Электрические станции и подстанции

Значение мощности рассчитывается в соответствии с таблицей 8.1.Таблица 8.1 - Максимальные мощности в элементах РУ переменного токаЭлемент РУМощность РУ питающего напряжения транзитной подстанцииВвод и перемычкиУчасток присоединения понизительного трансформатораРУ 35 кВ подстанций с питающим напряжением 110 (220) кВВвод и сборные шиныi-й фидер НТПУчасток присоединения дополнительного районного трансформатора со вторичным напряжением 10 кВРУ 10 кВВвод и сборные шиныi-й фидер НТПУчасток присоединения ТСНУчасток присоединения тягового трансформатораВ таблице 8.1 обозначено:- мощность тяговой подстанции, которую можно найти из соотношения (8.2)где - номинальная мощность одного головного понижающего трансформатора проектируемой тяговой подстанции, кВА;- расчетная трансформаторная мощность проектируемой тяговой подстанции, кВА; - коэффициент, учитывающий число подстанций приведен в таблице 8.2;Таблица 8.2 – Значения коэффициента в зависимости от числа подстанцийЧисло промежуточных подстанций, 01234110,90,80,7= 0,9 - коэффициент, учитывающий разновременность наступления максимума нагрузок;- мощность транзита транзитной подстанции, определяется по следующей формуле, кВА, (8.3)где - наибольшее число промежуточных тяговых подстанций, расположенных слева или справа до следующей опорной, включенных в данную ЛЭП;- расчетная трансформаторная мощность, необходимая для питания тяговых и нетяговых потребителей соответственно РУ-35; 27,5; 10; 6 кВ; - расчетная мощность i-го фидера нетяговых потребителей, кВА;- расчетная мощность, необходимая для питания тяговой нагрузки, кВА.- 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 кВ кВА. А.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток вводов и сборных шин ОРУ-35 кВ А.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток фидера нетягового потребителя 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.Максимальная мощность и максимальный рабочий ток участка присоединения тягового трансформатора РУ-10 кВ.Максимальный рабочий ток участка присоединения преобразователя РУ-3,3 кВ.Максимальный рабочий ток вводов РУ-3,3 кВ.Максимальный рабочий ток сборных шин РУ-3,3 кВ.. Максимальный рабочий ток ФКС РУ-3,3 кВ.Максимальный рабочий отсасывающего провода РУ-3,3 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 кВ2833374,35Участок присоединения понизительного трансформатора ОРУ-220 кВ1574041,3Вводы и сборные шины ОРУ-35 кВ260042,89ФНТ ОРУ-35 кВ220036,29Вводы и сборные шины РУ-10 кВ5500317,55ФНТП-1 РУ-10 кВ2300132,79ФНТП-2 РУ-10 кВ160092,4ФНТП-3 РУ-10 кВ160092,4Участок присоединения тягового трансформатора РУ-10 кВ11840696Участок присоединения преобразователя РУ-3,3 кВ-924Вводы РУ-3,3 кВ-3150Сборные шины РУ-3,3 кВ-3150ФКС РУ-3,3 кВ-2100Отсасывающий провод РУ-3,3 кВ-31509 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 – 220кВ. Выбор оборудования выполним для данного РУ.9.1 Выбор проводников в открытых РУ переменного токатокаНа тяговых подстанциях электрических железных дорог РУ 220кВ выполняют открытыми (ОРУ). В качестве токоведущих частей в них используют гибкие сталеалюминиевые проводакруглого сечения марки АС.Сечение проводников выбираем по условию (9.1). , (9.1) - максимальный рабочий ток в данном элементе РУ, А; – максимально допустимый ток проводника выбранного сечения, А.