Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

Дисциплина: Электроснабжение электрических железных дорог

Тема:

Расчет и проектирование транзитной тяговой подстанции постоянного тока

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. КРАТКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЛАВНОЙ СХЕМЫ КОММУТАЦИИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
• 2. выбор числа, типа силовых и тяговых агрегатов
• 3. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру
• 3.1 Расчет токов короткого замыкания аналитическим методом с применением типовых кривых

3.2 Расчет тока короткого замыкания

3.2.1 Определение относительных сопротивлений элементов схемы замещения

3.2.2 Определение электрической удаленности точки короткого замыкания К-1, от источников питания

3.2.3 Определение трехфазных токов и мощностей короткого замыкания в точке К-1

3.2.4 Определение однофазного тока короткого замыкания в точке К-1

3.3 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-2

3.3.1 Определение двухфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-2

3.3.2 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-3

3.3.3 Определение двухфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-3

3.3.4 Определение трехфазного тока и мощности короткого замыкания в точке К-4

3.3.5 Определение активного и индуктивного сопротивления кабеля

3.3.6 Определение активного и индуктивного сопротивления автоматического выключателя

3.3.7 Определение активного и индуктивного сопротивления трансформатора тока

3.3.8 Определение активного сопротивления рубильника3.4 Определение суммарного активного и индуктивного сопротивления цепи короткого замыкания

3.5 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-5

3.5.1 Определение двухфазного тока короткого замыкания в точке К-5

3.5.2 Определение однофазного тока короткого замыкания в точке К-5

4. ВЫБОР, РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА ШИН, ОСНОВНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

4.1 Выбор шин РУ

4.1.1 Выбор шин ОРУ-110 кВ

4.1.2 Выбор шин ЗРУ-10,5 кВ

4.1.3 Выбор шин ЗРУ-3,3 кВ

4.2 Выбор и проверка выключателей переменного и постоянного тока

4.2.1 Выбор высоковольтного выключателя по напряжению производится исходя из условия

4.2.2 Выбор высоковольтного выключателя по току производится исходя из условия

4.2.4 Проверка высоковольтного выключателя на термическую устойчивость

4.3 Выбор разъединителей

4.3.1 Выбор разъединителей ОРУ-110 кВ

4.4 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока

4.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения

5. ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И ЗАРЯДНО-ПОДЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА (ЗПУ)

5.1 Выбор аккумуляторной батареи

5.1.1 Определение тока длительного разряда

5.1.3 Определение расчетной емкости батареи

5.1.4 Определение номера батареи по расчетной емкости

5.1.5 Определение номера батареи по кратковременного разряда

5.1.6 Определение числа последовательно включенных элементов батареи

5.1.7 Определение числа элементов, питающих шины управления

5.2 Выбор зарядно-подзарядного устройства (ЗПУ)

6. РАСЧЁТ КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

• спецификация
• заключение
• библиографический список


ВВЕДЕНИЕ

Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Кроме того, электроэнергия на железных дорогах расходуется на различные технические нужды: освещение вокзалов и станций, выполнение работ по ремонту подвижного состава, пути, изготовление запасных частей и т.д. Удовлетворение потребности железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется с помощью тяговых подстанций, которые получают энергию от систем внешнего электроснабжения.

Тяговые подстанции - это комплекс электротехнических устройств, предназначенных для питания электрической тяги поездов, устройств автоблокировки, не тяговых потребителей продольного электроснабжения и районных потребителей (нагрузок).

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъединители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления.

В ходе выполнения данного курсового проекта, согласно выданному заданию, производится разработка эскизного проекта тяговой подстанции постоянного тока 3,3 кВ. Для проектирования тяговой подстанции выполняется:

- Краткое обоснование главной схемы тяговой подстанции и выбор числа, типа и мощности рабочих и резервных тяговых агрегатов и трансформаторов.

- Расчет токов к.з. на шинах РУ.

- Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов.

- Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции.

- Расчет контура заземления тяговой подстанции.



1. КРАТКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЛАВНОЙ СХЕМЫ КОММУТАЦИИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

Краткое обоснование тяговой подстанции ОРУ 110 кВ. Схема ОРУ- 110 кВ промежуточной тяговой подстанции рассчитана на два преобразовательных трансформатора. На такой подстанции ВЛ от которой получает питание данная тяговая подстанция проходит через территорию тяговой подстанции, где секционируется высоковольтным выключателем и разъединителями. Выключатель и разъединитель нормально включены и образуют рабочую цепь, по которой осуществляется передача мощности с одного участка ВЛ на другой. Чтобы не прерывать передачу этой мощности при ревизии и ремонте выключателя, рабочая цепь шунтируется резервной, образованной двумя разъединителями с заземляющими кожухами и участками шин с выносными трансформаторами тока.

ЗРУ-10 кВ. Напряжение 10 кВ используется для питания линий промышленных потребителей. Для питания всех указанных потребителей на тяговой подстанции используется схема с рабочей системой шин секционирующихся выключателем. В целях устранения нежелательных влияний на устройства СЦБ питание этих фидеров производится от источника переменного тока.

ЗРУ-3,3 кВ. Схема РУ имеет рабочую, минусовую и запасную шины. К минусовой шине подключают реакторы для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Рабочую шину соединяют с контактной сетью, а минусовую с рельсом. В цепь каждого фидера контактной сети устанавливают два последовательно включенных выключателя ВАБ-49. Для защиты оборудования ЗРУ-3,3 кВ от перенапряжений на каждом фидере установлены разъединители РНВУ-3,3.



2. ВЫБОР ЧИСЛА, ТИПА СИЛОВЫХ И ТЯГОВЫХ АГРЕГАТОВ

Электрическая энергия, которая необходима для работы подвижного состава, вырабатывается на различных электростанциях. От электрических станций по трёхфазным ЛЭП высокого напряжения электрическая энергия передаётся к трансформаторным подстанциям, расположенным вдоль электрифицированных железных дорог (тяговым подстанциям). В данном варианте задания тяговые подстанции питаются электроэнергией от внешней энергосистемы по схеме двухстороннего питания, т.е. при выходе из строя одной электростанции, питание тяговых подстанций будет осуществляться от другой электростанции. Согласно заданию необходимо спроектировать тяговую подстанцию постоянного тока, присоединённую к системе внешнего энергоснабжения транзитным способом. Важнейшей задачей проектирования является выбор главного понижающего трансформатора, выпрямительного агрегата. Так как железная дорога является потребителем первой категории (т.е. перерыв в ее электроснабжении может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов или причинить ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом), принимаем два выпрямительных агрегата и понижающих трансформатора, из которых один является резервным. Трансформатор вместе с выпрямительной установкой называется преобразовательным агрегатом. В выпрямительных установках используют кремниевые полупроводниковые вентили, соединенные в двенадцатипульсовую схему выпрямления последовательного типа.

Для тяговой подстанции постоянного тока типовым решением является двойная трансформация напряжения с первичной 110 кВ (реже 220 кВ) на напряжение, необходимое для питания районной нагрузки: обычно 10 или 35 кВ при помощи двухобмоточного трансформатора, а затем до напряжения 3,3 кВ постоянного тока посредством преобразовательного агрегата, включающего тяговый трансформатор и выпрямительную установку. Поэтому расчетная мощность для выбора понижающего трансформатора вычислена по выражению:

(1.1)

где S_T -мощность тяговой нагрузки, кВА;

S_СН -мощность трансформатора собственных нужд; Задано 250 кВА;

S_р -мощность районной нагрузки, кВА (принимаем S_р=0 кВ);

k_Р - коэффициент разновременности наступления максимумов тяговой и нетяговой нагрузки; принимаем 0,96.

Мощность тяговой нагрузки найдена следующим образом:

; (1.2)

S_T =3300·2200=7260 (кВА).

Тогда расчетная мощность равна:

(кВА)

Таким образом, получена максимальная расчётная мощность, на основании которой по справочным данным произведён выбор главного понижающего трансформатора, основываясь на условии выбора, которое приведено ниже.

Условие выбора:

Согласно этому условию выбран трансформатор типа ТДНГ-15000/110.

Электрические характеристики этого трансформатора приведены в табл. 1.



Таблица 1

Электрические характеристики трансформатора

ТИП	Номинальная мощность, МВА	Напряжение обмоток	Ixx, %	Uk, %
		Px, кВт	Pк, кВт		ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТДНГ-15000/110	15	18	85	0,9	-	10,5	-

Необходимое число выпрямителей определено по следующей формуле:

(1.3)

где средний ток подстанции, А;

номинальный ток выпрямителя, А.

Применён двенадцатипульсовый выпрямитель типа В-ТПЕД-3150-3,3К-21-У1 с номинальным током 3150 А.

Тогда, количество выпрямителей:

Соответственно число рабочих выпрямителей принято равным 1.

Паспортные данные выпрямителя представлены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры выпрямительного агрегата

Тип выпрямителя	Номинальный выпрямленный ток, А	Номинальное выпрямленное напряжение, В	Тип вентилей	Число вентилей, соединённых	Общее кол. вентилей
				Последо-вательно	Парал-лельно
В-ТПЕД-3150-3,3К-21-У1	3150	3300	ДЛ153-2000-20	2	2	48



Схема выпрямления двенадцати пульсовая последовательного типа.

По рассчитанной мощности тяговой нагрузки выбран тяговый трансформатор типа ТДП-12500/10ЖУ1, паспортные данные которого представлены в табл. 3

Таблица 3

Параметры тягового трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Потери, кВт	Ixx, %	Uk, %
		Px, кВт	Pк, кВт
ТДП-12500/10ЖУ1	11800	16	72,5	1,1	7

По номинальной мощности собственных нужд S_н.тсн=250 кВА выбран трансформатор собственных нужд типа ТС-250/10. Его характеристики приведены в табл. 4.

Таблица 4

Электрические характеристики трансформатора собственных нужд

Тип трансформатора	Sном, кВА	Px , Вт	Uk, %
ТС-250/10	250	950	4



3. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ РУ

3.1 Расчет токов короткого замыкания аналитическим методом с применением типовых кривых

Расчет токов к.з. выполнен аналитическим методом в системе относительных единиц, основой которой является приведение сопротивлений всех элементов схемы к базисным условиям. При расчетах связанных с выбором релейных защит, необходимо знать минимальное значение тока к.з.

Выбор оборудования осуществлён по максимальным рабочим токам, которые рассчитаны для всех необходимых присоединений. Выбранное оборудование проверено по аварийным токам на термическую устойчивость и электродинамическую стойкость. Токи коротких замыканий рассчитаны в характерных точках.

Составление схемы замещения

Для заданной схемы внешнего электроснабжения составлена однолинейная расчётная схема (рис 1.), включая упрощённую схему заданной тяговой подстанции. На схеме указаны номинальные параметры (напряжения, мощности, сопротивления) отдельных элементов, учитываемых при расчетах.

3.2 Расчет тока короткого замыкания

Расчёт тока короткого замыкания производится методом относительных единиц. Основой метода является приведение всех сопротивлений схемы к базисным условиям. Выбираем базисные условия: = 100 МВА; при коротком замыкании в точке К-1 = 115 кВ.

Базисный ток определён по формуле:



где - базисное напряжение, равное среднему напряжению на той ступени, где рассчитывается ток к.з.

Для этих условий вычислены относительные сопротивления элементов схемы замещения.

3.2.1 Определение относительных сопротивлений элементов схемы замещения

Вследствие того, что для большинства элементов , то учтено полное сопротивление элементов. Составлена эквивалентная схема замещения до точки К-1, представленная на рис 2.

Расчет относительного сопротивления электрической системы произведён по формуле:

где - полная мощность генератора, определена:

. (3.3)

(МВА).



Для расчета относительных сопротивлений линии потребовалось значение полного удельного сопротивления линии, которое определено по формуле:

(Ом/км).

Определены относительные сопротивления линии электропередач:

Произведены последовательные преобразования исходной схемы (рис 2.) в упрощенную схему (рис.3) относительно точки К-1.

Найдены сопротивления элементов схемы:

Преобразовав «треугольник» сопротивлений в эквивалентную звезду, получена следующая схема (рис.4).

