43

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Самарский Государственный университет Путей Сообщения

(СамГУПС)

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Курсовой проект

по дисциплине:«Тяговые и трансформаторные подстанции»

Вариант 22

0908041

Выполнил:

Студент 891 гр.

Савин И.В.

Проверил:

Табаков О.В.

Самара 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Исходные данные…………………………………………………………3

2. Составление однолинейной схемы главных электрических соединений тяговой под……………………………………………………………….4

3. Выбор числа, типа и мощности агрегатов и трансформаторов.………7

   1. Выбор понижающего трансформатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..7

   2. Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры. . . . . . . .7

   3. Определение максимальных рабочих токов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

   4. Выбор и проверка коммутирующей аппаратуры. . . . . . . . . . . . . . . .12

4. Расчет токов короткого замыкания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

5. Проверка оборудования тяговой подстанции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . …20

5.1. Токоведущие части и изоляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

5.2.Шины изоляторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.3.Высоковольтные выключатели переменного тока. . . . . . . . . . . . . . . ..25

5.4.Разъединители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

5.5.Трансформаторы тока (ТА). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

5.6.Трансформаторы напряжения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

6.Выбор типа, числа конденсаторов и реактора для компенсирующего устройства тяговых подстанций переменного тока. . . . . . . . . . . . . . . . . .........34

7.Выбор аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного

устройства. ………………………………………………………………......34

Расчёт защитного заземляющего устройства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …36

9.Экономическая часть проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ……38

Список использованной литературы. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ……...42

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Род тока Т.П.	Переменный
Представление сопротивлений при расчете токов к.з.	В и.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	1600/1400
Число фидеров питающих КС	5
Число фидеров районных потребителей (числитель) и наибольшая мощность, передаваемая по одному фидеру (знаменатель), кВ·А	4/1800
Номинальная мощность установки поперечной емкости компенсации, кВар	3650
Количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов, кВт·ч	120·106
Время действия релейных защит tз, с:
На вводах 110 кВ	1,7
На вводах 35 кВ	1,1
На вводах 27,5 кВ	1,0
На вводах 6 − 10 кВ	0,9
На фидерах 35; 27,5; 10; 6 кВ	0,6
Данные для выбора аккумуляторной батареи напряжением 220 В :
Постоянный ток нагрузки, А	6
Временный ток нагрузки, А	12
Данные для расчета заземляющего устройства:
Площадь, занимаемая территорией Т.П. S, м2	9000
Удельное сопротивление земли ρ, Ом·м	130

Таблица 1.− Исходные данные

Рисунок 1. Схема присоединения подстанций к системе внешнего электроснабжения

2. Составление однолинейной схемы главных электрических соединений тяговой подстанции.

Тяговая подстанция (ТП) - электрическая подстанция, предназначенная для питания транспортных средств на электрической тяге через контактную сеть. От ТП получают питание и другие потребители.

Тяговые подстанции переменного тока получают энергию по линиям электропередачи 110 или 220 кВ.

Чтобы обеспечить надежность и бесперебойность электроснабжения, промежуточные тяговые подстанции, получившие название транзитных, включают в рассечку линий 110 или 220 кВ, секционируя последние выключателями подстанций. Через выключатели подстанций происходит транзит энергии от одной опорной подстанции к другой. При повреждении какого-либо участка линии 110 или 220 кВ выключатели на транзитных подстанциях отключаются, а питание подстанций продолжается по неповрежденным линиям.

РУ 110 и 220 кВ транзитных подстанций выполняют по мостиковой схеме «Н» с рабочей и ремонтной перемычками. На линиях и ТП устанавливают разъединители Р с двигательными приводами, а на ТП – быстродействующие отделители ОД, дополненные короткозамыкателями КЗ. В рабочей перемычке устанавливают выключатель.

Линейные разъединители при принятом варианте их установки не допускают коммутации больших зарядных токов линии, поэтому операции с этими разъединителями возможны, если отключены выключатели с обоих концов линии. При действии защит ТП срабатывает короткозамыкатель, создающий искусственное короткое замыкание на ЛЭП, которое отключается выключателем на рассматриваемой (в перемычке) и смежной с ней подстанциях. В бестоковую паузу поврежденная ТП отключается отделителем.

