Типы понижающих трансформаторов для питания тяговых, районных и нетяговых железнодорожных потребителей
Структурная схема тяговой подстанции. Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции. Расчетная схема тяговой подстанции. Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции. Выбор коммутационных аппаратов. План тяговой подстанции.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.05.2010 |
Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 10,895 кА;
- номинальный ток отключения выключателя, кА; = 31.5 кА.
Условие проверки выполняется: .
б) Проверка на отключающую способность апериодической составляющей.
Проверку выполним по формуле:
, кА (3.4.5.)
где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;
, кА (3.4.6.)
где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя.
(3.4.7.)
= 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;
- собственное время отключения выключателя: от момента подачи импульса на электромагнит отключения привода выключателя до момента расхождения контактов: = 0.048 с.
Согласно выражению (3.4.7.) получим:
с.
Та =0.05 с постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания при t = 0.
Используя выражение (3.4.6.) получим:
кА;
- номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания.
,кА (3.4.8.)
где - номинальное содержание апериодической составляющей;
(3.4.9.)
Согласно выражению (3.4.9.) получим:
0.276;
Используя выражение (3.4.8.) получим:
кА.
Условие проверки (3.4.5) выполняется:
.
в) Проверка на отключающую способность полного тока
Проверку выполним по формуле:
(3.4.10.)
где - полный ток короткого замыкания, кА; = 17,637 кА.
Условие проверки (3.4.10.) выполняется:
3.Проверка на включающую способность
Проверку на включающую способность выполним по формулам:
(3.4.11.)
где -действующее значение номинального тока включения, кА; по [4] =31.5 кА;
- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; =10,895 кА.
- ударный ток к.з. в цепи выключателя. кА
- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по = 81 кА
Условие проверки (3.4.11.) выполняется:
Фидеры районных потребителей :
Выбираем выключатель LF-1.
Условия выбора:
1) кВ; 10=10 - условие выполняется.
2) 630>57 - условие выполняется.
Осуществим проверку на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле:
, (3.4.1.)
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =26,502 кА;
- амплитудное значение предельного сквозного тока, кА = 64 кА.
Условие проверки выполняется: .
1.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле:
, (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -10 кВ. =71.221 кА2с;
, кА2c (3.4.3.)
где - ток термической стойкости, кА = 25 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с с.
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
2.Проверка на отключающую способность.
а) Проверка на отключение периодической составляющей.
Проверку на отключение периодической составляющей выполним, используя выражение:
, кА (3.4.4.)
где - периодическая составляющая тока короткого замыкания, кА; 10,895 кА;
- номинальный ток отключения выключателя, кА; = 25 кА.
Условие проверки выполняется: .
б) Проверка на отключающую способность апериодической составляющей.
Проверку выполним по формуле:
, кА (3.4.5.)
где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА;
, кА (3.4.6.)
где - время от начала короткого замыкания до расхождения контактов выключателя.
(3.4.7.)
= 0.01 с - минимальное время действия релейной защиты;
- собственное время отключения выключателя: от момента подачи импульса на электромагнит отключения привода выключателя до момента расхождения контактов: = 0.048 с.
Согласно выражению (3.4.7.) получим:
с.
Та =0.05 с постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания при t = 0.
Используя выражение (3.4.6.) получим:
кА;
-номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока короткого замыкания.
,кА (3.4.8.)
где - номинальное содержание апериодической составляющей;
(3.4.9.)
Согласно выражению (3.4.9.) получим:
0.276;
Используя выражение (3.4.8.) получим:
кА.
Условие проверки (3.4.5) выполняется:
.
в) Проверка на отключающую способность полного тока
Проверку выполним по формуле:
(3.4.10.)
где - полный ток короткого замыкания, кА; = 17,637 кА.
Условие проверки (3.4.10.) выполняется:
3.Проверка на включающую способность
Проверку на включающую способность выполним по формулам:
(3.4.11.)
где -действующее значение номинального тока включения, кА; по [4] =25 кА;
- действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания, кА; =10,895 кА.
- ударный ток к.з. в цепи выключателя. кА
- мгновенное значение номинального тока включения, кА; по = 64 кА
Условие проверки (3.4.11.) выполняется:
3.4.2 Разъединители
РУ-110 кВ
Вводы ТП, перемычки:
Выбираем разъединители РГП-110.
Условия выбора:
1) кВ; 110>110 - условие выполняется.
2) 1000>512 - условие выполняется.
1. Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =8,172 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 80 кА.
Условие проверки выполняется: .
2. Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -110 кВ. =26.728 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 31,5 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
Ввод высокого напряжения силового трансформатора:
Выбираем разъединители РГП-110.
Условия выбора:
1) кВ; 110>110 - условие выполняется.
2) 1000>184 - условие выполняется.
Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =8,172 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 80 кА.
Условие проверки выполняется: .
Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -110 кВ. =26.728 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 31,5 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
РУ-27,5 кВ
Ввод среднего напряжения силового трансформатора:
Выбираем разъединители РГП-35.
Условия выбора:
1) кВ; 35>27,5 - условие выполняется.
2) 1000>735 - условие выполняется.
1.Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =14,053 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 40 кА.
Условие проверки выполняется: .
2.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -27,5 кВ. =41,358 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 16 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
Сборные шины среднего напряжения:
Выбираем разъединители РГП-35.
Условия выбора:
1). кВ; 35>27,5 - условие выполняется.
2). 1000>526 - условие выполняется.
1.Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =14,053 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 40 кА.
Условие проверки выполняется: .
2.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -27,5 кВ. =41,358 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 16 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
Фидеры контактной сети:
Выбираем разъединители РГП-35.
Условия выбора:
1) кВ; 35>27,5 - условие выполняется.
2) 1000>500 - условие выполняется.
1.Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =12,17 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 40 кА.
Условие проверки выполняется: .
2.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -27,5 кВ. =16,725 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 16 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
Фидеры ДПР:
Выбираем разъединители РГП-35.
Условия выбора:
1) кВ; 35>27,5 - условие выполняется.
2) 1000>526 - условие выполняется.
1.Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =14,053 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 40 кА.
Условие проверки выполняется: .
2.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -27,5 кВ. =22,299 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 16 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
РУ-10 кВ
Ввод низкого напряжения силового трансформатора:
Выбираем разъединители RUHRTAL.
Условия выбора:
1) кВ; 36>10 - условие выполняется.
2) 4000>2023.1 - условие выполняется.
1.Проверка на электродинамическую стойкость
Проверку на электродинамическую стойкость выполним по формуле
где - ударный ток короткого замыкания, кА. =26.502 кА;
- предельный сквозной ток, кА [4] = 100 кА.
Условие проверки выполняется: .
2.Проверка на термическую стойкость
Проверку на термическую стойкость выполним по формуле (3.4.2.)
где - величина теплового импульса в РУ -27,5 кВ. =72.221 кА2с;
Согласно выражению (3.4.3.) получим:
кА2с.
где - ток термической стойкости, кА = 31.5 кА;
- время протекания тока термической стойкости, с по [4] с.
Согласно выражению (3.4.2.) получим:
Условие проверки выполняется .
3.4.3 Предохранители
Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения в РУ - 6; 10 кВ, при этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ (трубчатые с кварцевым заполнителем).
Предохранители выбирают по номинальному току:
80 > 56,358 А
Проверяют по номинальному току отключения:
10,9 < 31,5 кА
Выбираем трубчатый предохранитель с кварцевым заполнителем, для ТН типа: ПКТ 101 - 10 -2-31,5 У3.
3.5 Выбор измерительных трансформаторов
3.5.1 Выбор объема измерений
Контрольно-измерительные приборы устанавливаются для контроля за электрическими параметрами в схеме подстанции и расчётов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую тяговой подстанцией.
1. Измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со стороны всех ступеней напряжения: на всех питающих и отходящих линиях, фидерах контактной сети, ТСН (с низкой стороны).
2. Измерение напряжения осуществляется на шинах всех РУ.
3. Учет активной и реактивной энергии с помощью счётчиков выполняется на вводах низшего напряжения понизительных, тяговых трансформаторов; фидерах потребителей, ТСН (счётчик активной энергии - устанавливается с низкой стороны).