Просуммировав сопротивления 13 и 17, а также 16 и 18, получили трехлучевую звезду с сопротивлениями (рис. 5).

Заменив трехлучевую звезду двухлучевой, получена двухлучевая схема (рис. 6)



Найдено результирующее сопротивление (рис. 7).

3.2.2 Определение электрической удаленности точки короткого замыкания К-1, от источников питания

Электрическая удаленность к.з. определена исходя из следующего отношения:

где номинальный ток источника, А;

начальное значение периодической составляющей тока к.з, кА.

Для первого источника:

Определено начальное значение периодической составляющей тока к.з.:

Определён номинальный ток источника:

Из этого неравенства следует, что точка k₁ удалена от первого источника.

Для второго источника:

Определён номинальный ток источника:

Значит, что точка k₁ удалена от второго источника, и асинхронная составляющей, как и по отношению к первой системе, можем пренебречь.

3.2.3 Определение трехфазных токов и мощностей короткого замыкания в точке К-1

Действующее значение тока к.з. в точке К1 от двух источников питания будет равно:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

Определение двухфазного тока и мощности короткого замыкания в точке К-1

Режим двухфазного короткого замыкания является несимметричным режимом и характеризуется тем, что одна из трёх фаз оказывается в условиях «отличных» от двух других:

Начальный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:



Действующее значение ударного тока:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.2.4 Определение однофазного тока короткого замыкания в точке К-1

Для определения однофазного тока короткого замыкания определяются сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности.

Определение сопротивления прямой последовательности

Сопротивление прямой последовательности элементов схемы замещения определяется аналогично пункту 2.2.1.

Определение сопротивления обратной последовательности

Сопротивление обратной последовательности принимается равным результирующему сопротивлению схемы замещения рис 2.



Определение сопротивлений нулевой последовательности

Сопротивление нулевой последовательности определяются по расчетной схеме (рис. 6)

Рис. 6. Схема для вычисления сопротивления нулевой последовательности.

Полное результирующее сопротивление нулевой последовательности в точке К-1 определяется по формуле:

Сопротивление понизительного трансформатора определяется по формуле:

где u_к -напряжение к.з., %;

S_нт -номинальная мощность трансформатора, МВА; S_нт =100 МВА;

S_б -базисная мощность.



Так как активное сопротивление трансформаторов мало, принимаем .

Следовательно сопротивление нулевой последовательности равно:

Начальный ток короткого замыкания в точке К-1:

где -сопротивление прямой последовательности;

-сопротивление обратной последовательности;

-сопротивление нулевой последовательности.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находиться по формуле:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.3 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-2

Для расчётов токов к.з. на шинах РУ -10 кВ составлена схема замещения.

Рассмотрено два вида к.з.:

- режим максимальных токов (оба трансформатора включены в работу и работают параллельно (рис.7(а));

- режим минимальных токов (в работе один трансформатор (рис.7(б)).

а) б)

Рис.7. Схема для расчета тока короткого замыкания в точке К-2.

Рассмотрим режим максимальных токов, результаты расчетов которого используются при выборе силового электрооборудования. При расчетах руководствуемся схемой замещения “а”.

Базисный ток в точке К-2 определяется по формуле:

Начальный ток короткого замыкания в точке К-2 определяется по формулам:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находится по формуле:



Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

Рассмотрим режим минимальных токов. При расчетах руководствуемся схемой замещения “б”.

Начальный ток короткого замыкания в точке К-2 определяется по формулам:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находится по формуле:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:



3.3.1 Определение двухфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-2

Двухфазный ток короткого замыкания в точке К-2 определяется для максимального и минимального режимов.

Для максимального режима:

Начальный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

Для минимального режима:

Начальный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.3.2 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-3

Трехфазный ток короткого замыкания в точке К-3 вычисляется по расчетной схеме рис. 8.



Рис. 8. Схема для вычисления токов короткого замыкания в точке К-3.

Относительное базисное сопротивление в точке К-3 находится по формуле:

Следовательно:

Базисный ток в точке К-3 определяется по формуле:

где = 1,5 кВ

Начальный ток короткого замыкания в точке К-2 определяется по формулам:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находится по формуле:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.3.3 Определение двухфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-3

Начальный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.3.4 Определение трехфазного тока и мощности короткого замыкания в точке К-4

Расчёт начального тока короткого замыкания на шинах выпрямленного напряжения производится по формуле:



Рис. 9. Схема для вычисления тока

где N -номинальный выпрямленный ток одного выпрямительного преобразователя подстанции;

N -количество преобразовательных агрегатов в работе;

мощность трансформаторов всех преобразовательных агрегатов в работе, МВА;

S_k -мощность к.з. на шинах тягового трансформатора;

-напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находится по формуле:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.3.5 Определение трехфазного тока и мощности короткого замыкания в точке К-5

Трехфазный ток короткого замыкания в точке К-5 определяется по расчетной схеме рис.10(а), схеме замещения рис.10(б).

а) б)

Рис. 10. Схема для вычисления токов короткого замыкания в точке К-5



Определение активного и индуктивного сопротивления трансформатора собственных нужд:

Расчёт токов короткого замыкания на шинах собственных нужд тяговой подстанции производим в именованных единицах, с учётом активных и индуктивных сопротивлений.

Активное сопротивление обмоток трансформатора определяется по формуле:

где - потери короткого замыкания ТСН по [2], кВт;

- напряжение основной ступени, В;

- номинальная мощность ТСН, кВА.

Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора определяется по формуле:

3.3.5 Определение активного и индуктивного сопротивления кабеля

Активное сопротивление кабеля определяется по формуле:

где -длина кабеля, м;

- активное сопротивление жил кабеля при 20С, Ом/км, выбирается из [1].

.

Индуктивное сопротивление кабеля определяется по формуле

где - длина кабеля, м;

-индуктивное сопротивление жил кабеля, Ом/км, при напряжении кабеля до 1 кВ выбирается из [1].