Конструкция аппаратов позволяет включать и отключать ненагруженный трансформатор по телеуправлению.

Ремонтная перемычка позволяет не прерывать транзит мощности по ЛЭП 110-220 кВ при ревизиях и ремонте выключателя в рабочей перемычке. В отдельных случаях в ремонтной перемычке устанавливают трансформаторы тока, к которым подключаются устройства релейной защиты. При коротких замыканиях на ЛЭП 110 и 220 кВ и работе подстанции с ремонтной перемычкой срабатывает эта защита и воздействует на высокочастотные защиты, отключающие смежные подстанции, либо включает короткозамыкатель ТП, подключенного к поврежденной ЛЭП. Ремонтная перемычка используется также в схеме плавки гололеда. К ней подключается фидер плавки от РУ 10; 27,5 или 35 кВ. В этом случае разъединители оборудуют двигательными приводами.

На тяговых подстанциях с первичным напряжением 110 и 220 кВ РУ 35 кВ применяются для питания промышленных и сельскохозяйственных потребителей прилегающего к подстанции района, а также фидеров плавки гололеда на ЛЭП 110-220 кВ.

РУ 27,5 кВ тяговых подстанций переменного тока предназначены для питания тяговой сети переменного тока, нетяговых линейных железнодорожных потребителей по линиям «два провода – рельс» (ДПР), подвешиваемым на опорах контактной сети, ТСН и трансформаторов подогрева, а также фидеров плавки гололеда на ЛЭП 110-220 кВ. Выполняется РУ 27,5 кВ с секционированной разъединителями рабочей и запасной системами шин.

Фидеры, питающие контактную сеть одного направления и имеющие одну фазу, присоединяют к одной секции шин, а фидеры другой фазы – к другой. Запасной выключатель с помощью разъединителей может быть присоединен к обеим секциям шин таким образом, чтобы через запасную шину обеспечивалось питание одного из фидеров выведенной в ревизию секции шин. Третья фаза обмоток ТП соединяется с контуром заземления подстанции (он в этом случае выполняет функции и защитного и рабочего заземления) и с рельсами подъездного пути, которые соединены с воздушной отсасывающей линией. Таким образом создается так называемая трехэлементная схема отсоса.

ТП и ТСН присоединяют к фазам РУ с помощью трехфазных выключателей. При этом облегчается отключение ими токов короткого замыкания: цепь рвется последовательно включенными контактами двух фаз выключателей. Фидеры ДПР также подключают трехфазными выключателями, что дешевле применения двух однофазных.

Трансформаторы напряжения устанавливают на каждой секции шин и включают по схеме открытого треугольника.

Линейные разъединители фидеров контактной сети и ДПР, обходные разъединители фидеров контактной сети и шинные разъединители запасного выключателя снабжаются двигательными приводами. На линейных и обходных разъединителях фидеров контактной сети и линейных разъединителях фидеров ДПР нет заземляющих ножей со стороны линии, так как заземление в месте выполнения работ и со стороны подстанции могло бы создать контур для тока, наводимого в отключенном проводе током подвески соседнего неотключенного пути. На подстанциях вывод с обмотки 27,5 кВ ТП соединяют с самостоятельной шиной РУ 27,5 кВ. Шинные разъединители применяют трехполюсные, на каждой секции шин устанавливают по три трансформатора напряжения, включаемых в звезду.

Для питания цепей собственных нужд подстанции используются трансформаторы собственных нужд и подогрева ТСН. Присоединения ТСН к шинам 27,5 кВ выполнены по типовой схеме блока. Блок содержит двухфазный разъединитель с заземляющими ножами, трехфазный выключатель и выносные трансформаторы тока на двух фазах. Присоединение установок поперечной компенсации к шинам 27,5 кВ производится по индуктивным схемам, типового блока для этой цели пока нет.