Электрические станции и подстанции

- номинальная мощность одного трансформатора собственных нужд, принимается равной 400 кВА;- номинальная мощность сетевой обмотки преобразовательного трансформатора. Расчет максимальных рабочих токов в РУ постоянного тока может быть выполнен в соответствии с таблицей 8.3.Таблица 8.3 - Максимальные рабочие токи в элементах РУ постоянного токаЭлемент РУТок 1. Участок присоединения преобразователя2. Ввод3. Сборные шины4. Фидер контактной сети5. Отсасывающий провод контактной сетиВ таблице 8.3 обозначено:- номинальный ток вентильной обмотки преобразовательного трансформатора;- номинальный ток преобразователя; - заданный выпрямленный ток подстанции.Мощность тяговой подстанции определим по формуле (8.2).Определим мощность транзита оп формуле (8.3). Определим максимальную мощность и максимальный рабочий ток для вводов и перемычки ОРУ-220 кВ. А.Определим максимальную мощность и максимальный рабочий для участка присоединения понизительного трансформатора ОРУ-220 кВкВА. А.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток вводов и сборных шин ОРУ-35 кВ А.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток вводов и сборных шин РУ-10 кВ кВА. А.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток фидеров НТП РУ-10 кВ кВА. А. кВА.А кВА. АМаксимальная мощность и максимальный рабочий ток участка присоединения тягового трансформатора РУ-10 кВ.После выполнения расчетов максимальных рабочих токов заполняем таблицу8.4.Таблица 8.4 - Максимальные мощности и рабочие токи в элементах РУЭлемент РУМощность , кВАТок , АВводы и перемычки ОРУ-220 кВ126,9Участок присоединения понизительного трансформатора ОРУ-210 кВ167,1Вводы и сборные шины ОРУ-35 кВ00Вводы и сборные шины РУ-10 кВ5000289ФНТП-1 РУ-10 кВ80046,2ФНТП-2 РУ-10 кВ2700156,1ФНТП-3 РУ-10 кВ150086,7Участок присоединения тягового трансформатора РУ-10 кВ118406969 Выбор оборудования для расчетной тяговой подстанцииВ курсовом проекте выбор оборудования производится согласно заданного РУ (исходные данные – таблица 1.1) расчетной тяговой подстанции, а не для всех РУ. Результаты выбора необходимо показать на СГЭС.Согласно исходным данным, расчетное РУ – 10кВ. Выбор оборудования выполним для данного РУ.9.1 Выбор проводников в закрытых РУ постоянного токаНа тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог распредустройства 220 кВ, 110 кВ, 35 кВ, 27,5 кВ, как правило, выполняют открытыми (ОРУ). В качестве токоведущих частей в них обычно используют гибкие сталеаллюминиевые провода круглого сечения (марки АС). Фидера и отсасывающий провод контактной сети РУ 27,5 выполняются алюминиевыми проводами марки А-150 или А-185 [1, 3].Сечение проводов для ОРУ выбирается по условию [9]IДОП > IРМАХ,(9.1)где IДОП – максимально допустимый ток проводника выбранного сечения;IРМАХ – максимальный рабочий ток данного элемента РУ.Основные параметры сталеалюминевых и алюминиевых проводов приведены в таблице Е1, Е2. Более подробные данные о гибких проводниках можно получить в [3, 8, 9, 10].Так как провода ОРУ находятся на открытом воздухе и крепятся к опорным конструкциям при помощи гирлянд подвесных изоляторов, то проверки на электродинамическую и термическую стойкости для них не производятся. Исключение составляют провода воздушных линий (ВЛ), ударный ток КЗ которых превышает 50 кА [3].По условию механической прочности, если район по гололеду не задан, то сечение проводов ОРУ следует принимать не менее 50 мм2.Кроме этого, по условию коронированиясечение проводов при напря- жении 110 кВ должно быть не менее 70 мм2 , а при напряжении 220 кВ– не ме- нее 240 мм2 [3].Выбранные сечения проводов вводов питающего напряжения подстанции и фидеров нетяговых потребителей (НТП) должны быть проверены по эконо- мической плотности тока. Сечения проводов данных присоединений должны выбираться из следующего соотношения [5]:S= IРМАХ/jЭК,(9.2)где jЭК – нормированное значение экономической плотности тока, определяемое по таблице 15 [3].Если число часов использования максимума нагрузки не задано, то для тяговых подстанций его можно принять равным 3000 часов.Таблица 15 – Экономическая плотность токаПроводникиЭкономическая плотность тока, А/мм2, при числе часовиспользованиямаксимума нагрузки в год1001 - 30003001 - 5000более5000Неизолированные провода и шины:медные алюминиевые илисталеалюминиевые2,51,32,11,11,81,0Кабели с бумажной, провода с резино- вой и полихлорвиниловой изоляцией:медные алюминиевые3,01,62,51,42,01,2Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией:медные алюминиевые3,51,93,11,72,71,6Рассчитанное по формуле (9.2) сечение провода округляем до ближайшего стандартного значения.S =289/1,3=222,3мм2.При таком сечении целесообразно применять провод марки СИП-3: - Номинальное сечение фазной токопроводящей жилы, мм2 – 240;- Наружный диаметр токопроводящей жилы, мм: – максимальный – 18,45- минимальный – 17,75;- Число проволок в жиле, шт: 19.9.2Выбор выключателей Выключатели выбираются по следующим условиям:1. номинальному напряжению, 2. номинальному току, 3. по динамической стойкости, 4. по номинальному току отключения, 5. по термической стойкости, Выбираем выключателиВМПП-10-20(630У2) /10,4/ Проверим выбранный выключатель по выше приведенным условиям:1. 