Большая База Рефератов - Расчет системы электроснабжения - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Расчет системы электроснабжения

Расчетная схема для расчетов токов КЗ

Рис. 4

Схема замещения для расчетов токов КЗ в точек К1

Рис. 5

Для тяговой сети постоянного тока минимальный ток короткого замыкания в точке К1

,(50)

где Ud0 - напряжение холостого хода на шинах тяговой подстанции, равное 3650 В;

Схема замещения для расчетов токов КЗ в точек К2

Рис. 6

р - возможное снижение напряжения в первичной сети, р = 0,05;

uд - падение напряжения в дуге в месте короткого замыкания, принимаемое равным 150…200 В;

Iнагр - ток нагрузки неповрежденных фидеров;

r - внутреннее сопротивление тяговой подстанции;

Rо - сопротивление линии отсоса определяется из условия, что сечение отсоса должно быть не менее трех сечений тяговой сети, а длина отсоса в пределах от 0,2 до 0,5 км;

Rп - сопротивление питающего фидера, может быть рассчитано из условия, что сечение фидера не менее сечения подвески обоих путей, а длина - в пределах от 0,2 до 0,5 км;

- расстояние до точки короткого замыкания, равное при расположении поста секционирования посередине ½L.

Питающие и отсасывающие линии:

вариант 1: 6´А-185,

вариант 2: 9´А-185,

Ток нагрузки неповрежденных фидеров для обоих вариантов

Iнагр = 2113 А.

Внутреннее сопротивление тяговой подстанции

,(51)

где Sкз- мощность короткого замыкания на шинах высшего напряжения тяговой подстанции, кВА;

nпт -число параллельно работающих понизительных трансформаторов;

Sпт,н – мощность понизительного трансформатора, кВА;

Sвт,н – мощность преобразовательного трансформатора, кВА;

uкпт% - напряжение короткого замыкания понизительного трансформатора;

uквт% - напряжение короткого замыкания преобразовательного трансформатора;

nвт - число параллельно работающих преобразовательных трансформаторов;

Idн - номинальный ток агрегата, А;

Udн - номинальное напряжение на шинах тяговой подстанции, равное 3300 В;

А - коэффициент наклона внешней характеристики агрегата, равный 0,5 для шестипульсовых схем выпрямления и 0,26 для двенадцатипульсовых;

nв - число параллельно работающих выпрямительных агрегатов.

uкпт% = 0,5×(uвн-нн% + uсн-нн% – uвн-сн%).(52)

uкпт% = 0,5×(10,5 + 6 – 17) = -0,25%;

для обоих вариантов:

uд = 175 В;

вариант 1:

вариант 2:

При коротком замыкании в точке К2 отключится фидер подстанции Б3 и место к.з. будет питаться по трем фидерам. В этом случае минимальный ток короткого замыкания:

,(53)

где Rк – общее сопротивление до точки к.з.

;(54)

Здесь

(55)

(56)

вариант 1:

вариант 2:

При выполнении условия Iкз,мин>Iф,м выбираются уставки защит.

При постоянном токе уставка быстродействующего выключателя фидера тяговой подстанции должна соответствовать условию:

Iф,м + 100 А £ Iу £ Iкз,мин1 – 200 А.(57)

вариант 1:

1945 + 100 £ Iу £ 2161 – 200;

2045 £ Iу £ 1961;

Т.к. установка одного быстродействующего выключателя с током уставки Iу =2000 А будет приводить к ложным срабатываниям защиты, то рекомендуется в данном случае, кроме МТЗ, применить еще один вид дополнительной защиты, например, потенциальную.

вариант 2:

2400 + 100 £ Iу £ 2774 – 200;

2500 £ Iу £ 2574;

принимается Iу = 2500 А.

Уставка быстродействующего выключателя поста секционирования должна соответствовать условию:

Iу £ Iкз,мин2 – 200 А.(58)

вариант 1:

Iу £ 1710 – 200;

Iу £ 1510;

принимается Iу = 1500 А.

вариант 2:

Iу £ 2203 – 200;

Iу £ 2003;

принимается Iу = 2000 А.

6. Определение потерь энергии на тяговых подстанциях

Потери энергии на тяговой подстанции складываются из потерь энергии DWпт в понизительных трансформаторах, Wвт - в тяговых трансформаторах выпрямительных агрегатов и DWв – в выпрямителях и вычисляются через потери мощности в названных устройствах:

DWпт = DРпт×nпт×Tпт;(59)

DWвт = DРвт×nвт×Tвт;(60)

DWв = DРв×nв×Tв,(61)

где DРпт, DРвт, DРв - средние потери мощности в понизительном трансформаторе, тяговом трансформаторе и выпрямителе,

nпт, nвт, nв - число параллельно работающих понизительных трансформаторов, тяговых трансформаторов и выпрямителей,

Tпт = Tвт = Tв - время работы в году, которое можно принять равным 7200 часов.