3.3.6 Определение активного и индуктивного сопротивления автоматического выключателя

Активное сопротивление автоматического выключателя принимается равным:

Индуктивное сопротивление автоматического выключателя принимается равным:

3.3.7 Определение активного и индуктивного сопротивления трансформатора тока

Активное сопротивление трансформатора тока выбирается из [1] и принимается равным:

Индуктивное сопротивление трансформатора тока выбирается из [1] и принимается равным:

3.3.8 Определение активного сопротивления рубильника

Активное сопротивление рубильника выбирается из [1] и принимается равным

3.4 Определение суммарного активного и индуктивного сопротивления цепи короткого замыкания

Суммарное активное сопротивление определяется по формуле

,

.

Суммарное индуктивное сопротивление определяется по формуле

,

.

Полное сопротивление до точки короткого замыкания К-5 определяется по формуле



.

3.5 Определение трехфазных токов и мощности короткого замыкания в точке К-5

Начальный ток короткого замыкания в точке К-5 определяется по формулам:

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле:

Действующее значение ударного тока находиться по формуле:

Мощность короткого замыкания определяется по формуле:

3.5.1 Определение двухфазного тока короткого замыкания в точке К-5

Двухфазный ток короткого замыкания определяется по формуле

,

.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле

,

.

Действующее значение ударного тока находиться по формуле

Мощность короткого замыкания определяется по формуле

3.5.2 Определение однофазного тока короткого замыкания в точке К-5

Однофазный ток короткого замыкания в точке К-5 определяется по формуле



,

где -фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора ТСН, В;

-сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании, мОм, выбирается из [1].

.

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле

Действующее значение ударного тока находиться по формуле

Мощность короткого замыкания определяется по формуле

,

Результаты расчетов токов короткого замыкания в точках К-1 … К-5 приведены в табл. 5.

тяговый подстанция ток трансформатор

Таблица 5

Результаты расчета токов к.з.

Точка к.з.	Трехфазное к.з.	Двухфазное к.з.	Однофазное к.з.
	, кА	, кА	кА	кА	, МВА	кА	кА	кА	кА	, МВА	кА	кА	кА	, МВА
К-1 ОРУ-110 кВ	9,2	-	23,46	13,98	1832,5	8	-	20,4	12,16	1593,5	7,14	18,21	7,91	618,8
К-2 РУ-10 кВ	9,2	4,9	23,46 12,5	14 7,4	167,32 89,11	8	4,3	20,4 11	12,16 6,54	145,5 78,2	-	-	-	-
К-3 Анодная цепь	20,1	-	51,3	30,6	52,2	17,5	-	44,6	26,6	45,5	-	-	-	-
К-4 РУ - 3,3 кВ	32,04	-	76,6	45,7	182,1	-	-		-	-	-	-	-	-
К-5 ТСН шины 0,4 кВ	6,8	-	17,34	10,34	4,7	5,9	-	27,6	16,4	7,4	3,53	9	5,37	1,4

4. ВЫБОР, РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА ШИН, ОСНОВНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

4.1 Выбор шин РУ

4.1.1 Выбор шин ОРУ-110 кВ

Шины ОРУ 110 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО (сечением не менее 70 мм²). Сечение сборных шин выбирают по условию

где I_доп - длительно-допускаемый ток для шины данного сечения и материала, А;

I_раб.max. - максимальный длительный ток нагрузки, А.

Максимальный длительный ток нагрузки находится по формуле:

где S_н.тр --номинальная мощность трансформатора, Sн.тр=16000 кВА;

U_н --номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, U_н =110 кВ;

К_пер--коэффициент перегрузки, К_пер =1,3.

Таким образом:

Выбраны шины марки АС-70 на допускаемый ток 265 (А).

Параметры шин представлены в табл.6

Таблица 6

Параметры шин

Марка провода	Наружный диаметр провода, мм.	Токовая нагрузка, А.
		вне помещения	внутри помещения
АС-70	11,4	265	210

, т. е. выполняется условие

Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм²:

где - тепловой импульс к.з., кА²с;

C - функция, зависящая от перегрева (принимаем C = 90).

Тепловой импульс короткого замыкания вычисляется по формуле:

где- постоянная времени отключения цепи (принимаем =0,05 с).

- начальный ток короткого замыкания в точке К-1;

-полное время отключения высоковольтного выключателя;

Время отключения высоковольтного выключателя определяется по формуле:



где- собственное время отключения выключателя; =0,05 с;

- время действия релейной защиты; =0,1 с.

Таким образом, значение теплового импульса равно:

Термическая устойчивость обеспечивается, если выполняется условие:

Условие термической стойкости в данном случае выполняется:

4.1.2 Выбор шин ЗРУ-10,5 кВ

Шины ЗРУ-10 кВ выполняются жесткими, из алюминия прямоугольного сечения. Сечение указанных шин выбирается аналогично шинам ОРУ, но проверка производится не только на термическую устойчивость, но и на электродинамическую стойкость.

Сечение сборных шин выбирается по условию: ,

где - дополнительно допускаемый ток для шин данного сечения и материала, А (определяется по [2]).

Максимальный длительный ток нагрузки для данных шин находится по формуле:

где К_пер - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 0,7;

S_нтр - номинальная мощность понижающего трансформатора, кВА;

U_н2 - номинальное напряжение обмотки НН понижающего трансформатора, кВ.

Согласно условию, принимаем шины ЗРУ - 10 кВ алюминиевые, прямоугольного сечения, окрашенные, выполненные одной полосой, установленные на ребро марки А - 40х5 на ток .

Параметры шин представлены в табл.7

Таблица 7

Параметры шин

Размеры шины, мм	Сечение одной полосы, мм2	Масса одной полосы, кг/м	Допустимый ток, А
А-40 5	200	0,540	540

, т. е. выполняется условие

Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм²:

Тепловой импульс к.з. определен по формуле:

Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле:

Как видно, условие термической стойкости выполняется:

Проверка шин на электродинамическую стойкость:

Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условию: , где - допускаемое напряжение для материала шин, МПа; принято для алюминиевых проводов =65 (МПа);

- расчетное механическое напряжение в материале шины, МПа.

Расчетное механическое напряжение в материале шины определяется по формуле:

где M - изгибающий момент, ;

W - момент сопротивления, м³.

Изгибающий момент зависит от силы F, действующей на шину при коротком замыкании, и находится по следующей формуле:

где - максимальная сила, действующая на шины при коротком замыкании, Н;

- длина пролета, т. е. расстояние между соседними опорными изоляторами; принято =1 м.

Максимальная сила, действующая на шины при коротком замыкании определяется по формуле:

где - ударный ток короткого замыкания, кА;

а - расстояние между осями токоведущих частей, м; принято а=0,25 м.

Момент сопротивления определяется размером сечения и способом установки шины:

где - толщина шины, см (0,04 см);

- высота шины, см (0,005 см).

Следовательно, подставляя в получаем:

Таким образом, условие электродинамической стойкости также выполняется: .

4.1.3 Выбор шин ЗРУ-3,3 кВ

Максимальный рабочий ток на главной плюсовой шине РУ - 3,3 кВ тяговой подстанции определяется по формуле

где -число преобразовательных агрегатов;

-номинальный выпрямленный ток преобразователя;

-коэффициент нагрузки на шинах, при

В связи с тем, что 2 выпрямителя никогда не работают на полную нагрузку принимаем шины алюминиевые, прямоугольного сечения, окрашенные, выполненные тремя полосами, установленные плашмя.

Параметры шин представлены в табл.8

Таблица 8

Параметры шин

Размеры шины, мм	Сечение одной полосы, мм2	Масса одной полосы, кг/м	Допустимый ток, А
			Две полосы
2А-12010	1200	3,245	3200

, т. е. выполняется условие

Выбранные шины необходимо также проверить на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычисляем минимальное термически стойкое сечение, мм²:

Тепловой импульс к.з. определен по формуле:

Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле:



Как видно, условие термической стойкости выполняется:

Проверка шин на электродинамическую стойкость:

Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условию: ,

Таким образом, условие электродинамической стойкости также выполняется: .

В конце приведем сводную таблицу, в которой представлены все выбранные шины и их краткие характеристики (см. табл.9).

Таблица 9

Выбор токоведущих частей

Наименование присоединений и сборных шин	Наибольший рабочий ток, А	Материал и сечение токоведущих частей	Допустимый ток, А
Шины ОРУ - 110 кВ	68,23	АС-70	265
Шины ЗРУ-10 кВ	404,1	А-40 5	540
Секция шин ЗРУ-3,3 кВ	5040	3А-120х10	6400

4.2 Выбор и проверка выключателей переменного и постоянного тока

Высоковольтные выключатели выбираются по роду установки, номинальным напряжению и току.

4.2.1 Выбор высоковольтного выключателя по напряжению производится исходя из условия

U_ном ? U_раб, где U_ном - номинальное напряжение выключателя, кВ;

U_раб - напряжение цепи, где устанавливается выключатель, кВ.

4.2.2 Выбор высоковольтного выключателя по току производится исходя из условия

I_ном ? I_рабmax

где I_ном - номинальный ток выключателя, А;

I_рабmax - ток цепи, где устанавливается выключатель, А.

Выполнение условий, гарантирует работу выключателя в нормальном режиме.

По этим условиям выбираем высоковольтный выключатель из [2], паспортные данные которого приведены в табл. 10.

Таблица 10

Паспортные данные высоковольтного выключателя

Тип выключателя	, кВ	, А	Амплитуда предельного сквозного тока главных ножей, кА	Термическая стойкость главных ножей/ время, кА/с	Полное время отключения, с
ВМТ-110Б-25/1250 УХЛ1	110	1250	80	22/3	0,5

Надежная работа выключателя при коротком замыкании обеспечивается проверкой его на электродинамическую и термическую устойчивость, а также на отключающую способность.

4.2.3 Проверка высоковольтного выключателя на электродинамическую устойчивость

Выполняется по условию: , где -амплитудное значение предельного сквозного тока выключателя, кА.

4.2.4 Проверка высоковольтного выключателя на термическую устойчивость

Выполняется по условию: , где - ток термической стойкости, кА;

-время термической стойкости, с.

Тепловой импульс короткого замыкания определяется по формуле

.

Далее приведена таблица с результатами выбора высоковольтных выключателей ЗРУ-3,3 и 10 кВ.

Таблица 11

Выбор и проверка высоковольтных выключателей ЗРУ-3,3 и 10 кВ

Место установки и тип выбираемого аппарата	Расчетные данные	Паспортные данные
	В	А	кА	кА		В	А	кА	кА
ЗРУ-10 кВ ВВ/TEL-10-20/У3	10	404,1	9,2	23,46	16,9	10	1000	20	52	1200
ЗРУ-3,3 кВ ВАБ-49-5000/30-Л-УХЛ4	3,3	5040	20,1	30,6	80,8	3,3	5000	50	-	-



4.3 Выбор разъединителей

4.3.1 Выбор разъединителей ОРУ-110 кВ

Разъединители выбираются по роду установки, номинальным напряжению и току.

Выбор разъединителей по напряжению производится исходя из условия .

Выбор разъединителя по току производится исходя из условия

Выполнение условий (3.13) и (3.14) гарантирует работу разъединителя в нормальном режиме. По этим условиям выбираем разъединитель из [2]. Паспортные данные разъединителя ОРУ - 110 кВ приведены в табл. 12.

Надежная работа выключателя при коротком замыкании обеспечивается проверкой его на электродинамическую и термическую устойчивость.

Проверка разъединителя на электродинамическую устойчивость выполняется по условию

Проверка разъединителя на термическую устойчивость выполняется по условию

Тепловой импульс короткого замыкания определяется по формуле (4.4):

Выбор и проверка разъединителей ЗРУ - 3,3 и 10 кВ приведены в табл. 12



Таблица 12

Результаты выбора и проверки разъединителей ОРУ-110 кВ и ЗРУ-3,3 и 10 кВ

Место установки и тип выбираемого аппарата	Расчетные данные	Паспортные данные
	В	А	кА	кА		В	А	кА	кА
ОРУ-110 кВ РНД(З)-110/630	110	68,23	9,2	23,46	16,9	110	630	-	80	1452
ЗРУ-10 кВ РВЗ-10/1000-I(II)	10	404,1	9,2	23,46	16,9	10	1000	-	81	6400
ЗРУ-3,3 кВ РКЖ-3,3/3000 УХЛ1	3,3	5040	32,04	76,6	80,8	3,3	3000	-	50

4.4 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению и номинальному току:

U_1ном ? U_раб;

I_1ном ? I_рабmax

где U_1ном и I_1ном - номинальные напряжение и ток первичной обмотки трансформатора, А;

U_раб и I_рабmax - напряжение и рабочий ток в цепи, где установлен трансформатор тока, кВ.

Также выбор производится по роду установки, конструкции и классу точности: S_2ном ? S₂

где S_2ном - номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора, ВА;

S₂ - мощность, потребляемая приборами измерения и защиты, ВА.

Выбор измерительных трансформаторов тока по классу точности производится по схеме подключения измерительных приборов к трансформатору тока (рис. 11)

Рис. 11. Схема подключения измерительных приборов к трансформатору тока

Для определения мощности, потребляемой приборами измерения и защиты составляется трехлинейная схема подключения к трансформаторам тока всех приборов измерения и защиты.

Мощность, потребляемая приборами измерения и защиты определяется по формуле:

где S_2приб - потребляемая приборами мощность, ВА;

I₂ - ток вторичной цепи, равный 5 А;

r_к - переходное сопротивление контактов, равное 0,1 Ом;

r_пр - сопротивление соединительных проводов, Ом;

l - длина проводов, равная 5 м.

Расчетная длина соединительных проводов определяется по формуле:



где - длина проводов, м; для КРУ и КРУН равна 3-5 м.

;

Сопротивление соединительных проводов определяется по формуле

где - удельное сопротивление провода, Ом /мм²;

- расчетная длина соединительных проводов, м;

- минимальное сечение соединительных проводов, мм².

;

;

По полученной мощности выбираем из [3] трансформатор тока типа ТОЛ-110Б-У1, класс точности 0,5. Паспортные данные трансформатора тока приведены в табл. 13.

Проверка трансформатора тока на электродинамическую устойчивость выполняется по условию

где - коэффициент динамической устойчивости трансформатора тока,



Проверка трансформатора тока на термическую устойчивость выполняется по условию

где - коэффициент термической устойчивости трансформатора тока, ;

- время термической стойкости, находится по

Выбор и проверка трансформатора тока ЗРУ - 10 кВ типа ТПОЛ-10, класс точности 1, приведены в табл. 13

Таблица 13

Результаты выбора и проверки трансформаторов тока ОРУ-110 кВ и ЗРУ-10 кВ

Место установки и тип выбираемого аппарата	Расчетные данные	Паспортные данные
	В	А	ВА	кА		В	А	ВА	кА
ОРУ-110 кВ ТОЛ-110Б-У1	110	68,23	20,5	23,46	16,9	110	300	60	84,8	556
ЗРУ-10 кВ ТПОЛ-10	10	404,1	20,5	23,46	16,9	10	1000	25	127	2500

4.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения

Выбор трансформаторов напряжения производят по номинальному напряжению, по конструкции и проверяют по классу точности по условию.

Здесь S₂ - это суммарная мощность всех приборов, подключенных к трпнсформатору напряжения наиболее загруженной фазы (определяется после составления трехлинейной схемы подключения приборов).

Мощность, потребляемая приборами измерения и защиты определяется по формуле

где - суммарная мощность всех приборов, подключенных к трансформатору напряжения, определяется по схеме рис. 12.

Рис. 12. Схема подключения измерительных приборов к трансформатору напряжения

Таблица 14

Данные электрических приборов

Прибор	Тип	Число приборов	Потребляемая мощность одного прибора			Мощность
Счётчик активной энергии	САЗУ	8	4	0,38	0,93	12,5	29,8
Счётчик реактивной энергии	СРЗУ	8	4	0,38	0,93	12,5	29,8
Вольтметр с переключателем	Э30	1	5	1	0	5	-
Реле напряжения	РН-54/160	2	1	1	0	2	-

Проверка на соответствие проводится для класса точности 0,5.

Тогда:

Выбор и проверка трансформаторов напряжения ОРУ-110 кВ и ЗРУ - 10 кВ приведены в табл. 15

Таблица 15

Измерительный трансформатор напряжения

Тип трансформатора	Класс напряжения, (кВ)	Номинальное первичное напряжение, (кВ)	Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, (кВ)	Номинальная мощность в классе точности, (ВА)	Предельная мощность вне класса точности, (ВА)
НОЛ.08	10	10	0,11	75	630
ЗНОЛ-110-У1	110	63,5	0,057	400	2000



5. ВЫБОР АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ И ЗАРЯДНО-ПОДЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА (ЗПУ)

Под собственными нуждами электроустановок понимают все вспомогательные устройства, необходимые для эксплуатации их основных агрегатов в нормальном и аварийном режимах.

К источникам питания собственных нужд на тяговых подстанциях подключают оперативные цепи (включения выключателей, управления, сигнализации, защиты, автоматики, телемеханики, блокировок безопасности), устройства электроподогрева выключателей и их приводов, а также приводов разъединителей, устройства охлаждения трансформаторов и полупроводниковых преобразователей, электрическое освещение и отопление, санитарно-техническое оборудование, станки в мастерской подстанции.

Электроэнергия переменного тока для питания потребителей собственных нужд поступает от ТСН. ТСН на подстанциях постоянного тока при одинарной трансформации питаются от РУ районных потребителей.

Поэтому к схемам питания собственных нужд подстанции предъявлены следующие требования:

ь Простота выполнения и небольшая стоимость;

ь Обеспечение высокой надёжности питания потребителей собственных нужд;

ь Простота эксплуатации и ремонтных работ;

ь Безопасность обслуживания;

Этим требования соответствует предлагаемая схема питания шкафов собственных нужд, изображённая на рис., где цифрами обозначены:

1 и 2 -шкафы переменного тока;

3. - шкаф собственных нужд подстанции;

4. - шкаф отопления и вентиляции аккумуляторных батарей;

5. - шкаф собственных нужд переменного тока в РУ 3,3 кВ;

6. - дизель генераторный агрегат;

7. - шкаф рабочего освещения подстанции;

8. - шкаф аварийного освещения подстанции;

9. - шкаф собственных нужд постоянного тока;

10. - зарядно-подзарядное устройство;

11. - аккумуляторная батарея

На подстанциях 110-220 кВ обычно устанавливают по два ТСН мощностью 250-400 кВА каждый.

Рис. 18

5.1 Выбор аккумуляторной батареи

На тяговых подстанциях обычно применяется постоянный оперативный ток, источником которого являются аккумуляторные батареи. Аккумуляторную батарею выбирают по необходимой емкости, определяемой типовым номером батареи, и по напряжению, которое должно поддерживаться на шинах постоянного оперативного тока.

При выборе батареи исходят из аварийного режима работы электроустановки, когда к постоянной нагрузке батареи добавляется нагрузка аварийного освещения и других потребителей, преключаемых на питание от постоянного тока при исчезновении переменного напряжения. К постоянной нагрузке на подстанциях относятся цепи управления, сигнализации, защиты, автоматики, телемеханики, блокировок безопасности, держащие катушки быстродействующих выключателей.

Кроме того, батарею проверяют по кратковременному толчковому току, значение которого определяется, помимо постоянной и аварийных нагрузок, еще током, потребляемым наиболее мощным приводом выключателя.

Далее представлена таблица, в которой указаны токи всех постоянно присоединенных к батарее потребителей и присоединяемых к ней при аварийном режиме, а также установившийся ток, потребляемый наиболее мощным приводом выключателя.

Таблица 16

Потребители постоянного тока

Потребители	Число одновременно работающих	Ток одного потребителя, А	Нагрузка батареи, А
			Длительная	Кратковременная
Постоянно присоединенные приёмники	Лампы положения выключателей	20	0,068	1,6
	Держащие катушки ВАБ -49	20	0,5	10
	Устройства управления защиты			10
Приемники присоединённые при аварийном режиме	Устройства телеуправления и связи			1,4
	Аварийное освещение		10	-
	Привод ВМТ -110Б				70
ИТОГО:	23	70



На основании данных таблицы подсчитывают токи длительной и кратковременной нагрузок на аккумуляторную батарею в аварийном режиме.

5.1.1 Определение тока длительного разряда

Ток длительного разряда определяется по формуле

где -ток постоянной длительной нагрузки, А; , [1];

-ток аварийной нагрузки, А, , [1].

5.1.2 Определение расчетного тока кратковременного разряда

Расчетный ток кратковременного разряда определяется по формуле

где - ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении одного выключателя, А; , [1].

.

5.1.3 Определение расчетной емкости батареи

Расчетная емкость батареи определяется по формуле



где -длительность разряда при аварии, для тяговых подстанций принимается равной 2 ч.

.

5.1.4 Определение номера батареи по расчетной емкости

Номер батареи определяется по формуле

где 1,1 - коэффициент, учитывающий уменьшение емкости батареи после нескольких лет эксплуатации;

Q_N=1 -емкость аккумулятора первого номера (при t_ав =2ч; Q_N=1 =22 А·ч).

5.1.5 Определение номера батареи по кратковременного разряда

Номер батареи определяется по формуле:

где 46 - кратковременный допустимый ток разряда аккумулятора первого номера.

Принимаем номер батареи . Паспортные данные выбранной аккумуляторной батареи приведены в табл. 17.

Таблица 17

Тип	Конечное напряжение 1,8 В/элемент
	Время разряда
	3 часа
	Емкость, Ач	Ток разряда, А
3 ОРzS 300 LA	303	101

5.1.6 Определение числа последовательно включенных элементов батареи, питающих шины включения (ШВ) напряжением в режиме подзаряда:

Число последовательно включенных элементов батареи определяется по формуле:

где -среднее напряжение элемента в режиме постоянного подзаряда,

шт.

5.1.7 Определение числа элементов, питающих шины управления, (ШУ) напряжением в режиме постоянного подзаряда:

Число элементов, питающих шины управления определяется по формуле

шт.

5.2 Выбор зарядно-подзарядного устройства (ЗПУ)

Мощность ЗПУ - полупроводникового выпрямителя выбирают, исходя из первого формовочного заряда батареи и одновременного питания постоянных потребителей.

Ток заряда для батареи типа 3 ОРzS 300 LA определяется по формуле:

Мощность ЗПУ определяется по формуле:

где - зарядное напряжение, В.

;

.

В качестве зарядных и подзарядных устройств аккамуляторных батарей тяговых подстанций используется выпрямительное устройство типа: ВАЗП - 380/260 - 40/80-УХЛИ, где 260-номинальное выпрямленное напряжение агрегата;

380-номинальный ток трансформатора;

80-номинальный выпрямленный ток;

УХЛИ - климатическое исполнение.

Номинальный ток ЗПУ должен удовлетворять условию:



;

U_н.ЗПУ > U_зар

300 В > 260 В

Р_н.ЗПУ =20,8 кВт > Р_{расч.ЗПУ} =9,7 кВт



6. РАСЧЁТ КОНТУРА ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Выбор и расчёт системы заземления тяговой подстанции производят, исходя из условий безопасности напряжения прикосновения. Опасность поражения зависит от тока I_ч и длительности его протекания через тело человека. Зная допустимый ток I_{ч. доп} находят допустимое напряжение прикосновения:

где R_ч - сопротивление тела человека, принятое равным 1000 (Ом),

- удельное сопротивление верхнего слоя почвы, Ом·м.

Согласно принятым нормам допустимый ток принимается равным 0,1 А при длительности воздействия 0,5 с.

Тогда:

Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, должно обеспечить в любое время года ограничение U_пр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции, а напряжение на заземляющем устройстве U_з должно быть не выше 10 кВ.

Сложный заземлитель заменяется расчётной квадратной моделью при условии равенства их площадей S, общей длины L_г горизонтальных проводников, глубины их заложения t, числа и длины вертикальных заземлителей и глубины их заложения. В реальных условиях удельное сопротивление грунта неодинаково по глубине. В расчётах многослойный грунт представлен двухслойным: верхний толщиной h₁ с удельным сопротивлением , нижний с удельным сопротивлением . Величины ,,h₁ приняты на основе замеров с учётом сезонного коэффициента k_с.

