пз (1234768), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Ток кратковременного разряда в аварийном режиме:
где - ток, потребляемый наиболее мощным приводом выключателя 220 кВ, А;
Необходимая расчетная емкость батареи:
где равно 2 часа - длительность аварийного разряда при аварии для тяговых подстанций [8], ч;
Принимаем к установке СОПТ ШОТ 02-40-20-220-10-УХЛ4 с параметрами:
- Емкость батареи 40 А·ч;
- Номинальный зарядный ток 10 А;
- Срок службы батареи 20 лет;
- Выходное напряжение 220 В;
- мощность зарядного блока 4.4 кВт.
2.13 Выбор трансформатора СН
Приемниками электроэнергии собственных нужд (СН) подстанций являются: электродвигатели системы охлаждения трансформаторов, насосных установок, устройства обогрева высоковольтных выключателей и помещений, освещение территории, аварийное освещение, зарядные агрегаты, системы автоматики и РЗ. На тяговых подстанциях от ТСН предусматривается питание устройств СЦБ станций и перегонов, мастерские ТП и монтерские пункты, совмещенные с тяговыми подстанциями. Для РУ-10, РУ-27.5 кВ, РУ-0.4, пункта управления, пункта сигнализации принимаем модульную компоновку РУ производства НИИФА ЭНЕРГО с установленной технологической мощностью 5 кВт на 1 модуль. [5] Всего в составе подстанции намечается к установке 16 модулей с общим технологическим потреблением 80 кВт. Технологическая мощность состоит из устройств подогрева модулей, рабочего, аварийного освещения и вентиляции. Аварийное освещение модулей выполнено светодиодными светильниками мощностью 10 Вт на модуль. Результаты подсчета мощности СН сведем в таблицу 2.10.
Таблица 2.10 – Мощности потребителей СН
Наименование нагрузки | Мощность, кВА | Ки | Q, кВАр | Pa, кВА | |
Обогрев выключателей и приводов РУ-220 | 39.6 | 1 | 1 | - | 39.6 |
Обогрев модулей, КРУ-27.5, 10 кВ. | 80.0 | 1.00 | 1.00 | - | 80.00 |
Подогрев разъединителей 220 кВ. | 6.5 | 1.00 | 1.00 | - | 6.50 |
Рабочее освещение территории | 10.0 | 0.85 | 1.00 | - | 8.50 |
Аварийное освещение модулей, LED | 0.5 | 1.00 | 0.90 | 0.05 | 0.45 |
Нагрузка СЦБ | 85.0 | 1.00 | 0.80 | 17 | 68 |
Моторные нагрузки | 17.0 | 0.60 | 0.90 | 1.7 | 15.30 |
Цепи защиты и автоматики | 1.5 | 1.00 | 1.0 | - | 1.50 |
Зарядное устройство | 4.4 | 1.00 | 0.94 | 0.264 | 4.14 |
Итого: | 209.5 | 19.41 | 225.09 |
Определим полную мощность потребителей СН, кВА:
где Рсн и Qcн активная и реактивная мощности потребителей СН, кВА.
Принимаем к установке 2 трансформатора собственных нужд номинальной мощностью 250 кВА ТМГЖ-250/27.5.
Таблица 2.10 – параметры трансформатора СН
Номинальное напряжение, кВ | Группа и схема соединения обмоток | Рхх, кВт | Рк, кВт | Uк, % | Iхх, % |
27.5/0.4 | Y/Yн-0 | 0.8 | 3.7 | 6.0 | 2.0 |
Выбор кабеля для подключения ТСН. Рассчитаем максимальный рабочий ток вторичной обмотки ТСН, А.
где – коэффициент допустимой перегрузки [4] равен 1.5.
Выбор кабеля производится по условию нагрева длительным рабочим током[4].