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. По условию механической прочности, если район по гололеду не задан, то сечение проводов ОРУ следует принимать не менее 50 мм2. Кроме этого, по условию коронирования, сечение проводов при напряжении 110 кВ должно быть не менее 70 мм2 , а при напряжении 220 кВ – не менее 240 мм2Принимаем провод АС сечением 240 мм29.1Выбор изоляторов9.1.1 Опорные изоляторы в ОРУ 220кВВ качестве проходных изоляторов в РУ-220 кВ применяются опорные стержневые полимерные изоляторы наружной установки с кремнийорганической защитной оболочкой типа ОСК 220. Выбор опорных изоляторов производится по условию, (9.2)где - номинальное напряжение установки или РУ, кВ; – номинальное напряжение изолятора, кВ.9.2Выбор разъединителейДля обеспечения видимого разрыва цепи в открытых РУ переменного тока тяговых и трансформаторных подстанций (РУ 220 кВ, РУ 110 кВ, РУ 35 кВ, РУ 27,5 кВ) применяются разъединители наружной установки типов РЛНД.n, или РНД(З).n, или РГ(n) (Р – разъединитель, Л – линейный, Н – наружной установки, Д – двухколонковый, З – с заземляющими ножами, n – число заземляющих ножей). Основные параметры разъединителей наружной установки приведены в таблице П.И.3. Более подробные данные о них можно получить в литературе [6 – 12]. В соответствии с методическими указаниями примем к установке разъединитель РДЗ-220/1000 НУХЛданныепроверки занесем в таблицу.Таблица 17 – Выбор разъединителейМесто установкиРУ-Тип разъединителя и его приводПо напряжениюУсловие выбораРешениеU уст ≤UН220≤220По току I P max≤I Н74,35≤1000На электродинамическую стойкостьiy < imax8,094<25На термическую стойкостьBК ≤ I2Т⋅tT9,7≤209.3Выбор измерительных трансформаторов9.3.1. Трансформаторы токаДля измерения переменного тока на тяговых подстанциях применяют трансформаторы тока. Их назначение – уменьшить первичный ток до величин, удобных для измерительных приборов и реле. Кроме этого, они также служат для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы тока бывают наружной и внутренней установки. Основные параметры трансформаторов тока приведены в таблице П.К.1. Более подробные данные о них можно получить в литературе [6 – 10]. Выбор трансформаторов тока производится [9] по условиям (9.19) и (9.20), а проверка – на электродинамическую (9.27) и термическую (9.28) стойкости. Руководствуясь методическими указаниями приложение К (Электрические параметры измерительных трансформаторов) примем к установке трансформаторы тока TG 245Результаты выбора и проверки трансформаторов тока следует свести в таблицу 18. Таблица 18 – Результаты выбора трансформаторов токаМесто установкиРУ-Тип трансформатора токаПо напряжениюУсловие выбораРешениеU уст ≤UН220≤220По току I P max≤I Н74,35≤1000На электродинамическую стойкостьiy < imax8,094<25На термическую стойкостьBК ≤ I2Т⋅tT9,7≤19,69.4Разрядники и ограничители перенапряженийРазрядники и ограничители перенапряжения (ОПН) предназначены для защиты оборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений.Выбор типов разрядников и ограничителей перенапряжения выполним в соответствии с методическими рекомендациями для РУ-220кВ.Таблица 9.2 - Места установки и типы разрядников и ограничителей перенапряжений (ОПН) на тяговых подстанцияхРУМесто установкиТип разрядникаТип ОПН (Россия)Тип ОПН (ЗАО «АББ-УЭТМ»)220 кВШины опорных подстанцийРРВС-220 МУ1ОПН 220 УХЛ1EXLIM-Q 216 DH 245Участок присоединения трансформатораРВС-220 МУ1ОПН 220 УХЛ1EXLIM-Q 216 DH 245Нейтраль понижающего трансформатораРВС-220 МУ1ОПН 220 УХЛ1EXLIM-Q 216 DH 2459.5. Список 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-еизд., 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) приэксплуатации 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. – 319с.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 иподстанций: 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 тяговыхи 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 враспредустройствах 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 тяговыхподстанций. – Екатеринбург: УрГУПС, 2002. – 84 с.Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог (сборниксправочных материалов) ОАО «РЖД», филиал «Проектно-конструкторскоебюро по электрификации ж.д.». – М., ТРАНСИЗДАТ, 2004 .– 384 с.Низов А.С., Пяткова А.Г. Основные требования к содержанию иоформлению дипломных проектов. (Методические указания). – Екатеринбург: УрГУПС, 2000. — 75 с.