150676 (Проектирование тяговой подстанции переменного тока), страница 5
Описание файла
Документ из архива "Проектирование тяговой подстанции переменного тока", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "150676"
Текст 5 страницы из документа "150676"
Апериодическая составляющая тока К.З.
Ударный ток К.З. в точке К2, по формуле (4.11)
iу = 1,8 5,7 = 14,52 кА.
Полный ток К.З. в точке К1
iк = · 5,7 + 0,242 = 8,31 кА
-
Определение тока К.З. в точке К3
Схема замещения для расчета представлена на рисунке 4.4.
Преобразуем схему также как для точки К1, упрощаем схему (Рис. 4.4.1), включаем в схему суммарное сопротивление обмоток ВН и НН трансформатора.
ХТН = ХВ + ХН
По формуле (4.13) приводим сопротивление обмоток ВН трансформатора к стороне НН
Суммарное сопротивление обмоток ВН и НН трансформатора
ХТН = 0,298 Ом - 0,006 Ом = 0,292 Ом.
Вводим в схему сопротивление двух трансформаторов работающих параллельно
По формуле (4.13) приводим сопротивление элементов схемы ВН к стороне НН
Находим сопротивление системы в точке К3 (Рис. 4.4.2):
Х = Х + ХТН2 = 0,091 + 0,146 = 0,237 Ом
Действующее значение тока К.З. относительно источника питания по (4.9)
Апериодическая составляющая тока К.З.
Ударный ток К.З. в точке К3, по формуле (4.11)
iу = 1,8 26,82 = 68,27 кА.
Полный ток К.З. в точке К3
iк = · 26,82 + 1,138 = 39,067 кА
-
Определение тока К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ, (в точке К4)
Установившийся ток К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ определяется по формуле согласно [1]:
(4.14)
где IdH – номинальный выпрямленный ток выпрямительного агрегата, кА
N – количество выпрямительных агрегатов;
Sн.пр.тр – мощность преобразовательных трансформаторов, питающих выпрямительный агрегат, МВА
SКЗ – мощность К.З. на шинах переменного тока 10кВ, МВА
uК – напряжение К.З. преобразовательного трансформатора, %
(4.15)
Данные о преобразовательных агрегатах взяты из раздела 1.
Sн.пр.тр = S НОМ1 = 11,84 МВА;
Idн = IНОМ вып= 3,2 кА;
uк = 7,35 %.
Определяем установившийся ток К.З. на шинах постоянного тока 3,3 кВ, по формуле (4.14)
-
Проверка оборудования тяговой подстанции по условиям короткого замыкания
5.1 Расчетный тепловой импульс на шинах 3,3 кВ подстанции определяется согласно [1] по формуле:
Bк = I2ПО·tоткл (5.1)
где I2ПО – начальное значение периодической составляющей тока К.З.
I2ПО = Iк.уст = 29,37 кА;
tоткл – время, в течении которого проходит ток К.З. согласно [1]:
tоткл = tз + tв (5.2)
где tз – время действия защиты, согласно разделу 1,
tз = tрз = 0,1 с;
tв – время отключения выключателя, согласно пункту 3.2.4.3, для РУ 3,3 кВ
tв = 0,05 с.
По формуле (5.2) определяем:
tоткл = 0,1 + 0,05 = 0,15 с.
По формуле (5.1) определяем расчетный тепловой импульс на шинах РУ-3,3 кВ:
BК = 29,372 0,15 = 129,4 кА2с;
-
Проверка шин РУ-3,3 кВ
Минимальное сечение шин РУ-3,3 кВ, при котором протекание тока К.З. не вызывает нагрева шин выше кратковременно допустимой температуры, определяем согласно [1] по формуле:
(5.4)
где BK – тепловой импульс К.З.;
C = 90 Ас1/2/мм2, - константа по [1];
Согласно [1] должны выполняться условия:
Iдоп Iр.мах
q qmin (5.5)
По условию (3.4):
для главной и минусовой шин коробчатого сечения:
Iдоп = 5650 А Iр мах 3,3 = 5120 А ;
Iдоп = 6430 А Iр мах 3,3 = 6400 А ;
для запасной шины прямоугольного сечения:
Iдоп = 2180 А Iр.мах 3,3 = 2000 А ;
По условию (5.5):
для главной и минусовой шин:
q = 1785 мм2 qmin = 156,6 мм2
q = 2440 мм2 qmin = 156,6 мм2
для запасной шины:
q = 800 мм2 qmin = 156,6 мм2
Выбранные шины подходят для РУ-3,3 кВ, так как удовлетворяют условиям проверки.
-
Проверка быстродействующих выключателей постоянного тока
Быстродействующие выключатели проверяются по условию:
Iмах отк k·Iк уст | (5.8) |
где Iк уст – установившийся ток К.З. на шинах 3,3 кВ, определяется по выражению (4.13);
Iмах отк – максимальный ток отключения; k = 0,6 – коэффициент учитывающий наличие быстродействующих выключателей [3]
Для вводных и выключателей фидеров контактной сети:
Iмах отк = 22 кА k·Iк уст = 0,6·36,3 = 21,84 кА
Для секционных выключателей, при двух последовательно включенных:
Iмах отк = 50 кА k·Iк уст = 21,84 кА
Выбранные быстродействующие выключатели типа ВАБ-49/1-3200/30-Л, в качестве вводных и выключателей фидеров КС, а также ВАБ-49-5000/30-Л, в качестве секционных подходят для РУ-3,3 кВ.
-
Выбор сглаживающего устройства
Рис. 6.1 Схема сглаживающего устройства
Для обеспечения электромагнитной совместимости преобразователей и тяговой сети 3,3 кВ с линиями связи и устройствами СЦБ, т. е. Для снижения влияния тяговых токов на работу линий связи и устройств СЦБ, на тяговой подстанции, в соответствии с правилами защиты устройств связи, установлено сглаживающее устройство.
Сглаживающее устройство состоит из резонансных и апериодического контуров. Каждый резонансный контур настраивается в резонанс токов на определённую частоту. Апериодический контур настраивается в резонанс напряжений на частоте 174 Гц.
В сглаживающем устройстве подстанции применен трехблочный реактор РБФАУ-6500/3250 с параллельным соединением ветвей, индуктивностью 5 мГн.
Для резонансных и апериодических контуров применены бумажно-маслянные конденсаторы ФМТ4–12, номинальная емкость 12 мкФ, номинальное напряжение 4 кВ и катушки индуктивности, содержащие в каждом резонансном контуре основную и дополнительную катушки, изготовленных из медного провода ПР-500.
Необходимые индуктивности катушек определяем согласно [3] по формуле:
(6.1)
где Cn – емкость контура;
f – частота резонанса контура.
Параметры сглаживающего устройства приведены в таблице 6.1
Таблица 6.1
Параметры сглаживающего устройства
Резонансная частота контура, Гц | Емкость контура, мкФ | Индуктивность контура, мГн | Индуктивность реактора, мГн |
1-е звено | |||
100 | 144 | 18,1 | 5 |
200 | 108 | 6,3 | |
300 | 96 | 3,15 | |
400 | 60 | 2,05 | |
500 | 48 | 2,25 | |
600 | 36 | 1,76 | |
2-е звено | |||
Апериодический контур | 204 | – | 5 |
Фильтр-пробка | 12 | – |
-
Выбор аккумуляторной батареи
Выбор аккумуляторной батареи заключается в определении типового номера батареи, расчете числа последовательно включенных элементов, выборе зарядно-подзарядного устройства.
Ток длительного разряда в аварийном режиме:
Iдл.разр = Iпост + Iав, (7.1)
где Iпост – ток постоянной нагрузки; Iав – ток аварийной нагрузки.
Iпост = 40 А; Iав = 24 А; Iдл.разр = 40 + 24 = 64 А.
Ток кратковременного разряда в аварийном режиме:
Iкр разр = Iдл.разр + Iвкл (7.2)
где Iвкл – наибольший ток, потребляемый приводом выключателя, для выключателя ВВС – 35 – 20 (Iвкл = 100А).
Iкр разр = 64 + 100 = 164 А.
Необходимая расчетная емкость батарей:
Q
где tав – время аварии (принимаем tав = 2 ч).
расч = Iдл.разр tав, (7.3)Qрасч = 64 ∙ 2 = 128 А∙ч.
Определяем номер батареи по условиям длительного режима:
Nдл ≥ 1,1 ∙ Qрасч / Q1 (7.4)
где Q1 – емкость двухчасового разряда аккумулятора СК-1, равная 22 А·ч
Nдл ≥ 1,1 ∙ 128 / 22 = 5,82
Определяем номер батареи по условиям кратковременного режима:
Nкр ≥ Iкр разр / 46. (7.5)
где 46 А – ток кратковременного разряда для СК-1
Nкр ≥ 164 / 46 = 3,56.
Из двух полученных значений N выбираем большее, округляя в сторону возрастания:
N = 6
Принимаем батарею СК-6.
Число последовательно включенных элементов батареи
n = Uшв / Uпз (7.6)
где Uпз – напряжение подзаряда (Uпз = 2,15 В)
Uшв – напряжение на шинах выключения (Uшв = 258 В).
n = 258 / 2,15 = 120; принимаем n = 120 шт.
Выбор зарядно-подзарядного агрегата.
Подзарядное устройство находится длительно в работе и в нормальных условиях одновременно с подзарядом батареи питает постоянно включенную нагрузку. Мощность подзарядного преобразователя определяется по формуле
Ррасч. зпу = Uзар(Iзар + Iпост), (7.7)
где Uзар – напряжение заряда;
Iзар – ток заряда;
Uзар = n∙2,15+2 (7.8)
Iзар = 3,75∙N (7.9)
Uзар = 120∙2,15+2 = 260 В
Iзар = 3,756 = 22,5 А
Рзар = 260(22,5+40) = 16,25 кВт.
В качестве подзарядно-зарядного преобразователя принимаем выпрямитель типа ВАЗП-260-80, обеспечивающий стабилизированное выпрямленное напряжение до 260 В, при токе до 80А, максимальная мощность 20,8 кВт.
8. Расчет защитного заземляющего устройства
Защитное заземляющее устройство тяговой подстанции сооружается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к электроустановкам выше 1000 В в сетях с эффективно заземленной нейтралью.
В целях выравнивания электрического потенциала на территории тяговой подстанции на глубине tг = 0,5 ÷ 0,7 м. прокладывают продольные и поперечные горизонтальные заземлители соединенные между собой в заземляющую сетку.
Длина горизонтальных заземлителей определяется согласно [1] по формуле:
Lг = 22 (8.1)
где S = 12000 м2 – площадь территории подстанции;