где к1-коэффициент, учитывающий условия прокладки кабеля; к2-коэффициент, учитывающий число работающих кабелей проложенных рядом в трубах или без труб. Согласно [4] к1 равен 1, к2 равен 0.9.
Выбираем четырехжильный кабель АВВГ с алюминиевыми жилами, проложенный по воздуху, сечением 150 мм2 в количестве 3 параллельно подключенных. Номинальный допустимый ток трех параллельных кабелей равен 648 А[4]. Условие выполняется:
648 >601.
3 РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА И ГРОЗОЗАЩИТЫ
Заземляющие устройства тяговых подстанций выполняют роль одновременно защитных, рабочих и грозозащитных. В качестве заземлителей используют: искусственный заземлитель, называемый иначе контуром заземления подстанции, охватывающий всю территорию подстанции; рельсы подъездных путей тяговой подстанции; рельсы главных путей станции или перегона, проходящие вблизи тяговой подстанции; другие естественные заземлители.
3.1 Расчет контура заземления
Целью расчета защитного заземляющего контура является нахождение таких его оптимальных параметров, при которых сопротивление растекания контура (R3) и напряжение прикосновения (Uпр) не превышают допустимых значений. В основу расчета положен метод, который предусматривает:
– замену реального грунта с изменяющимся по глубине удельным сопротивлением (к) эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя (1), толщиной h и сопротивлением нижнего слоя (2) значение которых определяют методом вертикального зондирования (ВЭЗ);
– замену реального и сложного заземляющего контура, состоящего из системы вертикальных электродов, объединенных уравнительной сеткой с шагом 420 м, любой конфигурации, эквивалентной квадратной расчетной моделью с одинаковыми ячейками, однослойной структурой земли (э), при сохранении их площадей (S), общей длинны вертикальных (LВ) и горизонтальных (LГ) электродов, глубины их заложения (hГ) значения растекания сопротивления (R3) и напряжение прикосновения (Uпр). Расчет заземляющего устройства делаем в соответствии с приведенным в [21] по исходным данным. Площадь подстанции равна 8200 м2. Длина горизонтальных заземлителей, м:
Число вертикальных электродов, шт.:
Длина вертикального электрода, м;
где h – толщина верхнего слоя.
Принимаем м. Общая длина вертикальных электродов, м;
Расстояние между вертикальными электродами, м;
Глубина заложения электродов (полосы), м;
hг = 0,50,8 м,
Принимаем hг равной 0,8 м. Сопротивление заземляющего контура, Ом:
где - эквивалентное сопротивление грунта, Ом;
где и
- соответственно сопротивления верхнего и нижнего слоя земли, Ом·м. Определим соотношение:
Тогда величина α определяется по формуле:
Эквивалентное сопротивление грунта, Ом∙м:
Определим величину соотношения:
Тогда величину А определяем по формуле:
Сопротивление заземляющего контура, Ом:
Таблица 3.1 – Данные контура заземления
Длина горизонтальных заземлителей Lг, м. | 2264.00 |
Число вертикальных электродов nв, шт. | 32.00 |
Длина вертикального электрода lв, м. | 4.00 |
Общая длина вертикальных электродов Lв, м. | 128.00 |
Расстояние между вертикальными электродами а, м. | 8.00 |
Глубина заложения горизонтальных электродов hг, м. | 0,80 |
Эквивалентное сопротивление грунта э, Омм. | 97,29 |
Сопротивление заземляющего контура Rз, Ом. | 0,47 |
По условиям строительства тяговых подстанций сопротивление растеканию тока контура заземления должно быть не более 0.5 Ом. Условие выполняется, контур принимаем для строительства.
3.2 Определение напряжения прикосновения
В связи с тем, что окончательным критерием безопасности электрической установки является величина напряжения прикосновения Uпр, то необходимо определить его расчётное значение и сравнить с допустимым. Допустимое значение напряжения прикосновения не должно превышать 85 В[2]. Расчетное напряжение прикосновения, В определяется по формуле: