Модернизация тяговой промежуточной подстанции с питающим напряжением 110 кВ - Дипломная работа

1. Теоретическая часть 1.1 Назначение, состав и оборудование тяговых подстанций 1.2 Структурная схема тяговой подстанции Долбина 1.3 Состав тяговой подстанции 110 кВ 2. Расчетная часть 2.1 Выбор оборудования 2.1.1 Выбор оборудования ОРУ - 110 кВ 2.1.2 Выбор оборудования РУ - 10 кВ 2.1.3 Выбор трансформаторов 2.1.3.1 Выбор понижающего трансформатора 2.1.3.2 Выбор тягового трансформатора 2.2 Расчет уставок и параметров защит трансформаторов 2.2.1 Типы применяемых защит трансформаторов 2.2.2 Газовая защита трансформатора 2.2.3 Дифференциальная защита трансформаторов 2.2.4 Максимальная токовая защита понижающего трансформатора ТДТН-20000/110 2.2.4.1 МТЗ понижающего трансформатора на стороне ВН 2.2.4.2 МТЗ понижающего трансформатора на стороне СН 2.2.4.3 МТЗ понижающего трансформатора на стороне НН 2.2.5 Защита от перегрузки 2.2.6 Защита включения обдува 2.3 Затраты на установку оборудования 3. Тяговые подстанции промышленных предприятий часто совмещаются с подстанциями для питания силовых потребителей карьеров или цехов предприятий. Питание силовых потребителей на совмещенных тяговых подстанциях производится от шин напряжением 35, 10 или 6 кВ. Токи к.з. в тяговых сетях напряжением 1650-3300 В мощных тяговых подстанций (с двумя и более выпрямительными агрегатами) превышают максимально допустимые отключаемые токи существующих быстродействующих выключателей. От системы электроснабжения электрических железных дорог получают питание не только движущиеся поезда, но и нетяговые потребители дорог, промышленные и сельскохозяйственные потребители районов, прилегающих к железной дороге [1]. Тяговые подстанции различают по следующим признакам: - По обслуживанию системы элекротяги (переменного тока 25 кВ или 2x25 кВ, постоянного тока 3,3 кВ и стыковые); - По значению питающего напряжения: 6,10, 35, 110 или 220 кВ; - По схеме присоединения к сети внешнего электроснабжения (опорные, промежуточные, концевые.); - По системе управления: телеуправления и нетелеуправления; - По способу обслуживания: без дежурного персонала, с дежурным персоналом, с дежурством на дому; - По типу: стационарные и передвижные. Электрические железные дороги являются потребителем электрической энергии I категории, нарушение электроснабжения которого может принести значительный ущерб народному хозяйству. Схему электроснабжения тяговых подстанций выполняют таким образом, чтобы обеспечить допустимый уровень напряжения на шинах тяговых подстанций в нормальных и аварийных режимах работы питающей сети. В таких районах в ряде случаев вместо отделителей с короткозамыкателями устанавливают масляные выключатели [3]. РУ-10 кВ электроэнергия поступает на тяговые трансформаторы, понижающие напряжение до 3,02 кВ. С помощью полупроводниковых выпрямителей ПВЭ-3 напряжение выпрямляется и подается в контактную сеть. Соответственно требуется увеличение подводимой мощности к этим объектам. Т.к. тяговая подстанция Долбина была введена в эксплуатацию в 1962г., то в настоящее время требуется замена оборудования и с учетом перспективы развития железнодорожного транспорта, увеличение мощности необходимой на тягу и на электроснабжение железнодорожных нетяговых потребителей и сторонних организаций. Учитывая данные условия, в дипломном проекте необходимо переоборудовать открытую часть подстанции 110 кВ., подобрать и заменить устаревшее оборудование РУ-10 кВ., рассчитать релейные защиты оборудования для работы в новом режиме и т.п. 1.3 Состав тяговой подстанции 110 кВ Тяговую подстанцию с первичным напряжением 110 кВ выполняем без сборных шин 110 кВ, с двумя перемычками: одной - рабочей, другой - ремонтной. Другая вторичная обмотка, соединенная в треугольник - обмотка низкого напряжения (НН) - питает РУ-10 кВ, предназначенное для питания тяговых и не тяговых потребителей. Сопротивление до точки к.з X=V2ср/Sк.з.max [6]. т.к. Sк.з.max=3500 МВ А (по заданию), то X=1152 / · 3500 = 3,78 Ом. Ik=Uном/ 3 · x=115000/ 3, 78 = 17,6 кА;[6] iy = 2,55 · Ik=2,55 · 17,6=44,88 кА;[5] Выбор масляных выключателей производим по следующим характеристикам: На ОРУ-110 устанавливаем ВМТ-110 - По номинальному напряжению: Uн ? Uр [5]. X = Uср2 / Sкз max =1152 / 3500 = 0,029 - сопротивление до места короткого замыкания[6] Определяем сопротивление обмоток трансформатора UK1 = 0,5(UK I-II UK I-III - UK II-III) = 0,5(17 10,5-6) = 10,75% UK2 = 0,5(UK I-III UK II-III - UK I-III) = 0,5(17 6-10,5) = 6,25% UK3 = 0,5(UK II-III UK I-III - UK I-II) = 0,5(10,5 6-17) = -0,25% » 0 UK1, UK2, UK3 - напряжение короткого замыкания обмоток трансформатора Х*б1 = (UK1 / 100) ? (Sб / Sн.тр) = (10,75/100)(100/20) = 0,53, где Sб = 100 мВА - базовая мощность; Sн.тр = 20000 кВА - мощность понижающего трансформатора Х*б2 = (UK2 / 100) ? (Sб / Sн.тр) = (6,25/100)(100/20) = 0,31] Х*б3 = (UK3 / 100) ? (Sб / Sн.тр) = 0 Х*б3 = Х* Х*1 Х*3 = 0,029 0,53 0 = 0,0559 - результирующее сопротивление до точки короткого замыкания при коротком замыкании на шинах 10 кВ[рис.