Структурная 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.
Аннотация к работе
Из этого требования исходят при проектировании тяговых подстанций и им руководствуются во время монтажа и эксплуатации. Надежность работы тяговых подстанций и бесперебойность электроснабжения тяговых потребителей обеспечиваются правильным выбором: схемы питания от электроснабжающей системы; типа и мощности преобразовательных агрегатов; схемы и аппаратуры распределительных устройств, системы резервирования; системы защиты от возможных нарушений нормального режима; системы управления. Целью данного курсового проекта является проектирование тяговой подстанции, отвечающей вышеперечисленным требованиям. Проектирование тяговой подстанции начинается с составления ее структурной схемы. Она дает возможность составить исходную расчетную схему тяговой подстанции для вычисления рабочих токов короткого замыкания.Номинальная мощность трансформатора автоблокировки выбирается по условию: Sн,аб ? Sаб, (1) где Sаб - заданная мощность потребителей автоблокировки. РУ, выполненное по схеме рисунка 1, используют на подстанциях переменного тока РУ-10 КВ предназначено для питания районных нагрузок, а на подстанциях постоянного тока с первичным напряжением 110 (220) КВ - для питания преобразовательных агрегатов, ТСН, трансформаторов подогрева и др. Расположение ячеек на схеме отражает их расположение на плане закрытой части подстанции. Напряжение на сборные шины поступает от обмоток низшего напряжения понижающих трансформаторов через ячейки № 1 и 20 вводов.На тяговой подстанции устанавливают два трансформатора собственных нужд (ТСН), что объясняется условием резервирования. Номинальная мощность Sн,тсн каждого ТСН может быть определена из следующих двух условий: , (2) Выполнение первого условия (3) обеспечивает питание всех потребителей в период максимальных нагрузок при параллельной работе двух ТСН (это, как правило, зимний график работы, когда кроме всех прочих нагрузок имеет место электрический обогрев помещений).Преобразовательный агрегат представляет собой тяговый трансформатор ТТ, соединенный по определенной схеме (нулевая, мостовая, 12-пульсовая) с полупроводниковым выпрямителем ПВ. Принимаем стандартный тяговый трансформатор ТМПУ-16000/10Ж, соединенный по нулевой схеме с выпрямителем ТВЭ-3 номинальной мощностью Рн=9900 КВТ наружной установки с естественным воздушным охлаждением.На тяговых подстанциях постоянного тока устанавливают два понизительных трансформатора типа ТДТН определенной мощности. Номинальная мощность каждого из трансформаторов может быть определена по двум условиям: Sн,пт Кр(n*Sнт Sp,35 Sp,10 Sпр 2Sн,тсн)/2, Sн,пт Кр(n*Sнт р,35 *Sp,35 р,10 * Sp,10 пр *Sпр сн*2Sн,тсн)/Кап, (5) где Кр - коэффициент разновременности максимальных нагрузок тяговых и нетяговых потребителей (Кр=0,85); Sp,35, Sp,10, Sпр - заданные мощности районных нагрузок 35 и 10 КВ и потребителей, питающихся от ЛЭП продольного электроснабжения; 1-е условие (5) обеспечивает питание всех потребителей в период максимальных нагрузок и при параллельной работе двух трансформаторов.Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) токоведущие части (провода, шины и др.) и электрические аппараты (выключатели, разъединители, трансформаторы тока и др.) выбираются по расчетным токам продолжительного режима. Продолжительный режим работы электроустановки предполагает такое время работы, при котором температура токоведущих частей и электрических аппаратов достигают установившегося значения. 3.1 Вводы в ОРУ - 110 КВ Uн - номинальное напряжение ОРУ питающего напряжения (Uн =110 КВ). (8) где Кн-коэффициент, учитывающий неравномерное протекание тока по шинам (Кн = 0,7);, (13) где Uн - номинальное напряжение на шинах 10 КВ;
КА., (14) где Uн - номинальное напряжение на шинах 10 КВ;, (15) где - номинальный выпрямленный ток выпрямителя (для выпрямителя ПВЭ-3 =3000 А);
=3000 А., (16)
А., (17)
А., (18) где Іфм -максимальный рабочий ток фидера контактной сети ( А);, (19) где nф - число фидеров КС (nф=4);
А., (20) где Sp - заданная мощность районных потребителей;Выбранные по токам и напряжениям рабочего режима токоведущие части и электрические аппараты должны быть проверены согласно требованию ПУЭ на действие токов короткого замыкания (КЗ). При расчете токов КЗ необходимо принять следующие условия: тяговая подстанция питается, от системы неограниченной мощности; основные агрегаты тяговой подстанции работают параллельно; расчетным видом является 3-фазное КЗ; точки возможных КЗ намечают, исходя из условий протекания по токоведущим частям и электрическим аппаратам; наибольших токов (для условий тяговой подстанции - это сборные шины всех РУ); в качестве расчетных следует принимать индуктивные сопротивления цепи К.З. Выполнять расчет токов КЗ рекомендуется в следующем порядке: - составить исходную расчетную схему тяговой подстанции, которая представляет собой упрощенную однолинейную схему первичной коммутации, на которой указать элементы, влияющие на токи КЗ (для условий тяговой подстанции это трансформаторы и преобразовательные агрегаты).
План
Содержание
Введение
1. Структурная схема ТП
2. Основные агрегаты и их выбор
2.1 Трансформатор для питания потребителей автоблокировки
2.2 Трансформатор собственных нужд
2.3 Преобразовательные агрегаты тяговых подстанций постоянного тока
2.4 Понизительные трансформаторы тяговых подстанций постоянного тока
3. Определение расчетных токов продолжительного режима
3.1 Вводы в ОРУ - 110 КВ
3.2 Выходы из ОРУ - 110 КВ
3.3 Сборные шины ОРУ - 110 КВ
3.4 Присоединение понизительных трансформаторов со стороны ОРУ - 110 КВ
3.7 Присоединение понизительных трансформаторов со стороны ОРУ - 10 КВ
3.8 Присоединение преобразовательных агрегатов со стороны шин 10 КВ
3.9 Присоединение трансформаторов собственных нужд со стороны шин 10 КВ
3.10 Присоединения выпрямителей и стороны шин 3,3 КВ
3.11 Шина 3,3 КВ
3.12 Шина -3,3 КВ
3.13 Запасная шина 3,3 КВ
3.14 Фидеры контактной сети
3.15 Фидеры районных потребителей
4. Расчет токов короткого замыкания
4.1 Расчет токов короткого замыкания в точке К1
4.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К2
4.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К3
4.4 Расчет токов короткого замыкания в точке К4
5. Выбор и проверка токоведущих частей и электрических аппаратов
5.1 Токоведущие части распределительных устройств
5.2 Высоковольтные выключатели
5.3 Выбор разъединителей
5.4 Выбор измерительных трансформаторов тока
5.5 Выбор измерительных трансформаторов напряжения
6. Повышение качества электроэнергии
6.1 Регулирование напряжения на подстанциях постоянного тока
6.2 Компенсация реактивной энергии на тяговых подстанциях постоянного тока
7. Выбор аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного устройства
7.1 Выбор аккумуляторной батареи (АБ)
7.2 Выбор зарядно-подзарядного устройства
8. Расчет заземляющего устройства
8.1 Конструктивное выполнение заземляющего устройства
8.2 Сопротивление заземляющего устройства
8.3 Проверка заземляющего устройства по допустимому сопротивлению
8.4 Проверка условия ограничения напряжения на заземляющем устройстве
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Введение
Электрическая тяга относится к потребителям 1-й категории. Поэтому основным требованием к тяговым подстанциям является обеспечение надежной работы оборудования и бесперебойного электроснабжения ЭПС. Из этого требования исходят при проектировании тяговых подстанций и им руководствуются во время монтажа и эксплуатации. Надежность работы тяговых подстанций и бесперебойность электроснабжения тяговых потребителей обеспечиваются правильным выбором: схемы питания от электроснабжающей системы; типа и мощности преобразовательных агрегатов; схемы и аппаратуры распределительных устройств, системы резервирования; системы защиты от возможных нарушений нормального режима; системы управления.
Целью данного курсового проекта является проектирование тяговой подстанции, отвечающей вышеперечисленным требованиям.
1. Структурная схема тяговой подстанции
Проектирование тяговой подстанции начинается с составления ее структурной схемы. Она дает возможность составить исходную расчетную схему тяговой подстанции для вычисления рабочих токов короткого замыкания.