3.5.2 Разработка схем измерений
Схемы измерений необходимы для определения расчетных длин проводов, зависящих от схемы подключения.
3.5.3 Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбирают:
1. по номинальному напряжению установки:
2. по номинальному току:
3.
4. по роду установки
5. по классу точности
Выбранные трансформаторы тока проверяется:
1. На электродинамическую стойкость:
где: - ударный ток короткого замыкания;
= предельный сквозной ток короткого замыкания;
2. Проверка на термическую стойкость:
где: - тепловой импульс, кА2с;
где: ток термической стойкости, кА;
- время протекания тока термической стойкости, с.
3. Проверка на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
где: - вторичная нагрузка наиболее нагруженной фазы ТТ, Ом;
- номинальная допустимая нагрузка проверяемой обмотки ТТ в выбранном классе точности, Ом.
Так как индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, то:
где: - сопротивление токовых обмоток измерительных приборов и реле, Ом;
- сопротивление контактов: 0,05 Ом - при двух и трёх приборах и 0,1 - при большом числе приборов;
- сопротивление соединительных проводов, Ом.
где: -удельное сопротивление материала провода (с медными жилами - 1.7510-8 Омм; с алюминиевыми жилами - 2,8310-8 Омм);
qпр - сечение проводов, которое не должно быть меньше 4 10-6 м2 для алюминия и 2,5 10-6 м2 для меди, но не более 10 10-6 м2;
- расчётная длина соединительных проводов
Встроенные ТТ на электродинамическую и термическую стойкости не проверяем.
Рабочая перемычка транзитной тяговой подстанции 110 кВ:
Тип ТТ: ТВ - 110 - II-600/5
1. по номинальному напряжению установки:
110 = 100 кВ
2. по номинальному току:
600 > 512 А
3. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э8021: ВА.
Счётчик активной энергии СА3У-И670: ВА.
Счётчик реактивной энергии СР4-И673: ВА.
Ом
=1.5+2.5+2.5=6.5 ВА.
1 > 0.83 Ом
Обмотка среднего напряжения тягового трансформатора 127,5 кВ:
Тип ТТ: ТВ - 35 - 750/5
1. по номинальному напряжению установки:
35 > 27,5 кВ
2. по номинальному току:
750 > 736 А
3. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э377:
Счётчик активной энергии СА3У-И670:
Счётчик реактивной энергии СР4-И673:
1,2 > 1,0 Ом
Сборные шины среднего напряжения 127,5 кВ.
Тип ТТ: ТВ - 35 - 600/5
1. по номинальному напряжению установки:
35 > 27,5 кВ
2. по номинальному току:
600 > 526 А
3. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э377:
1,2 > 0,80 Ом
Фидеры контактной сети 127,5 кВ.
Тип ТТ: ТВ - 35 - 600/5
1. по номинальному напряжению установки:
35 > 27,5 кВ
2. по номинальному току:
400 = 400 А
3. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э377:
1,2 > 0,8 Ом
Фидеры районного потребителя 10 кВ:
Тип ТТ: ТЛК - 10 - 75/5
1. по номинальному напряжению установки:
10 = 10 кВ
2. по номинальному току:
75 > 57 А
3. на электродинамическую стойкость:
26,502 < 52 кА
4. проверка на термическую стойкость:
71,221 < 400 кА2с
5. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э8021:
Счётчик активной энергии СА3У-И670:
Счётчик реактивной энергии СР4-И673:
0,4 > 0,35 Ом
Сборные шины 10 кВ:
Тип ТТ: ТЛМ - 10 - 1500/5
1. по номинальному напряжению установки:
10 = 10 кВ
2. по номинальному току:
1500 > 1445 А
3. на электродинамическую стойкость:
26,502 < 100 кА
4. проверка на термическую стойкость:
130,571 < 2028 кА2с
5. на соответствие классу точности для номинальной нагрузки:
Класс точности: 0,5
Амперметр Э8021:
Счётчик активной энергии СА3У-И670:
Счётчик реактивной энергии СР4-И673:
0,4 > 0,35 Ом
3.5.4 Выбор трансформаторов напряжения
Трансформаторы напряжения выбираются:
1. по номинальному напряжению установки:
2. по конструкции и схеме соединения обмоток;
3. по классу точности;
4. по нагрузке вторичных цепей:
где: S2ном - номинальная мощность ТН в выбранном классе точности, ВА;
S2 - суммарная мощность, потребляемая подключенными к ТН приборами, ВА.
