряжения, кВ;
Iр. max ГПТ = 1,4·20000/√3 ·35 = 457 А
Iр. max ГПТ = 1,4·20000/√3 ·10 = 1618 А
Сборные шины вторичных напряжений главных понижающих трансформаторов
Iр. max = Кр.н · ∑ Sн.тр / √3 · Uн2(3), А (3.5)
где
Кр.н = 0,5 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах вторичного напряжения при пяти и более находящихся в работе присоединений к шинам;
Кр.н = 0,7 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах вторичного напряжения при находящихся в работе присоединений к шинам менее пяти;
∑Sн.тр – суммарная мощность главных понижающих трансформаторов, кВА;
Uн2 – номинальное напряжение вторичной обмотки среднего напряжения, кВ;
Uн3 – номинальное напряжение вторичной обмотки низшего напряжения, кВ;
Iр. max = 0,5·40000/√3 ·10 = 1156 А
Линии, питающие потребителей 10кВ
Iр. max = Кпр· Pmax / √3 · Uн2(3) · соsφ, А (3.6)
где
Кпр = 1,3 - коэффициент перспективы;
Pmax – максимальная активная мощность потребителя;
Uн2(3) – номинальное напряжение на сборных шинах, от которых питается потребитель
Iр. max = 1,3 · 2700/√3 · 10 · 0,9 = 225.4 А
Первичные обмотки высшего напряжения преобразовательных трансформаторов (трёхфазная мостовая схема выпрямления)
Iр. max = Sн.тр / √3 · Uн1, А (3.7)
где
Sн.тр – номинальная мощность преобразовательного трансформаторов, кВА;
Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки преобразовательного трансформатора, кВ;
Iр. max = 16400/√3 · 10 = 924 А
Вторичные обмотки преобразовательных трансформаторов (трёхфазная мостовая схема выпрямления)
Iр. max = Idн ·√2/3 , А (3.8)
где
Idн – номинальный ток выпрямителя, А;
Iр. max =910 А
Рабочая шина РУ-3,3 кВ
Iр. max = N · Idн · Кр.н, А (3.9)
где
Кр.н = 0,8 – коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах РУ-3,3 кВ;
N – число преобразовательных агрегатов;
Idн – номинальный ток выпрямителя, А;
Iр. max = 5040 А
Запасная шина РУ-3,3 кВ
Iр. max = I max ф, А (3.10)
где
I max ф – ток самого нагруженного фидера контактной сети ;
Минусовая шина РУ-3,3 кВ
Iр. max = N · Idн, А (3.11)
где
N – число преобразовательных агрегатов;
Idн – номинальный ток выпрямителя, А;
Iр. max = 6300 А