Проектирование тяговой подстанции

где емкость аккумуляторной батареи, при 3-х часовой работы, из таблицы №26,;

время разряда, ч.

Для окончательной проверки аккумуляторной батареи данного типа необходимо выполнение неравенства, указанного ниже:

После выполненной проверки аккумуляторной батареи в рамках разрабатываемого курсового проекта, возьмем на использование батарею типа 6 OPzV 600

9. Выбор и проверка трансформатора собственных нужд

Приемниками электроэнергии собственных нужд (СН) подстанции являются: электродвигатели системы охлаждения трансформаторов; устройство обогрева выключателей и шкафов распределительных устройств с установленными в них аппаратами и приборами; электрическое освещение и отопление помещений и освещение территории подстанций. Наиболее ответственными приемниками СН являются устройства системы управления, релейной защиты, сигнализации, автоматики и телемеханики. От этих приемников зависит работа основного оборудования подстанций, прекращение их питания даже кратковременно приводит к частичному или полному отключению подстанции.

Для электроснабжения потребителей СН подстанций предусматривается трансформаторы собственных нужд (ТСН) со вторичным напряжением 380/220 В, которые получают электроэнергию на тяговых подстанциях - от шин РУ - 27,5 кВ. Согласно ПУЭ для транзитной тяговой подстанции установили с тяговой стороны 2 трансформатора собственных нужд. К схемам питания установок собственных нужд предъявляются следующие требования:

1)обеспечение достаточно высокой надежности питания потребителей собственных нужд

2) простота выполнения и небольшая стоимость

3) простота эксплуатации и малые эксплуатационные расходы

4) безопасность обслуживания

Распределение энергии собственных нужд тяговых подстанций переменного тока показана на рис. №17

Рисунок 17. Схема питания собственных нужд тяговой подстанции

Выбор трансформаторов собственных нужд произведем по следующим условиям:

1) выбор по номинальному напряжению:

где рабочее напряжение электроустановки;

первичное номинальное напряжение ТСН.

2) по нагрузке во вторичной обмотке:

где - номинальная мощность ТСН;

- расчетная полная мощность потребителей СН.

Полная мощность потребителей СН определим по выражению:

где - сумма активной мощности потребителей СН;

сумма реактивной мощности потребителей СН.

Количество и тип потребителей собственных нужд переменного тока определяют при наличии однолинейной схемы подстанции, выбранного оборудования и разработки схемы питания собственных нужд тяговой подстанции. Составим таблицу №23 потребителей ТСН с приведенными в ней мощностью потребителей собственных нужд.

Рассчитаем полную мощность потребителей СН:

Теперь произведем проверку по нагрузке во вторичной обмотке, указанная выше:

где

В результате проведенных проверок выбрали трансформатор собственных нужд типа ТМ-630/27,5.

Для выбранного ТСН вычислим активное и реактивное сопротивление. Активное сопротивление ТСН определим по формуле:

,

где - потери короткого замыкания,

Реактивное сопротивление ТСН определим по формуле:

,

где - напряжение короткого замыкания,

10. Компоновка оборудования открытых распределительных устройств подстанции

Распределительное устройство (РУ) представляет собой комплекс аппаратов и устройств, используемых для управления потоком энергии в энергосистеме и для обеспечения надежности ее работы путем создания узла, в котором могут быть установлены защитные устройства и средства для изменения потоков энергии по различным направлениям. Любое РУ состоит их подходящих и отходящих присоединений, подключенных к общим шинам. Главным элементом каждого присоединения являются выключатели, разъединители и измерительные трансформаторы. Элементы РУ соединяются между собой по принятой схеме. Компоновка РУ заключается в оптимальном размещении аппаратов, согласно их назначению и требованиям действующих правил и соединении их электрически между собой в соответствии с принятой схемой. Распределительные устройства обычно состоят из ряда аналогичных ячеек, каждая из которых подключена к сборным шинам и содержит выключатель, разъединители и измерительные трансформаторы. Как правило, компоновка РУ должна предусматривать возможность поэтапного развития. При разработке компоновок РУ крайне важно предусматривать наличие ремонтных зон. Компонуя РУ, необходимо ясно представлять, как будут сгруппированы различные элементы оборудования, как они будут изолированы друг от друга, на каком расстоянии от частей, находящихся под напряжением, могут оказываться те или иные элементы и, наконец, насколько принятое размещение оборудования обеспечивает безопасность обслуживающего персонала.