где: Sприб - мощность потребляемая всеми катушками одного прибора;
- коэффициент мощности прибора.
Выбор ТН в РУ - 110 кВ
Таблица 3
Прибор |
Тип прибора |
Nкат |
Nпр |
Sн |
Cos пр |
Sin п |
Pпр, Вт |
Qпр, ВАр |
|
Вольтметр |
Э378 |
1 |
1 |
2 |
1 |
0 |
2.0 |
- |
|
Реле направления мощности |
РБМ-171 |
1 |
1 |
35 |
1 |
0 |
35 |
- |
|
Счётчик активной энергии |
СА3У-И670 |
2 |
1 |
4 |
0.38 |
0.93 |
3.04 |
7.44 |
|
Счётчик реактивной энергии |
СР4-И673 |
3 |
1 |
7.5 |
0.38 |
0.93 |
8.55 |
20.93 |
|
Реле напряжения |
РН - 54 |
1 |
3 |
1.0 |
1 |
0 |
3.0 |
- |
|
ИТОГО: |
51.6 |
28.4 |
Тип ТН: 3ЗНОГ - 110 82У3
450 > 59 ВА
110 = 110 кВ
Выбор ТН в РУ - 27.5 кВ
Таблица 4
Прибор |
Тип прибора |
Nкат |
Nпр |
Sн |
Cos пр |
Sin п |
Pпр, Вт |
Qпр, ВАр |
|
Вольтметр |
Э378 |
1 |
1 |
2 |
1 |
0 |
2.0 |
- |
|
Счётчик активной энергии |
СА3У-И672 |
2 |
6 |
4 |
0.38 |
0.93 |
18,24 |
44,64 |
|
Счётчик реактивной энергии |
СР4-И673 |
3 |
4 |
7,5 |
0.38 |
0.93 |
34,2 |
83,7 |
|
Электронная защита фидера |
УЭЗФМ |
1 |
4 |
4 |
1 |
0 |
16 |
- |
|
Определитель места повреждения |
ОМП |
1 |
2 |
1 |
1 |
0 |
2 |
- |
|
Реле напряжения |
РН - 54 |
1 |
3 |
1 |
1 |
0 |
3 |
- |
|
ИТОГО: |
75,44 |
128,3 |
Тип ТН: 2ЗНОЛ - 35
300 > 148,84 ВА
35 > 27,5 кВ
Выбор ТН в РУ - 10 кВ
Таблица 5
Прибор |
Тип прибора |
Nкат |
Nпр |
Sн |
Cosпр |
Sinп |
Pпр, Вт |
Qпр, ВАр |
|
Вольтметр |
Э378 |
1 |
1 |
2 |
1 |
0 |
2.0 |
- |
|
Счётчик активной энергии |
СА3У |
2 |
10 |
4 |
0.38 |
0.93 |
30,4 |
74,4 |
|
Счётчик реактивной энергии |
СР4-И673 |
3 |
10 |
7.5 |
0.38 |
0.93 |
85,5 |
209,3 |
|
Реле напряжения |
РН - 54 |
1 |
3 |
1.0 |
1 |
0 |
3.0 |
- |
|
ИТОГО: |
120,9 |
283,7 |
Тип ТН: 6НОЛ - 10 (23 НОЛ - 10)
450 > 308,8 ВА
10 = 10 кВ
Так как мощность нагрузки вторичной цепи осталась большой, то принимаем две группы по три однофазных ТН.
Всего три комплекта однофазных ТН (два в работе и один в резерве).
3.6 Выбор ограничителей перенапряжения
Для защиты изоляции токоведущих частей, аппаратуры и оборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений.
ОПН выбирают по условию:
ОРУ -110 кВ: ОПН - У/TEL - 110-УХЛ 1
110 = 110 кВ
ОРУ - 27.5 кВ: ОПН - У/TEL - 27,5-УХЛ 1
27,5 = 27,5 кВ
РУ-10 кВ: ОПН - PC/TEL - 10
10 = 10 кВ
3.7 Выбор аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного агрегата
Число элементов АБ, работающей в режиме постоянного подзаряда, определим по формуле:
, (3.7.1.)
где - напряжение на шинах АБ, равное 258 В.
- напряжение подзаряда, равное 2.15 В.
Согласно выражения (3.7.1.) получим:
.
Номер аккумуляторной батареи определим, исходя из расчётной ёмкости и наибольшего тока при разряде:
, Ач (3.7.2.)
где - расчётный ток длительного разряда;
- ток, потребляемый постоянно включенными потребителями;
- ток, потребляемый потребителями, подключенными к АБ в аварийном режиме;
- время аварийного режима, равное 2 ч.
А;
где - мощность цепей управления, защиты и сигнализации; =2.5 кВт.
В.
А;
где - мощность аварийного освещения; =2,2 кВт
Согласно выражению (3.7.2.) получим:
Ач.
Номер АБ по условиям длительного режима:
,
где - ёмкость двухчасового разряда аккумулятора СК - 1, равная 22 Ач.
Наибольший ток при кратковременном режиме разряда АБ:
=21,364+40 = 61,364 А
где -ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении выключателя; для ВГБЭ - 35 = 40 А.
Номер АБ по условиям кратковременного режима:
Выбираем аккумуляторы СК - 3.
Наибольший ток подзарядного агрегата
, А (3.7.3.)
А.
Согласно выражению (3.7.3.) получим:
А.
Мощность зарядного агрегата:
(3.7.4.)
где В;
где - число элементов АБ.
А.
Используя выражение (3.7.4.) получим:
Вт.
Мощность подзарядного преобразователя
Вт.
Выбираем зардно-подзарядный преобразователь типа ВАЗП - 380/260 - 40/80.
Sн = 20,8 кВт
Sн > Sзар
20,8 > 3,03264 кВт
Iн = 80 А
Iн > Iзар
80 > 21,864 А
Глава 4. План тяговой подстанции
4.1 Разработка плана тяговой подстанции
План тяговой подстанции (транзитной переменного тока) системы электроснабжения 1х27,5 кВ разрабатываем в соответствии с рекомендациями в [4].
Открытую часть подстанции монтируем на конструкциях, распластанного типа с соблюдением всех стандартов на минимальные расстояния между токоведущими частями элементами и землей.
4.2 Расчет площади открытой части тяговой подстанции
Площадь подстанции равна 10185 м2.
Площадь контура заземления равна 9393 м2.
Глава 5. Расчет заземляющего устройства
Расчёт заземляющего устройства в курсовом проекте выполняем графо-аналитическим методом, основанный на применении теории подобия, которая предусматривает:
1. Замену реального грунта с изменяющимся по глубине удельным сопротивлением эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя 1, толщиной h и сопротивлением нижнего слоя земли 2, значение которых определяется методом вертикального электрического зондирования.
2. Замену реального сложного заземляющего контура, состоящего из системы вертикальных электродов, объединённых уравнительной сеткой с шагом 4 - 20 м, и любой конфигурации - эквивалентной квадратной расчётной моделью с одинаковыми ячейками, однослойной структуры земли (3) при сохранении их площадей (S), общей длины вертикальных (LВ), горизонтальных (Lр) электродов, глубины их залегания (hг), значения сопротивления растекания (Rэ) и напряжения прикосновения (Uпр).
Предварительно определяем следующие величины:
длина горизонтальных заземлителей
число вертикальных электродов
длина вертикального электрода
где: h - толщина верхнего слоя земли;
S - площадь контура заземления.
общая длина вертикальных электродов
расстояние между вертикальными электродами
6) глубину заложения горизонтальных электродов примем равной 0,8 м
Площадь заземляющего контура S принимается по плану открытой части тяговой подстанции, сохраняя при этом расстояние от границы контура до ограждения не менее 2 м.