2. 630>26,77А.3. 4. 5. где Выбранный выключатель по условиям проверки проходит. 9.3Выбор разъединителейПри выборе разъединителей учитываем следующие условия:,Максимальный рабочий ток:, Выбор и проверка выключателей напряжением 10 кВ.условия выборарасчетные данныекаталожные данныеМКП-110-1000-20У1Выбранный разъединитель условиям проверки удовлетворяет.9.4Выбор измерительных трансформаторов Проверим трансформаторы тока ТВЛН-10-1У3 по условиям:1. 10кВ=10кВ;2. ; 630A>28,6A;3. 17,6кА>4,82кА;4. Проверим трансформатор тока по вторичной нагрузке. Для этого данные по приборам, подключенных к трансформатору тока, сводим в таблицу. наименование приборатип приборанагрузка прибора на фазе,ВААВС1.амперметрЭ-3500,50,50,52.ваттметрД-3650,5-0,53.варметрД-3650,5-0,54.счетчик активной энергииСА4У-И672М2,5-2,55.счетчик реактивной энергииСР4У-И673М2,5-2,5итого6,50,56,5 Принимаем суммарную мощность приборов Sпр=6,5кВА. Тогда вторичную нагрузку приборов находим по формуле:;где вторичный ток Рассчитаем сопротивление провода предварительно по формуле:;где сопротивление контактов; номинальная нагрузка трансформатора тока. Определяем сечение провода по формуле:;где p=0.0175 Ом*м - удельное сопротивление меди; l = 1250м – длина соединительных проводов. Принимаем сечение провода g = 4 кв.мм. Пересчитываем сопротивление проводов по выражению:; Вторичную нагрузку трансформатора тока находим по формуле:; Условие включающая, т.е. 1,2 Ом > 0.91 Ом. Выбранный трансформатор тока отвечает всем требованиям.Выбор трансформаторов напряжения. По справочной литературе находим трансформатор напряжения типа НАМИ-10. Проверим данный трансформатор напряжения по условиям:1.2.где - номинальная мощность в выбранном классе точности 0,5; - суммарная мощность всех подсоединенных приборов. Определяем нагрузку на трансформатор напряжения от измерительных приборов, представленной в таблице. Из характеристики погрешности видно, что при нагрузке 46 В*А погрешность составит 0,25 процентов, угловая погрешность составит +10 мин., что не выходит за пределы, установленные для класса точности 0,5. Номинальная мощность при классе точности 0,5 составляет 120 В*А, что больше расчетной мощности 46 В*А. Нагрузка трансформатора напряжениянаименование приборатип приборанагрузка на фазы,ВААВВС1.вольтметрЭ-377222.ваттметрД-365223.варметрД-365224.счетчик активной энергииСА4У-И672М8*2,58*2,55.счетчик реактивной энергииСР4У-И673М8*2,58*2,5итого4646Список использованных источниковПравила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации. ЦЭ-462. – М.: Транспорт, 1997. – 79 с.Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. – М.: Транспорт, 2000. – 190 с.Правила устройства электроустановок / Главгосэнерго надзор РФ. – 6-е изд., с измен, и доп. – СПб.: Деан, 2000. – 928 с.Правила эксплуатации электроустановок потребителей / Главгосэнергонадзор РФ. – 5-е изд., с измен, и доп. – СПб.: Деан, 2000. – 320 с.Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТРМ-016-2001 РД153-34.0-03.150-00. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. – 181 с.Бей Ю.М., Мамошин P.P., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. Тяговые подстанции: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта. – М.: Транспорт, 1986. – 319 с.Почаевец B.C. Электрические подстанции: Учеб. для техникумов и колледжей ж.-д. трансп. – М.: Желдориздат, 2001. – 512 с.Прохорский, А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции: Учеб. Длятехникумов ж.-д. транспорта. – М.: Транспорт, 1983. – 496 с.Справочник по электроснабжению железных дорог. Том 2 / Под ред. К.Г. Марквардта. – М.: Транспорт, 1981. – 392 с.Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций: Учеб. для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.Кузнецова Г.С., Штин А.Н. Выбор оборудования распредустройств тяговых и трансформаторных подстанций. – Екатеринбург: УрГУПС, 2001. - 68 с.Г.С. Кузнецова, Э.В. Тер-Оганов, А.Н. Штин. Проектирование тяговых и трансформаторных подстанций электрифицированных железных дорог. Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Тяговые и трансформаторные подстанции» – Екатеринбург: УрГУПС, 2003. – 70с.Кузнецова Г.С., Штин А.Н. Расчет трехфазных коротких замыканий в распредустройствах тяговых и трансформаторных подстанций. – Екатеринбург: УрГАПС, 1997. – 37 с.Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций / B.C. Барковский и др. Под ред. М.Г. Шалимова. – М.: Транспорт, 1990 – 127 с.Неугодников Ю.П., Низов А.С., Штин А.Н. Инвертирование электрической энергии на электрифицированных железных дорогах. Учебное пособие. Часть II. Выпрямительно-инверторные преобразователи тяговых подстанций. – Екатеринбург: УрГУПС, 2002. – 84 с.Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборник справочных материалов) ОАО «РЖД», филиал «Проектно-конструкторское бюро по электрификации ж.д.». – М., ТРАНСИЗДАТ, 2004 .– 384 с.Низов А.С., Пяткова А.Г. Основные требования к содержанию и оформлению дипломных проектов. (Методические указания). – Екатеринбург: УрГУПС, 2000. — 75 с.