11. Расчет заземляющего устройства

Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлических соединенных между собой проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Искусственным заземлителем называется заземлитель, специально выполненный для целей заземления. Естественными заземлителями называются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемых для целей заземления. Наиболее важной характеристикой такого контура является сопротивление растеканию заземляющего устройства, которое не должно превышать 0,5 Ом. Условный план подстанции и контур заземления подстанции показан на рисунке 18.

,Ом

где - сопротивление заземляющего устройства, Ом.

Сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле:

;

где R11 - сопротивление растеканию в горизонтальной сетке, Ом;

R22 - сопротивление растеканию вертикальных электродов, Ом;

R12 - взаимное сопротивление между горизонтальной сеткой и вертикальными электродами, Ом.

Сопротивления R11, R22 ,R12 определяются выражениями:

где с - удельное сопротивление грунта, Ом·м (для суглинка принимаем равным 100 Ом·м);

L - полная длина проводников, образующих горизонтальную сетку, м;

S - площадь покрытия защитной сеткой, м2;

l - длина вертикальных заземлителей, м (l=2,5м);

d - диаметр вертикального электрода, м ();

b - ширина полосы горизонтальных заземлителей, м (b=0,02м);

h - глубина заложения горизонтальных заземлителей, м (h=0,5 м);

n - число вертикальных заземлителей, шт.

Рисунок 18. План транзитной подстанции

Определим площадь подстанции по представленному рисунку 18:

Вычислим периметр подстанции по представленному рисунку 18:

Определяем число вертикальных заземлителей, учитывая, что расстояние между вертикальными заземлителями не должно быть меньше длины заземлителя:

,

где - число вертикальных заземлителей, шт;

- периметр защищаемой зоны;

Длина горизонтальных заземлителей находится как сумма длин полос располагающихся в четырёх прямоугольных фигурах. Вычислим число полос располагающиеся по ширине подстанции:

Вычислим число полос располагающиеся по длине подстанции:

Вычислим длину полос по ширине подстанции.

Вычислим длину полос по длине подстанции

Определим полную длина проводников образующих горизонтальную сетку.

Определяем сопротивления R11, R22 ,R12 :

Теперь определим сопротивление заземляющего устройства:

0,38 Ом < 0,5 Ом

Сопротивление заземляющего контура не превышает 0,5 Ом, следовательно, рассчитанное заземление применимо к установке.

12. Заключение

В данном курсовом проекте была спроектирована транзитная тяговая подстанция 230/27,5/11 кВ. Для достижения поставленной задачи была построена однолинейная схема и план - разрез проектируемой тяговой подстанции, выбрана коммутационная и контрольно - измерительная аппаратура и токоведущие части, а именно: разъединители, высоковольтные выключатели, гибкие и жесткие шины, изоляторы, трансформаторы тока и напряжения и ограничители перенапряжения. Вся выбранная аппаратура была проверена на различные условия. Был произведен выбор трансформатора собственных нужд, а также произведен расчет заземляющих устройств.

13. Список литературы

1. Правила устройств электроустановок. - 7 изд. - М.: Издательство «НЦ ЭНАС», 2003г.

2. Расчет токов короткого замыкания и выбор электрооборудования / Под редакцией И.П.Крючкова. - М.: Издательство «ACADEMA». - 200г.

3. Петров Е.Б. Электрические подстанции. - Методическое пособие по дипломному и курсовому проектированию. - М.: Издательство «Маршрут». - 2004 г.

4. Почаевец В.С. Электрические подстанции. Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. - М.: «Желдориздат», 2001 г.

5. Гринберг - Басин М.М. Тяговые подстанции. Пособие по дипломному проектированию - М.: Издательство «Транспорт», 1986 г.

6. Фоков С.А. Выбор проектных решений при разработке подстанций

10…500 кВ. Учебное пособие - Хабаровск, 2001 г.

7. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог. Сборник справочных материалов. - М.: «Трансиздат», 2004 г.

Приложение 1

Приложение 2

Шкала средних номинальных напряжений; кВ:

3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 27; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770;1175.

Приложение 3

200

100

Кривые для определения температуры нагрева проводов при коротких замыканиях, выполненных из материалов проводов: 1 - сплавы АЖ и АЖКП; 2 - сплавы АН и АНКП; 3 - алюминий марок А, АКП, АКП и сталеалюминий марок АС, АСКП, АСКС, АСК, АпС, АпСКС, АпСК.

Приложение 4

Кривая для определения

Размещено на Allbest.ru