Сопротивление заземляющего контура:
где: - эквивалентное сопротивление грунта, Омм
А = (0.444 - 0.84, при
А = (0.355 - 0.25, при
, при
, при
А = (0.444 - 0.843
Окончательным критерием безопасности электроустановки является величина напряжения прикосновения, определяемая по формуле:
где: - ток однофазного К.З. на землю в РУ питающего напряжения, А;
кпр - коэффициент прикосновения.
где: - функция отношения . , при ;
- коэффициент, характеризующий условие контакта человека с землёй.
где: Rчел - расчётное сопротивление человека, равное 1000 Ом;
Rст - сопротивление растекания тока со ступнёй человека, равное 1,5.
Допустимое напряжение прикосновения определяем по нормативным таблицам в зависимости от времени протекания тока к.з.
Для t=0.4 c В
123 В < 150 В
Т.о. условие выполняется.
Глава 6. Экономическая часть проекта
6.1 Определение стоимости тяговой подстанции
Определение стоимости проектируемой тяговой подстанции производится по укрупнённым показателям стоимости строительства объектов электрификации железнодорожного транспорта с учётом основных узлов и элементов подстанции.
В связи с изменением стоимости, монтажных работ и оборудования тяговой подстанции, значение стоимости, приведённых в указанной литературе [2] необходимо умножить на следующие коэффициенты:
Сстр*100
Смонт*100
Собор*100
Стоимость тяговой подстанции определяется по формуле:
СТП = Сстр + Смонт + Собор
Годовые эксплуатационные расходы:
Сэ = СW + С + Срем + СЗП
где: СW - стоимость потерь электроэнергии
где: - стоимость 1 кВт*ч (0,64 руб/кВт*ч);
W - перерабатываемое за год количество электроэнергии;
С - стоимость амортизационных отчислений:
где: Срем - стоимость годового обслуживания и ремонта тяговой подстанции:
где: СЗП - годовой фонд заработной платы зависящий от метода обслуживания, штата должностных лиц и окладов, с учётом средств материального поощрения в размере 40 % от ФЗП.
При расчёте СЗП учитывается 13-ая зарплата, равная месячному ФЗП:
Должность |
Кол-во человек |
Оклад, руб. |
Сумма, руб. |
|
Начальник |
1 |
15000 |
15000 |
|
Ст. электромеханик |
1 |
12000 |
13000 |
|
Электромеханик |
1 |
10000 |
10000 |
|
Дежурный электромеханик |
4 |
10000 |
40000 |
|
Электромонтёр |
2 |
8000 |
16000 |
|
Уборщица |
1 |
6000 |
6000 |
|
Итого: |
10 |
100000 |
Себестоимость перерабатываемой электроэнергии за год:
где: Сэ - годовые эксплуатационные расходы.
Стоимость 1 кВА установленной мощности рассчитываем:
где: Sу - установленная мощность всех силовых трансформаторов ТП, питающегося от входного РУ.
Наименование |
Строительные работы ,руб. |
Монтажные работы, руб. |
Оборудование руб. |
|
1.Верхнее строение пути 2.Здание ТП 3.Благоустройство территории 4.ОРУ - 110 кВ 5.РУ - 10 кВ 6.Тяговый блок 7.Питание автоблокировки 8.Шкафы СН 9.Прожекторное освещение 10.Заземление 11.Отдельно стоящие молниеотводы 12.Порталы шинных мостов и опоры 13.Подвеска шин к трансформаторам 220 кВ 14.Резервуар для слива масла V=30 м3 15. Кабельные каналы 16.Прокладка кабелей и др. |
1037000 3817000 940000 1374000 84000 1312000 46000 17000 94000 121000 114000 65000 20000 178000 171000 26000 |
- 1064000 - 871000 82000 969000 22000 3000 122000 154000 - - 18000 4000 - 2177000 |
- 3977000 - 5286000 1885000 24441000 825000 143000 - - - - - - - - |
|
ИТОГО |
9416000 |
5486000 |
36557000 |
руб.