6.1. Потери мощности в двухобмоточных тяговых трансформаторах выпрямительных агрегатов

Вычисляются по формуле

DРвт = DРхх + кпп×DQхх + кз2×кэ2×(DРкз + кпп×DQкз),(61)

где DРхх - потери холостого хода трансформатора при номинальном напряжении, кВт;

DРкз - потери короткого замыкания при номинальном токе, кВт;

DQхх - реактивная мощность намагничивания трансформатора, квар, равная (Sвт×Iхх%)/100;

DQкз - реактивная мощность рассеивания трансформатора, квар, равная (Sвт×uк%)/100;

кпп - коэффициент повышения потерь, представляющий затрату активной мощности на выработку и передачу одного квара реактивной мощности, принимаемый равным от 0,02 до 0,08 кВт/квар в зависимости от удаленности тяговых подстанций от электростанций;

кэ= - коэффициент эффективности нагрузки трансформатора;

- коэффициент загрузки трансформатора.

Произведение коэффициентов равно Sвт,э/Sвт,н;

Sвт,н - номинальная мощность трансформатора;

Sвт,э - эффективная мощность нагрузки трансформатора рассчитывается в главе 4.

Окончательно:

(62)

для обоих вариантов:

кпп = 0,05;

вариант 1:

вариант 2:

6.2 Потери мощности в трёхобмоточных понизительных трансформаторах

(63)

Для трехобмоточных трансформаторов потери мощности и падения напряжений можно определить по формулам:

DРкз1 = 0,48×DРкз;(64)

DРкз2 = 0,23×DРкз;(65)

DРкз3 = 0,29×DРкз;(66)

uк1% = 0,5×(uвн-сн% + uвн-нн% – uсн-нн%);(67)

uк2% = uвн-сн% – uк1%;(68)

uк3% = uвн-нн% – uк1%.(69)

DРкз1 = 0,48×105 = 50,4 кВт;

DРкз2 = 0,23×105 = 24,2 кВт;

DРкз3 = 0,29×105 = 30,5 кВт;

uк1% = 0,5×(17 + 10,5 – 6) = 10,75%;

uк2% = 17 – 10,75 = 6,25%;

uк3% = 10,5 – 10,75 = -0,25%.

вариант 1:

вариант 2:

6.3 Потери мощности в выпрямителях

Находятся по формуле:

DРв = DРд + DРдт + DРш + DРгс,(70)

где DРд - потери мощности в диодах выпрямителя;

DРдт - потери мощности в делителях тока;

DРш - потери мощности в шунтирующих резисторах;

DРгс - потери мощности в контуре RC.

Потери мощности в делителях тока, шунтирующих резисторах и контуре RC принимаются равными 5% от потерь мощности в диодах.

В свою очередь:

,(71)

где Uo - пороговое напряжение диода, может быть принято равным среднему значению, т.е. 0,96 В.

Rд - среднее значение динамического сопротивления диода, равное 6,4×10-4 Ом;

Iдэ = - эффективное значение тока за период;

Iд - средний ток диода, равный

,(72)

где кн = 1,2 - коэффициент учитывающий неравномерность распределения тока по параллельным ветвям;

m - число фаз выпрямителя;

s - число последовательно включенных диодов на фазу;

а - число параллельных ветвей на фазу;

I d,ср - средний ток выпрямительного агрегата, равный среднему току подстанции Б.

вариант 1:

DРв = 1,05×10,35 =10,9 кВт.

вариант 2:

DРв = 1,05×10,53 =11,1 кВт.

Потери энергии в понизительных трансформаторах:

вариант 1:

DWпт = 135,4×1×7200 = 974880 кВт.

вариант 2:

DWпт = 191,2×1×7200 = 1376640 кВт.

Потери энергии в тяговых трансформаторах:

вариант 1:

DWвт = 88,4×1×7200 = 636480 кВт.

вариант 2:

DWвт = 125,0×1×7200 = 900000 кВт.

Потери энергии в выпрямителях:

вариант 1:

DWв = 10,53×1×7200 = 75816 кВт.

вариант 2:

DWв = 11,1×1×7200 = 79920 кВт.

7. Проверка выбранного оборудования по граничным условиям

После выбора оборудования проводится проверка его по граничным условиям.

7.1 Проверка контактной сети по уровню напряжения

Проверка контактной сети по уровню напряжения производится путем сопоставления фактического напряжения с допустимыми по условию:

Uдоп £ Uтп – DUп,ср,(73)

где Uдоп – уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава, установленный ПТЭ железных дорог равным не менее 2700 В при постоянном токе.

вариант 1:

2700 £ 3300 – 353;

2700 В £ 2947 В; условие выполняется.

вариант 2:

2700 £ 3300 – 409;

2700 В £ 2891 В; условие выполняется.

7.2 Проверка сечения контактной подвески по нагреву

Производится по условию:

Iф,э £ Iдоп,(74)

где Iдоп – допустимый ток на контактную подвеску;

Iф,э – наибольший из среднеквадратичных токов фидеров.

вариант 1: