Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3 Архитектура Биология География Другое Иностранные языки Информатика История Культура Литература Математика Медицина Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Программирование Психология Религия Социология Спорт Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника

Учреждение образования

Учреждение образования

«Оршанский государственный колледж

железнодорожного транспорта

Белорусской железной дороги»

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

курсовой проект

Выполнил: Франчук Г.Р. 401-Э

Проверил: Кудрявцева В.К.

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), оснащённой мощной современной силовой (трансформаторы, батареи, конденсаторы…) коммутационной (выключатели, разъединители) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления.

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 железных дорог.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определённые технические требования. Так, установленная мощность их трансформаторов должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии, коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электроэнергии, на требуемом уровне надёжности.

Очень важно также, чтобы качество электрической энергии соответствовало установленным нормам.

1.1 Мощность нетяговых потребителей

1.1.1 максимальная активная мощность потребителя, кВт,

,

где – установленная мощность потребителя электроэнергии, кВт;

– коэффициент спроса.

Металлургический завод

P _max1 = 7500*0.7 = 5250кВт

Локомотивное депо

P _max2 = 4000*0.65 = 2600 кВт

Хлебозавод

P _max3 = 2500*0.0,45 =1125 кВт

Завод стройматериалов

P _max4 = 4000*0.6 =2400кВт

1.1.2 максимальная полная мощность всех потребителей, кВА,

где и - постоянные потери в стали трансформаторов и переменные потери в сетях и трансформаторах, принимаемые соответственно равными 1 – 2% и 6 – 10%;

=5250*0.9+2600*0.8+1125*0.9+2400*0.9 = 9977,5 кВт

=4725*395+2080*0.395+1012,5*0,426+

+2160*0.395=3972,5кВт

S _{max р.н.} = =11813,2 кВА

1.2 Мощность тяговых обмоток трансформаторов (шин 27,5 кВ)

1.2.1 мощность для питания тяговой нагрузки, кВА,

где – эффективные значения тока по фазам, А.

S_т = 27,5 (2*270 + 0,65 *195) 0,83*1.45 = 22066,9 кВА

1.2.2 мощность для питания фидеров ДПР, кВА,

S _{max ДПР} = 600*0.5/0.95 = 315,8 кВА

1.2.3 мощность СН подстанции и выбор ТСН.

Мощность СН переменного тока (без учета нагрузки устройств автоблокировки) можно принять равной 0,5 – 0,7% мощности .

S _СН =(0.5%/100)*22066,9+100 = 210,335 кВА

На тяговых подстанциях устанавливают по два ТСН с вторичным напряжением 380/220 В, работающих с глухозаземленной нейтралью. На подстанциях переменного тока ТСН присоединяют к шинам РУ-27,5 кВ.

При определении мощности ТСН исходят из того, что один трансформатор должен обеспечить всю нагрузку СН:

.

Выбираем ТСН типа ТМ – 250/35.

1.2.4 мощность для питания шин 27,5 кВ, кВА,

S _{max т} = 22066,9+315,8+250 = 22632,7 кВА

1.3 Наибольшая полная мощность первичной обмотки понижающего трансформатора, кВА,

где – коэффициент разновременности максимальных нагрузок тяговых и нетяговых потребителей, .

S _{max 110} = (11813,2 + 22632,7) * 0.95 = 32723,6кВА

1.4 Выбор понижающих трансформаторов.

На тяговых подстанциях устанавливают два главных понижающих трансформатора. Мощность понижающего трансформатора определяется исходя из условий аварийного режима:

– количество трансформаторов, .

Выбираем трансформаторы типа ТДТНЖ – 25000/110.

Характеристики трансформатора приведены в таблице 1. 1

1.5 Полная мощность тяговой подстанции, кВА,

где – сумма мощностей подстанций, питающихся транзитом через шины проектируемой подстанции, кВА,

– коэффициент разновременности максимальных нагрузок проектируемой и соседних подстанций,

2.1 Составление схемы замещения

На основании расчетной схемы первичного электроснабжения составляем схему замещения (рисунок 2. 1). Так как напряжение ЛЭП выше 1000 В, сопротивления элементов схемы замещения носят следующий характер:

Рисунок 2. 1 - Схема замещения

2.2 Базисная мощность

2.3 Расчет относительных сопротивлений элементов схемы замещения

2.3.1 относительные сопротивления энергосистемы,

где – мощность КЗ на шинах районных подстанций, МВА.