6.2 Основные технико-экономические показатели тяговой подстанции
Наименование |
Единица измерения |
Расчётное значение |
|
Площадь ТП |
м2 |
10185 |
|
Установленная мощность оборудования |
кВА |
50000 |
|
Обслуживающий штат |
чел. |
10 |
|
Стоимость ТП |
тыс. руб. |
||
Стоимость строительных работ |
тыс. руб. |
9416000 |
|
Стоимость монтажных работ |
тыс. руб. |
5486000 |
|
Стоимость оборудования |
тыс. руб. |
36557000 |
|
Стоимость 1 кВА установленной мощности |
руб./кВА |
416,745 |
|
Себестоимость перерабатываемой электроэнергии |
руб./кВтч |
0,26 |
Список используемой литературы
1. Бей Ю.М., Мамошин П.П. и др. Тяговые подстанции: учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1986 - 319 с.
2. Гринберг - Басин М.М. Тяговые подстанции: Пособие по дипломному проектированию. - М: Транспорт, 1986 - 168 с.
3. Давыдов И.К., Попов Б.М., Эрлих В.М. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. - М: Транспорт, 1987 - 416 с.
4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования; Учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат,1989. - 608 с.
5. Прохорский А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции. - М: Транспорт, 1983 - 496 с.
6. Справочник по электроснабжению железных дорог / Под ред. К.Г. Марквардта. -М.: Транспорт, 1982.Т2 - 392 с.
7. Пузина Е.Ю. Методические указания с заданием на курсовой проект для студентов 3-го курса специальности «Электроснабжение железнодорожного транспорта» Г. Иркутск 2003 г.
8. Н.И. Белорусов., А.Е. Саакян., А.И. Яковлева. Электрические кабели, провода и шнуры. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 536 с.
Подобные документы
Структурная схема тяговой подстанции. Выбор типа силового трансформатора. Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции. Определение расчетных токов короткого замыкания. Выбор и проверка изоляторов, высоковольтных выключателей, аккумуляторной батареи.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 19.09.2012Разработка эскизного проекта тяговой подстанции постоянного тока: обоснование главной схемы, выбор числа, типа и мощности рабочих и резервных тяговых агрегатов и трансформаторов; расчет токов короткого замыкания; аппаратура и схема питания подстанции.
курсовая работа [913,8 K], добавлен 29.07.2013Особенности выбора понижающих трансформаторов для питания тяговых и нетяговых железнодорожных потребителей. Методика разработки схемы главных электрических соединений тяговой подстанции системы тяги, а также расчёта ее технико-экономических показателей.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 15.05.2010Составление однолинейной схемы главных электрических соединений тяговой подстанции, выбор оборудования подстанции. Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры распределительных устройств. Определение расчетных сопротивлений схемы замещения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.09.2009Структурная схема тяговой подстанции. Расчет токов короткого замыкания и заземляющего устройства. Выбор и проверка токоведущих частей и электрических аппаратов. Выбор аккумуляторной батареи и зарядного устройства. Повышение качества электроэнергии.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 01.06.2014Структурная схема опорной тяговой подстанции, расчет ее мощности. Определение рабочих токов и токов короткого замыкания. Выбор токоведущих частей, изоляторов, высоковольтных выключателей, ограничителей перенапряжения. Выбор и расчет типов релейной защиты.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2014Структурная схема тяговой подстанции. Определение трансформаторной мощности. Разработка схемы главных электрических соединений подстанции. Методика и принципы вычисления токов короткого замыкания, токоведущих частей и выбор необходимого оборудования.
курсовая работа [467,9 K], добавлен 24.09.2014Структурная схема проектируемой тяговой подстанции постоянного тока. Выбор типа тягового трансформатора. Расчет реактивной мощности потребителей. Мощность собственных нужд. Выбор главных понижающих трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания в сети.
курсовая работа [812,7 K], добавлен 07.04.2013Разработка структурной и расчетной схемы тяговой подстанции переменного тока 2х25 кВ. Расчеты токов короткого замыкания, рабочих токов, теплового импульса, заземляющего устройства и зоны защиты молниеотводов, себестоимости. Выбор трансформатора.
дипломная работа [545,7 K], добавлен 23.06.2011Определение мощности районных потребителей отпаечной тяговой подстанции; выбор понижающего трансформатора. Разработка схемы замещения и расчет тока короткого замыкания. Подбор и проверка основного оборудования ТП переменного тока промышленной частоты.
курсовая работа [610,2 K], добавлен 14.05.2013