Зная наибольшее допустимое напряжение прикосновения, определяем напряжение на заземлителе:

где k_n - коэффициент напряжения прикосновения; для сложных заземлителей определяется по формуле:

где l_в - длина вертикального заземлителя, принята равной 5 м;

L_Г - длина горизонтальных заземлителей, м;

а - расстояние между вертикальными заземлителями, принято равным 5 м;

S - площадь заземляющего устройства, принята равной 1650 м² при размере ТП по периметру 30Ч55 м;

М - параметр, зависящий от /; принятый при /= 5 равным 0,75;

- коэффициент, определяемый по сопротивлению человека R_ч и сопротивления растекания тока от ступеней R_с.

Прежде чем рассчитывать k_n необходимо определится с некоторыми данными:

L_Г =557+3012=745 (м);

где R_с - сопротивление растеканию тока от ступней в землю, Ом.

Тогда

Определим коэффициент напряжения прикосновения:

Напряжение на заземлителе равно:

Как видно, U_з < 10 (кВ)

Так как U_з=I_з·R_з, то сопротивление заземляющего устройства должно быть:

где I_з - расчетный ток однофазного к.з. в точке К-1, А.

Определим общее сопротивление сложного заземлителя:

где

- эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом;

L_в - общая длина вертикальных заземлителей.

Относительное эквивалентное удельное сопротивление определяется по справочным данным.

Для /= 5, а/l_в =1:

Определяем /= 1,48, тогда

Найдем общую длину вертикальных заземлителей:

L_в = l_в·n_в,



где n_в - число вертикальных заземлителей.

L_в = 5·33=165 (м)

Тогда общее сопротивление сложного заземлителя равно:

что меньше R_з.доп = 0,472 Ом.

Найдём напряжение прикосновения:

что меньше, чем =118 (В).

План заземляющего устройства.

Рис. 19. Параметры эквивалентного контура заземления



СПЕЦИФИКАЦИЯ

Даная спецификация прилагается к однолинейной схеме проектированной тяговой подстанции постоянного тока

№ п/п	Обозначение	Тип аппарата	Наименование	Количество
РУ -110 кВ
1.	Т1-Т2	ТДН-16000/110	Главный понижающий трансформатор	2
2.	Q1-Q3	ВМТ-110Б	Высоковольтный выключатель переменного тока	3
3.	QS1-QS6	РНД(З)-110/630	Разъединитель	6
4.	ТА1-ТА19	ТФНД-110М	Измерительный трансформатор тока	19
5.	QSG1-QSG8	РНД(З)-110/630	Разъединитель с заземляющими ножами	8
6.	FV1-FV6	ОПН-110 УХЛ 1	Ограничитель перенапряжения	6
7.	TV1-TV2	НТМИ-110-66	Измерительный трансформатор напряжения	2
РУ-10 кВ
8.	Q4- Q18	ВВПЭ-10-20/УЗ	Высоковольтный выключатель переменного тока	15
9.	QSG9-QSG11	РВК-10/2000	Разъединитель с заземляющими ножами	3
10.	TV3-TV4	НТМИ-10-66	Измерительный трансформатор напряжения	2
11.	QS7-QS18	РВК-10/2000	Разъединитель	12
12.	FV7-FV10	ОПН-10 ХЛ1	Ограничитель перенапряжения	4
13.	FU1-FU2,	ПК-10	Предохранитель	2
14.	ТА20-ТА59	ТПОЛ-10	Измерительный трансформатор тока	30
15.	ТСН1-ТСН2	ТС-400-10/0,4	Трансформатор собственных нужд	2
16.	Т3-Т4	ТРДП-12500/10Ж-У1	Тяговый трансформатор	2
РУ -3,3 кВ
17.	UD1-UD2	В-ТПЕД-3150-3,3К-21-У1	Выпрямительный агрегат	2
18.	QF1-QF12	ВАБ-49-3200/30-Л-УХЛ4	Быстродействующий автоматический выключатель	14
19.	QS19-QS41	РВС3200/3,3	Разъединитель	23
20.	FV11- FV12, FV14-FV15	ОПН-1,5-УХЛ1	Ограничитель перенапряжения	5
21.	FV13,FV16- FV22	ОПН-3,3 ПС УХЛ1	Ограничитель перенапряжения	8
22.	FU3-FU14	ПК-3,3	Предохранитель	12
23.	LR1-LR2	РБ	Реактор	2
24.	С1-С10		Конденсатор	10
25.	R1- R3		Резистор	3
26.	ТА60		Трансформатор тока	1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был разработан проект тяговой подстанции постоянного тока 3,3 кВ. В работе представлены результаты выбора главных понижающих трансформаторов, ТСН и преобразовательных агрегатов. Результаты расчетов пяти возможных точек к.з. на территории подстанции послужили основой для выбора всех токоведущих частей и коммутационного оборудования, удовлетворяющего всем установленным техническим нормам. Отдельно был произведен расчет системы питания собственных нужд. Определились с типом ЗПУ и аккумуляторными батареями, способными полноценно поддерживать работу ТП.

Наконец, спроектировали контур заземления, исходя из условий безопасности напряжения прикосновения. Заземляющее устройство, выполненное по нормам напряжения прикосновения, обеспечивает в любое время года ограничение U_пр до нормированного значения в пределах всей территории подстанции.

К пояснительной записке прилагается однолинейная схема спроектированной тяговой подстанции постоянного тока.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Тяговые подстанции: Метод. указ. / Сост. Марикин А.Н., Федоров В.М., Самонин А.П., Плешаков Ю.В., Васильев Ю.П. - СПб.: ПГУПС, 2008. - 41 с.

2. Прохорский А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции. - М.: Транспорт, 1983. - 498 с.

3. Бей Ю.М., Мамошин Р.Р., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции/ Учебник для вузов ж.-д. Транспорта. - М.: Транспорт, 2009. - 319 с.

Размещено на Allbest.ru