Тяговая подстанция

Содержание

1. Введение ………………………………………………………………..3
2. Исходные данные ……………………………………………………. ..4
3. Описание схемы ……………………………………………………......13
4. Выбор аппаратуры и токоведущих частей тяговой подстанции…. ...14
1. Расчет максимальных рабочих токов присоединений подстанции…14
2. Выбор сборных шин и токоведущих элементов.Выбор изоляторов..18
3. Выбор коммутационной аппаратуры………………………………….21
4. Выбор измерительных трансформаторов……………………………..24
5. Выбор устройств защиты от перенапряжений………………………..29
5. Расчет токов короткого замыкания……………………………………31
1. Расчетная схема тяговой подстанции…………………………………31
2. Электрическая схема замещения……………………………………...32
3. Расчет сопротивлений элементов схемы замещение………………...33
4. Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ……………………39
6. Проверка токоведущих частей, изоляторов и аппаратуры по результатам расчета токов короткого замыкания ……………………45
1. Расчет величины теплового импульса для всех РУ………………….45
2. Проверка токоведущих частей………………………………………...47
3. Проверка изоляторов…………………………………………………...52
4. Проверка коммутационной аппаратуры……………………………....53
5. Проверка измерительных трансформаторов………………………… 58
7. Расчет параметров и выбор источников питания собственных          нужд …………………………………………………………………......62
1. Выбор аккумуляторной батареи и зарядного агрегата………………62
2. Выбор трансформатора собственных нужд………………………… .64
8. Расчет заземляющего устройства ………………………………….....65
9. Заключение ………………………………………………………….....70
10. Литература ……………………………………………………………..71

 

 

 

Введение

Техническое перевооружение железнодорожного транспорта осуществляется на базе широкой  электрификации линий, которая проводится с использованием новейших достижений техники, нового прогрессивного оборудования. Одним из перспективных направлений  решения этой задачи является применение системы электроснабжения 2×25 кВ. С  использованием этой системы в десятой  и одиннадцатой пятилетках электрифицировано  около 1100 км линий Московской, Белорусской, Целинной, Горьковской дорогах, в двенадцатой пятилетки было электрифицировано ещё не менее 1700 км на Горьковской, Целинной, Алма-атинской и Байкало-Амурской дорогах.

Система электроснабжения 2×25 кВ имеет  ряд достоинств по сравнению с  обычной системой переменного тока 25 кВ: меньшие нагрузки на провода  контактной сети и потери напряжения и энергии в тяговой сети, уменьшенные  влияния на линии связи. Снижение потерь позволяет значительно увеличить  расстояние между тяговыми подстанциями, что даёт определённый экономический  эффект, и располагать их в наиболее удобных для эксплуатации местах.

Положительные свойства системы электроснабжения 2×25 кВ дают возможность применять её для усиления устройств электроснабжения при возросшем грузопотоке без увеличения числа тяговых подстанций. Такой вид усиления можно производить на отдельных лимитирующих межподстанционных зонах и даже на части их около подстанций, где особенно велика нагрузка проводов и потери напряжения.

При системе электроснабжения 2×25 кВ в пять раз по сравнению с  системой 25 кВ уменьшается зона, в  которой требуется реконструкция  существующих воздушных линий связи  и других коммуникаций по условиям электромагнитного влияния.

 

Исходные данные

Исходными данными для курсового  проекта являются:

1. Вариант схемы питания (рисунок 1);

Рисунок 4. Двухцепная ЛЭП-110 кВ

                                         2. Номер проектируемой тяговой  подстанции - 5;

3. Род тока – переменный (2×27,5 кВ);

4. Характеристика источников питания  (таблица 1);

Таблица 1. Параметры питающей энергосистемы

№ варианта	Параметры системы
	ИП1		ИП2
	Sкз1, МВА	Sс1, МВА	Sкз2, МВА	Sс2, МВА
4	1850	∞	2150	770

 

5. Данные по подстанции (таблица 2).

Таблица 2. Данные по понизительным трансформаторам (ТП), трансформаторам районной нагрузки (ТРН), фидерам районной нагрузки и количеству перерабатываемой электроэнергии.

№ варианта	ТП					ТРН					Sф 35кВ / кол-во	Sф 10кВ / кол-во	Wгод, кВтч×106
	Sн, МВА	UВН, кВ	UСН, кВ	UНН, кВ	кол-во	Sн, МВА	UВН, кВ	UСН, кВ	UНН, кВ	кол-во
30	25	110	35	27,5	2	10	35	-	10	2	600/4	700/6	75

 

6.  Длины  по подстанции (таблица 3);           

    Таблица 3. Длины ЛЭП

№ варианта	Длина, км
	l1	l2	l3	l4	l5	l6	l7
15	52	50	52	41	50	52	52

 

7.  Характеристика потребителей  собственных нужд (таблица 4);

Таблица 4. Данные по цепям собственных нужд

Наименование потребителя	ku	cosφ	№ варианта
			7
			Мощность, кВт
Рабочее освещение	0,7	1,0	22
Аварийное освещение	1,0	1,0	2,3
Моторные  нагрузки	0,75	0,8	32
Печи  отопления и калориферы	0,65	1,0	24
Потребители СЦБ	0,75	0,8	43
Цепи  управления, защиты и сигнализации	0,7	1,0	2,4
Зарядно-подзарядный  агрегат	0,7	1,0	9,4

 

8. Данные для расчета заземляющих устройств (таблица 5);

Таблица 5. Данные для расчёта заземляющих устройств

№ варианта	Расчётный параметр
	Сопротивление верхнего слоя земли, ρ1, Ом×м	Сопротивление нижнего слоя земли, ρ2, Ом×м	Толщина верхнего слоя земли, h, м	Время протекания , с
8	500	70	1,8	0,5

9. Выдержка  времени релейной защиты (таблица  6);

Таблица 6. Время выдержки защит

№ варианта	Время выдержки, t, с
	Место установки защиты
	Вводы 110 кВ	Вводы 35 кВ	Вводы 27,5 кВ	Вводы 10 кВ	Фидер 35 кВ	Фидер 27,5 кВ	Фидер 10 кВ
2	2,0	1,5	1,0	1,0	1,0	0,5	0,5