1.3 Выбор типа районного трансформатора
Согласно исходным данным выбираем трансформатор типа: ТДН-16000/110–66
Технические характеристики трансформатора ТДН-16000/110–66
Таблица 3.
|
Тип трансформатора |
Sн, кВА |
Номинальное напряжение обмоток , кВ |
Потери, кВт |
uК, % |
IХ, % |
||
|
ВН |
НН |
РХ |
РК |
||||
|
ТДН-16000/110–66 |
16000 |
115 |
11 |
26 |
85 |
10,5 |
0,85 |
1.4 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции
Согласно ПУЭ электрифицированные железных дороги относится к потребителям первой категории, для которых перерыв в электроснабжении не допускается, поэтому схемы электроснабжения выполняют таким образом, что при повреждении или ремонте любого элемента обеспечивалось непрерывное питание ЭПС.
Конфигурация и основные особенности схемы внешнего электроснабжения тяговых подстанций зависят от значения питающего напряжения и надежности элементов системы, в частности ЛЭП и коммутационных аппаратов.
Однолинейная схема определяет состав необходимого высоковольтного оборудования, а дальнейшие расчеты позволяют выбрать тип оборудования.
Проектируемая транзитная подстанция переменного тока имеет три распределительных устройства напряжением 110, 2х27,5 и 10 кВ.
ОРУ-110 кВ выполнено по схеме два ввода с двумя перемычками: рабочей перемычкой содержащей выключатель и ремонтной перемычкой без выключателя, а также имеется дополнительная перемычка для подключения дополнительного трансформатора.
ОРУ-2х27.5 кВ выполнено по схеме одна трёхфазная рабочая система сборных шин секционированная разъединителями и одна обходная система сборных шин.
РУ-10 кВ выполнено по схеме одна рабочая система сборных шин, секционированная выключателем.
1.5 Описание назначения основных элементов схемы тяговой подстанции
К основным элементам тяговой подстанции относятся:
Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электрической энергии по уровню напряжения. Для компенсации колебания напряжения в питающей сети, трансформаторы оборудуют устройством для регулирования напряжения под нагрузкой.
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 с целью уменьшения первичного тока до значений наиболее удобных для питания измерительных приборов и реле, а также 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 также для изоляции цепей обмоток вольтметров, счётчиков, реле и других приборов от сети первичного напряжения.
Ограничители перенапряжений – предназначены для защиты изоляции электрических цепей, электрооборудования и аппаратуры от атмосферных и коммутационных перенапряжений.
Токоведущие части – неизолированные и изолированные проводники, предназначенные для соединения источников с приёмниками энергии через различные переключающие аппараты.
Изоляторы – электротехнические устройства предназначенные для электрической изоляции и механического крепления электроустановок или их отдельных частей, находящихся под разными электрическими потенциалами.
ТСН – предназначены для преобразования электрической энергии по уровню напряжения до значения 380/220 В и для питания собственных нужд тяговой подстанции.
1.6 Расчёт максимальных рабочих токов основных присоединений
Максимальный рабочий ток вводов и перемычки тяговой подстанции определим, используя выражение:
где коэффициент перспективы, равный 1.3;
- коэффициент транзита, равный 1.7
nт – число понижающих трансформаторов;
nт – число понижающих районных трансформаторов;
- номинальная мощность трансформатора, В×А;
- номинальное входное напряжение тяговой подстанции, В;
Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения тягового трансформатора определим по формуле:
где: - коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1,5;
- номинальное напряжение стороны высокого напряжения.
Максимальный рабочий ток обмотки низкого напряжения тягового трансформатора определим, используя выражение:
где: - номинальное напряжение стороны среднего напряжения, В;
Сборные шины низкого напряжения (2х27,5 кВ):
где: - коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0,7.
Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения районного трансформатора определим по формуле:
где: - коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1.5;
- номинальное напряжение стороны высокого напряжения.
Обмотка низкого напряжения районного трансформатора:
где: - номинальное напряжение стороны низкого напряжения, В;
Сборные шины низкого напряжения районных потребителей (10 кВ):
Максимальные рабочие токи фидеров районных потребителей определим по формуле:
где - коэффициент перспективы, равный 1,3;
- полная мощность районного потребителя, В×А;
- номинальное напряжение районного потребителя , В;
Ток фидера районного потребителя
Ток фидера контактной сети (2х27,5) принимаем: А.
1.7 Выбор аппаратуры и токоведущих частей подстанции
Для обеспечения надёжной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и кратковременной работы в режиме короткого замыкания.
Выбор аппаратуры и токоведущих частей выполняется по номинальному току и напряжению: Uуст £ Uн ; Iраб.max £ Iн ,
где Uуст – номинальное напряжение установки;
Uн – номинальное напряжение аппарата;
Iраб.max – максимальный рабочий ток присоединения, где установлен аппарат;
Iн – номинальный ток аппарата.
Выбор шин и токоведущих частей.
Вводы и перемычка ТП (110 кВ):
Iраб max = 1168,14 А;
Выбираем провод АС - 700Iдоп = 1180 А
Вводы ВН понижающего тягового трансформатора(110 кВ):
Iраб max = 340,91 А;
Выбираем провод АС - 120Iдоп = 390 А
Вводы НН понижающего тягового трансформатора(2х27,5 кВ):
Iраб max = 681,82 А;
Выбираем провод АС - 330Iдоп = 730 А
Вводы ВН районного понижающего трансформатора(110 кВ):
Iраб max = 125,97 А;
Выбираем провод АС - 270Iдоп = 265 А
Вводы НН районного понижающего трансформатора(10 кВ):
Iраб max = 1385,64 А;
Выбираем шину А-100´8Iдоп = 1625 А
Сборные шины низкого напряжения (2х27,5 кВ):
Iраб max = 954,55 А;
Выбираем провод АС - 500Iдоп = 960 А
Сборные шины низкого напряжения (10 кВ):
Iраб max = 1293,26 А;
Выбираем шинуА-60´8Iдоп = 1320 А
Фидеры районных потребителей (10 кВ):
Iраб max = 112,58 А;
Выбираем шинуА-20´3Iдоп = 275 А
Фидеры контактной сети (2х27,5 кВ)
Iраб max = 400 А;
Выбираем провод АС – 150Iдоп = 450 А
Выбор изоляторов.
РУ-110 кВ: ЛК-120/110;
РУ-2х27,5 кВ: ЛК-120/35;
РУ-10 кВ: ИО-10-3,75У3, ИП-10/1600-750У
Выбор выключателей.
РУ-110 кВ:
Перемычка ТП:Iраб max = 1168,14 А;
РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;Uном = 110 кВ;
Вводы ВН тягового трансформатора:Iраб max = 340,91 А;
РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;;Uном = 110 кВ;
Вводы ВН районного трансформатора:Iраб max = 125,97 А;
РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;Uном = 110 кВ;
РУ-2х27,5 кВ:
Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 681,82 А;
ВГБЭ-35- 12,5/1000Iном = 1000 А;Uном = 35 кВ;
Обходной выключатель: Iраб max = 954,55 А;
ВГБЭ-35- 12,5/1000Iном = 1000 А;Uном = 35 кВ;
Фидеры контактной сети:Iраб max = 400 А;
ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;
Фидеры ДПР:
ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;
Вводы ТСН:
ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;
РУ-10 кВ:
Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 1385,64 А;
ВВ/TEL-10-20/1600Iном = 1600 А;Uном = 10 кВ;
Фидеры районных потребителей:Iраб max = 112,58 А;
ВВ/TEL-10-12,5/630Iном = 630 А;Uном = 10 кВ;
Секционный выключатель: Iраб max = 1293,26 А;
ВВ/TEL-10-20/1600Iном = 1600 А;Uном = 10 кВ;
Выбор разъединителей.
РУ-110кВ
Вводы и перемычка ТП (110 кВ): Iраб max = 1168,14 А;
РГ-110-2000 Iном = 2000 А; Uном = 110 кВ;
Вводы ВН тягового трансформатора:Iраб max = 340,91 А;
РГ-110-1000 Iном = 1000 А; Uном = 110 кВ;
Вводы ВН районного трансформатора:Iраб max = 125,97 А;
РГ-110-1000 Iном = 1000 А; Uном = 110 кВ;
РУ-2х27,5 кВ:
Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 681,82 А;
РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;
Цепь обходного выключателя: Iраб max = 954,55 А;
РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;
Фидеры контактной сети:Iраб max = 400 А;
РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;
Фидеры ДПР:
РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;
Вводы ТСН:
РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;
РУ-10кВ:
Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 1385,64 А;
РГ-35-2000Iном = 2000 А; Uном = 35 кВ;
Выбор заземлителей
Фидеры районных потребителей:Iраб max = 112,58 А;
