Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

ОмГУПС (ОмИИТ)

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Проектирование Тяговой подстанции

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: «Тяговые подстанции»

ИМНВ 40749. 000. ПЗ

Выполнил:

студент группы 48 А

А.Ю. Чжин

Проверил:

доцент кафедры ЭЖТ

А.М. Сапельченко

мск 2012

УДК 621.331

Реферат

Курсовой проект содержит 50 страницы, 6 рисунков, 11 таблиц, 5 источников.

тяговая подстанция, распределительное устройство, ток короткого замыкания, понизительный трансформатор, трансформатор собственных нужд, коммутационная аппаратура, аккумуляторная батарея, схема главных электрических соединений.

Целью курсового проекта является проектирование транзитной тяговой подстанции магистральных электрических железных дорог постоянного тока. Проект подстанции соответствует всем основным требованиям к проектированию тяговых подстанций и руководящей документации. В проекте предусмотрены: выбор схемы главных электрических соединений, расчет токов трехфазного и однофазного короткого замыкания и максимальных рабочих токов, выбор токоведущих элементов и коммутационной аппаратуры, выбор контрольно-измерительной аппаратуры и выбор источников оперативного тока.

Выбор коммутационной и контрольно-измерительной аппаратуры основывался на рекомендациях по применению нового оборудования при проектировании тяговых подстанций.

Оглавление

Введение 4

1 Исходные данные и их анализ 5

1.1 Исходные данные и схемы замещения 5

1.2 Основные требования к проектированию тяговых подстанций. 7

1.3 Сравнение, обоснование и выбор схемы главных электрических соединений 7

2 Расчет токов короткого замыкания 13

2.1 Расчет максимальных и минимальных токов трехфазного короткого замыкания 13

3 Выбор токоведущих элементов и коммутационных аппаратов 18

3.1 Расчет максимальных рабочих токов 18

3.3 Выбор выключателей 25

3.4 Выбор разъединителей 36

3.5 Выбор средств защиты от перенапряжения 38

4 Выбор контрольно – измерительной аппаратуры 39

4.1 Выбор измерительных приборов 39

4.2 Выбор трансформаторов тока 39

4.3 Выбор трансформаторов напряжения 44

5 Выбор источников оперативного тока 46

5.1 Выбор аккумуляторной батареи 46

Разрядная емкость аккумуляторной батареи: 46

5.2 Выбор подзарядного и зарядного агрегатов. 47

6 Компоновка оборудования открытых и закрытых распределительных 49

устройств 49

Заключение 51

Библиографический список 52

Приложение А 53

Приложение Б 54

Приложение В 55

Приложение Г 56

Введение

Системы электроснабжения электрифицированных железных дорог по предъявляемым к ним требованиям, условиям работы, используемому оборудованию и устройствам и по задачам, решаемым ими, коренным образом отличаются от систем электроснабжения промышленных предприятий.

Электрические железные дороги получают электрическую энергию от энергосистем, объединяющих в себе несколько электростанций. Электрическая энергия от генераторов электростанций передается через электрические подстанции, линии электропередачи различного класса напряжения и тяговые подстанции. Вся совокупность устройств, начиная с генератора электростанции и кончая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные линии и районные подстанции и, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной силовой, коммутационной и вспомогательной аппаратурой. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций – от них получают питание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определенные технические требования. Так, установленная мощность их трансформаторов и преобразователей должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии (электрических поездов, районных и нетяговых железнодорожных потребителей), коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электрической энергии на требуемом уровне надежности. Очень важно также, чтобы качество электроэнергии соответствовало установленным нормам.

Качественное изменение аппаратуры тяговых подстанций и схемных решений ее узлов происходит в результате широкого использования компьютерных технологий в области электроснабжения.

Тяговые подстанции питают потребителей первой категории, в связи с чем к надежности работы оборудования подстанций предъявляют повышенные требования. Поэтому правильный расчет и выбор оборудования  залог надежной, безопасной, экономичной работы всей системы электроснабжения.

В данном курсовом проекте рассматривается вариант транзитной тяговой подстанции постоянного тока. В нормальном режиме тяговая подстанция получает питание от одного ввода.

1 Исходные данные и их анализ

1.1 Исходные данные и схемы замещения

Мощность системы при расчетах принимается равной S = , схема включения - с заземленной нейтралью, напряжение системы принимается равным соответствующему среднему номинальному напряжению сети, указанному на схеме. Сопротивление прямой и нулевой последовательностей системы, приведенные к напряжению U_c. С₁: Х_1с = 3 Ом, С₂: Х_1с = 3 Ом, С₁: Х_0с = 2 Ом, С₂: Х_0с = 6 Ом

И

Г1

сходные данные для проектирования тяговой подстанции приведены в таблице 1 и 2. Схема внешнего электроснабжения проектируемой тяговой подстанции приведена на рисунке 1.

230 кВ

230 кВ

230 кВ

115 кВ

115 кВ

115 кВ

Т1

Т1

Г1

Т3

l₉

l₉

l₉

l₉

l₆

LR

С1

Т2

Г2

Т2

Т2

Г2

l₄ + l₅

l₄ + l₅

l₆

l₁₁

¥

¥

¥

l₁₂ l₇

_{I IIII}

ТП3

l₇

l₇

Т3

Т3

C2

l₈

¥

¥

¥

¥

Г1

Г1

№ 1

Рисунок 1 – Схема внешнего электроснабжения

Таблица 1 – Параметры элементов схемы внешнего электроснабжения

Генераторы электрических станций	Обозначение			Рном, МВт				сos 			Uном, кВ			X”d
	Г1			200				0,85			15,75			0,205
	Г2			500				0,90			20,00			0,233
Трансформаторы	Обозначение			Sн.т., МВ·А				Uк между обмотками, %
								ВС			ВН			СН
	Т1			630				9,0			28,0			17,4
	Т2			250				-			11,0			-
	Т3			360				10,0			32,0			22,0
Линии электропередачи	Длина линии электропередач, км
	l1	l2	l3		l4	l5	l6		l7	l8		l9	l10		l11	l12
	40	50	50		70	30	25		40	50		180	40		35	20

Таблица 2 – Исходные данные для проектирования тяговой подстанции

Показатели					Параметры тяговой подстанции
№ тяговой подстанции					1
Тип тяговой подстанции					транзитная
Род тока					постоянный
Понижающий трансформатор		Тип			ТДТН
		Номинальная мощность, МВА			16
		Номинальное напряжение, кВ		ВН	115±91,78%
				СН	38,5±5%
				НН	11,0
		Напряжение короткого замыкания, %		ВС	10,5
				ВН	17,5
				СН	6,5
Выпрямительный агрегат	Трансформатор	Тип			ТРДП-12500/10ЖУ1
		Номинальная мощность сетевой обмотки, МВ·А			11,4
		Номинальное напряжение, кВ		ВН	10
				НН	0,755
		Напряжение короткого замыкания, %			7,5
		Схема соединения обмоток			Υ/ΔΥ-0-11
	Тип выпрямителя				ТПЕД-3,15К-3,3К-21-У1
	Схема выпрямления				12-пулс. послед.
Трансформатор собственных нужд		Тип			ТМ-160/10
		Напряжение короткого замыкания, %			4,5
Фидеры районной нагрузки		количество			3
		Напряжение, кВ			38,5
		Мощность фидера, МВ·А			1,0
Количество фидеров контактной сети					4
Данные для выбора аккумуляторной батареи			Постоянная нагрузка, кВт		1,8
			Аварийная нагрузка, кВт		2,9