2.3.2 относительные сопротивления ЛЭП,

где – индуктивное сопротивление 1 км линии, ;

– длина линии, км;

– среднее напряжение линии,

где – напряжения КЗ между парами обмоток, %.

U_{К В} = 0,5 (10,5 + 17 - 6) = 10,75%;

U_{К С} = 0,5 (10,5 + 6 – 10,5) = 6,25 %;

U_{К Н} = 0,5 (17 + 6 – 17) = -0,25 %.

2.3.4 относительные сопротивления обмоток трансформатора,

2.4 Расчёт относительных сопротивлений точек КЗ

2.4.1 суммарное относительное сопротивление точки К1 рассчитываем по схеме замещения рис. 2. 1

Рисунок 2. 2 - Схема замещения

Получаем схему замещения рис. 2. 3

Рисунок 2. 3 - Схема замещения

2.4.2 суммарное относительное сопротивление точки К2 рассчитываем по схеме замещения рис. 2.4

Рисунок 2. 4 - Схема замещения

2.4.3 суммарное относительное сопротивление точки К3 рассчитываем по схеме замещения рис. 2. 5

Рисунок 2. 5 - Схема замещения

Таблица 2. 1 Суммарные относительные сопротивления точек КЗ

Таблица 2. 2 Расчет токов и мощностей к.з.

– базисный ток, кА;

– периодическая составляющая тока КЗ, кА;

– ударный ток КЗ, кА;

– мощность КЗ, МВА.

2.5.1 Расчёт тепловых импульсов токов КЗ

Для расчета тепловых импульсов токов КЗ составляем схему селективности работы релейной защиты подстанции рис.2. 7

Рисунок 2. 7 - Схема селективности работы релейной защиты

2.5.2 Тепловой импульс тока КЗ, кА² с,

– время отключения тока КЗ, с,

где – собственное время срабатывания защиты, 0,1с;

– время выдержки срабатывания защиты, определяемое по схеме селективности работы релейной защиты (рис.2. 7), 0,1 с;

Результаты расчета тепловых импульсов токов КЗ сводим в таблицу 2. 3

2.5.3 Расчет минимально допустимых сечений токоведущих частей, ,

где – коэффициент, учитывающий теплопроводность материала,

Результаты расчета минимально допустимых сечений токоведущих частей сводим в таблицу 2. 3

Расчёт максимальных рабочих токов присоединений подстанции приведён в таблице 3.1

Таблица 3.1 Расчёт максимальных рабочих токов

В таблице 3. 1 приняты следующие обозначения:

– коэффициент перспективы развития потребителей;

– коэффициент допустимой перегрузки трансформатора;

– коэффициент распределения нагрузки по линиям.

4.1 Выбор токоведущих частей

Гибкие шины, выполненные проводами АС, применяют для РУ-27,5 кВ и РУ-110 кВ.

Выбор токоведущих частей производится по условиям, приведенным в таблице 4. 1

Таблица 4. 1 Условия выбора токоведущих частей

В таблице 4. 1 приняты следующие обозначения:

– длительно допускаемый ток для выбранного сечения, А;

– выбранное сечение, мм2.

Выбор и проверка токоведущих частей приведены в таблице 4. 2

Таблица 4. 2 Выбор токоведущих частей

4.2 Выбор изоляторов

Таблица 4. 3 Выбор изоляторов

Жесткие шины РУ 10 кВ устройств крепят на опорных изоляторах.

4.3 Выбор высоковольтных выключателей

Условия выбора высоковольтных выключателей приведены в таблице 4. 4.

Таблица 4. 4 Условия выбора высоковольтных выключателей

В таблице 4. 4 приняты следующие обозначения:

– номинальное напряжение выключателя, кВ;

– номинальный ток выключателя, А;

– номинальный ток отключения выключателя КЗ по каталогу, кА;

– амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ по каталогу, кА;

– предельный ток термической стойкости по каталогу, кА;

– время прохождения тока термической стойкости по каталогу, с.

Выбор и проверка высоковольтных выключателей приведены в таблице 4. 5

4.4 Выбор разъединителей

При выборе разъединителей по конструкции следует учитывать место расположения (внутреннее или наружное), количество и расположение заземляющих ножей.

Условия выбора разъединителей приведены в таблице 4. 6

Результаты выбора и проверки разъединителей сведены в таблицу 4. 7

Таблица 4. 7 Выбор разъединителей

4.5 Выбор измерительных трансформаторов тока (ТТ)

Условия выбора ТТ приведены в таблице 4. 8