Тяговые и трансформаторные подстанции - Курсовая работа

Электрические железные дороги получают электрическую энергию от энергосистем, объединяющих в себе несколько электростанций. Электрическая энергия от генераторов электростанций передается через электрические подстанции, линии электропередачи различного напряжения на тяговые подстанцию на последних электрическая энергия преобразуется к виду (по роду тока и напряжения) используемому на локомотивах, и по тяговой сети передается к ним. От этой системы питаются электрической энергией, помимо собственно электрической тяги, также все нетяговые железнодорожные потребители и потребители прилегающих районов. Поэтому электрификация железных дорог решает не только транспортную проблему, но и способствует решению важнейшей проблемы - электрификации всей страны. При централизованном электроснабжении потребная для электрической тяги мощность практически не ограничена это дает возможность в отдельные периоды потреблять такие мощности, которые невозможно обеспечить на автономных локомотивах, что позволяет реализовать, например, значительно большие скорости движения на тяжелых подъемах при больших весах поездов.Структурная схема проектируемой тяговой подстанции переменного тока представлена на рис.2. Согласно исходным данным выбираем трехфазный трехобмоточный трансформатор типа: ТДТНЖУ-40000/110.Согласно исходным данным выбираем трехфазный двухобмоточный трансформатор типа: ТМ - 6300/35.Обходная система сборных шин позволяет с помощью обходного разъединителя каждого присоединения заменить на время обходным выключателем выключатель любого присоединения при его осмотре и ремонте. В качестве вводов использованы типовые блоки состоящие из выключателя с отдельно стоящими трансформаторами тока на двух фазах, трансформаторным и шинным разъединителями с заземляющими ножами. Каждая секция шин имеет свой трансформатор напряжения, вторичное напряжение которого подается на вольтметры контроля напряжения на шинах секции, приборы учета энергии на вводах и отходящих линиях, устройства релейной защиты и контроля изоляции ВЛ, вводов, отходящих линий и шин. В схеме ТН используют блок в который входят трансформатор напряжения с параллельно включенным ограничителем перенапряжения для защиты оборудования РУ - 35 КВ от атмосферных и коммутационных перенапряжений, и разъединитель, которым блок подключается к шинам. Напряжение на сборные шины поступает от обмоток низшего напряжения понижающих трансформаторов через ячейки вводов, со схемой включающей в себя выключатель смонтированный на выкатной тележке, и включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора тока.К основным элементам тяговой подстанции относятся: Силовые трансформаторы - предназначены для преобразования электрической энергии по уровню напряжения. Высоковольтные выключатели переменного тока - предназначены для включения и отключения высоковольтных цепей переменного тока в нормальном и аварийном режимах работы. Разъединители - аппараты, применяемые в электроустановках выше 1000 В и предназначенные для коммутации предварительно обесточенных электрических цепей, а также для создания видимого разрыва цепи, обеспечивающего безопасность работы персонала. Трансформаторы тока - предназначены для преобразования электрической энергии по уровню тока до значений наиболее удобных для питания измерительных приборов и реле, а так же для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформаторы напряжения - предназначены для преобразования электрической энергии по уровню напряжения с целью понижения первичного напряжения до величины, удобной для питания приборов и реле, а так же для изоляции цепей обмоток вольтметров, счетчиков, реле и других прибором от сети первичного напряжения.Преобразуем схему замещения до точки К1: Хл1=Хл2=Х0·(l1 l2 l3 l4)·=0,4·187· = 0,618 о.е. где Х0 - удельное сопротивление проводов 1 км линии; Х0 = 0,4 Ом/км; При расчете периодической составляющей токов к.з. применяем приближенный метод. Рассчитываем периодическую составляющую тока к.з. на шинах тяговой подстанции: на шинах 110 КВ: Іп = = = 11,953 КА; Для вводного выключателя 110 КВ ТСВ = 0,035 сек; для вводного выключателя 35 КВ КВ ТСВ = 0,065 сек; для вводного выключателя 27,5 КВ ТСВ = 0,065 сек; для вводного выключателя 10 КВ ТСВ = 0,07 сек. Рассчитываем апериодическую составляющую тока к.з. на шинах тяговой подстанции: на шинах 110 КВ: іа = v2*Іп* = = 3,772 КА;Для обеспечения надежной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и кратковременной работы в режиме короткого замыкания.Максимальный рабочий ток вводов опорной тяговой подстанции определим, используя выражение: Іраб.max= , А; Максимальный рабочий ток сборных шин тяговой подстанции определим, используя выражение: Іраб.max= , А; Максимальный рабочий ток обмотки среднего напряжения тягового трансформатора определим, используя выражение: Іраб.

Содержание

Введение

Исходные данные

Глава 1. Однолинейная схема главных электрических соединений

1.1 Структурная схема тяговой подстанции

1.2 Выбор типа силового трансформатора

1.3 Выбор типа районного трансформатора

1.4 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции

1.5 Описание основных элементов схемы тяговой подстанции

Глава 2. Расчет токов короткого замыкания

2.1 Расчетная схема тяговой подстанции

2.2 Электрическая схема замещения

2.3 Расчет сопротивлений элементов схемы замещения

2.4 Расчет токов короткого замыкания на шинах заданного РУ

Глава 3. Выбор аппаратуры и токоведущих частей тяговой подстанции

3.1. Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

3.2 Расчет величины теплового импульса для заданного РУ

3.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов

3.4 Выбор коммутационной аппаратуры

3.4.1 Выключатели

3.4.2 Разъединители

3.4.3 Предохранители

3.5 Выбор измерительных трансформаторов

3.5.1 Выбор объема измерений

3.5.2 Разработка схем измерений

3.5.3 Выбор трансформаторов тока

3.5.4 Выбор трансформаторов напряжения

3.6 Выбор ограничителей перенапряжения

Глава 4. Расчет параметров и выбор источника питания собственных нужд

4.1 Выбор аккумуляторной батареи и зарядно - подзарядного агрегата

4.2 Выбор трансформатора собственных нужд

Глава 5. Экономическая часть проекта

5.1 Определение стоимости и расчет затрат на переработку электрической энергии

5.2 Определение себестоимости перерабатываемой электроэнергии

Библиографический список