Пояснительная записка (1232510), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рисунок 2.1 – Количество переработанной электроэнергии на тягу.

Несмотря на ежегодное увеличение переработанной электрической энергии на тягу поездов (рисунок 2.1), вопрос об увеличении мощности данного энергообъекта на данный момент не ставится, т.к. анализируя коэффициенты загрузки силовых трансформаторов (таблица 2.1, 2.2), мною был сделан вывод о том, что необходимый запас мощности есть.

1. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

3.1 Расчет токов короткого замыкания

Согласно ПУЭ выбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих частей по электродинамической стойкости производится по току трехфазного к.з. I_к, поэтому необходимо произвести расчет токов к.з. для всех распределительных устройств (РУ) и однофазного замыкания на землю I_к для РУ питающего напряжения.

На основании исходных данных и принятой схемы главных электрических соединений подстанции составляется расчетная схема, а по ней схема замещения проектируемой подстанции.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема тяговой подстанции

Схема замещения тяговой подстанции представляет собой электрическую схему, элементами которой являются схемы замещения реальных устройств их основными электрическими характеристиками (активными, реактивными, емкостными или реактивными индуктивными сопротивлениями). Схема замещения тяговой подстанции представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема замещения тяговой подстанции

Сопротивление системы до шин высокого напряжения тяговой подстанции, определяется по формуле

, (3.1)

где – результирующее относительное базисное сопротивление до точки К1; S_б – базисная мощность, МВА. S_б=100 МВА; S_КЗ1 – мощность короткого замыкания на шинах подстанции.

Сверхпереходной ток 3-х фазного замыкания , А рассчитывается по формуле

, (3.2)

где – базисный ток i-ой точки, А.

Базисный ток i-ой точки , А определяется по формуле0

. (3.3)

где U_ст – напряжение ступени, кВ.

Для источника ограниченной мощности необходимо пользоваться рас­четными кривыми.

Ударный ток в точке i_у, А определяется по формуле

, (3.4)

где - ударный коэффициент, для источника бесконечной мощности = 1,8.

Ток однофазного замыкания , А определяется по формуле

. (3.5)

Ток двухфазного замыкания , А определяется по формуле

. (3.6)

3.1.2 Расчет токов короткого замыкания до точки К1

Рисунок 3.3-Схема замещения для точки К1

Расчет параметров короткого замыкания производится по формулам (3.2) – (3.6).

;

Результаты расчета приведены в таблице 3.1.

В дальнейших расчетах принимается, что источник питания один и имеет бесконечную мощность, то есть все точки короткого замыкания являются уда­ленными.

3.1.3 Расчет токов короткого замыкания до точки К2

Параметры силового трансформатора напряжения.

Класс 220 кВ: ТДТНЖ-40000/220/27,5/10-97У1.

Номинальное напряжение в обмотках, кВ: U_квн=220; U_ксн=27,5 ; U_кнн=10.

Напряжение к.з.,%: U_квс=12,5; U_квн=22 ; U_кcн=9,5.

Потери: Р_х=54 кВт, Р_к=220 кВт, I_х=0,55 %.

Схема и группа соединения обмоток Y_н/ /-0-11.

Рисунок 3.4 - Схема замещения для точки К2

Индуктивное сопротивление обмотки высокой стороны трансформатора:

(3.7)

где S_нт – мощность тягового трансформатора, МВА.

Индуктивное сопротивление обмотки низкой стороны трансформатора:

, (3.8)

, (3.9)

Результирующее сопротивление до точки К2 (10 кВ)

;

.

Ток короткого замыкания до точки К2 I_к2 , кА :

,

.

По формуле (3.4) определяем ударный ток до точки К2 , кА :

.

Мощность короткого замыкания в точке К2, МВА, определяется как

.

Ток двухфазного замыкания , А

Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

3.3.4 Расчет токов короткого замыкания до точки К3

Расчетная схема, в преобразованном виде представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Схема замещения для точки К3

Для точки К3 находим мощность, ударный, базисный, сверхпереходной, двухфазный и однофазный ток короткого замыкания, соответственно по формулам (3.2-3.6).

Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

Результирующее сопротивление до точки К3 (27,5 кВ)

;

.

Ток короткого замыкания до точки К3 I_к3 , кА :

,

.

По формуле (3.4) определяем ударный ток до точки К3 , кА :

.

Мощность короткого замыкания в точке К3, по (1.33), МВА

.

Производим расчет двухфазного короткого замыкания для РУ 27,5 кВ по формулам

, (3.10)

где Х_с – сопротивление системы до шин 220 кВ в Ом; Х тр – индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.

Сопротивление системы и трансформатора определяем по формулам, Ом

, (3.11)

, (3.12)

,

.

Получаем ток короткого двухфазного замыкания, кА

.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

1.1.4 Расчет токов короткого замыкания до точки К4

Расчетная схема для расчета тока короткого замыкания до точки К4 приведена на рисунке 1.4.

Длительный рабочий ток ,А для трансформатора собственных нужд по формуле

, (3.13)

где S_н.ТСН – мощность трансформатора собственных нужд, кВА; - коэффициент перегрузки.

А.

Трансформатор подключается к шинам 380/220 В тремя кабелями ААБ сечением 120 мм² максимально допустимый ток, А, которых рассчитывается по формуле:

I_допΣ = к_к·I_доп·n_к (3.14)

где к_к – количество параллельно включенных кабелей; I_доп – длительно допускаемый ток для принятого сечения кабеля, А; n_к – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения кабелей, проложенных рядом. Имеем:

I_допΣ = 3·290·0,85 = 739,5 А

Выбираем четырёхжильный кабель ААБ сечением 120 мм² в количестве трех штук. Длительно допустимый ток такого кабеля I_доп=290 А.

В цепях собственных нужд тяговых подстанций расчёт токов к.з. следует производить по полному сопротивлению цепи к.з. Это объясняется тем, что номинальная мощность S трансформаторов собственных нужд (ТСН) обычно незначительна (не более 400 кВА), незначительны и токи к.з. в цепи, следовательно, невелико сечение токоведущих частей (кабелей, шин) и обмоток ТСН. Поэтому активное сопротивление цепи к.з. оказывается соизмеримым с индуктивным и должно быть учтено.

Активное сопротивление ТСН определяется по формуле:

= , (3.15)

где - номинальная мощность ТСН, 400 кВА; - потери к.з.,

5,5 %;

Полное сопротивление ТСН

= (3.16)

где - напряжение к.з. выраженное в процентах, 6,5 %;

Реактивное сопротивление ТСН

= (3.17)

Подставив числовые значения в формулы 3.15 – 3.17, имеем

= ;

= ;

= =15,9 .

В расчёте необходимо учесть сопротивление кабельной линии. Длина линии составляет 30 метров.

Активное сопротивление кабельной линии, Ом:

= , (3.18)

где - погонное сопротивление одного километра кабельной линии; Для кабеля типа ААБ 3 120, = 0,153 Ом; - длина кабельной линии, км;

Реактивное сопротивление, Ом:

X = , (3.19)

где, - индуктивное погонное сопротивление одного километра кабельной линии; Для ААБ 3 120, = 0,0602 0м;

Полное сопротивление кабельной линии

(3.20)

Подставив числовые значения в формулы 3.18 – 3.20, имеем:

= = 2,87;

= = 1,13.

3,08

Для определения результирующего сопротивления составим схему замещения до точки К4.

Рисунок 3.6 - Схема для расчета максимальных токов короткого замыкания до точки К4

Полное результирующее сопротивление определим как

. (3.21)

Мощность короткого замыкания, МВА:

, (3.22)

Ток к.з. трёхфазный, кА:

, (3.23)

Произведём расчёт по формулам 3.21 – 3.23.

МВА;

кА.

Ударный ток короткого замыкания рассчитывается по выражению, кА:

, (3.24)

где - ударный коэффициент;

Рассчитываем ударный ток кА:

= 34,63, кА.

Результаты расчётов токов сведём в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Результаты расчёта токов короткого замыкания

3.2.1 Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции.

Характеристики

Список файлов ВКР