Типы понижающих трансформаторов для питания тяговых районных и нетяговых железнодорожных потребителей (стр. 1 из 18)

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

Курсовой проект

По дисциплине: Тяговые и трансформаторные подстанции

Выполнил: ст. группы ЭНС-07-2

Горшков В.К.

Проверил(а): Пузина Е.Ю.

г. Иркутск 2010 г.

Содержание

Введение

Исходные данные

Глава 1. Однолинейная схема главных электрических соединений

1.1 Структурная схема тяговой подстанции

1.2 Выбор типа силового оборудования

1.3 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции

1.4 Описание назначения основных элементов схемы тяговой подстанции

1.5 Выбор трансформатора собственных нужд

1.6 Схемы питания потребителей собственных нужд

Глава 2. Расчет токов короткого замыкания

2.1 Расчетная схема тяговой подстанции

2.2 Электрическая схема замещения

2.3 расчет сопротивления элементов схемы замещения

2.4 расчет токов КЗ на шинах РУ

2.5 Расчет токов КЗ в цепях собственных нужд

Глава 3. Выбор аппаратуры и токоведущих частей подстанции

3.1 Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

3.2 Расчет величины теплового импульса для всех РУ

3.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов

3.4 Выбор коммутационных аппаратов

3.4.1 Выключатели

3.4.2 Разъединители

3.4.3 Предохранители

3.5 Выбор измерительных трансформаторов

3.5.1 Выбор объема измерений

3.5.2 Разработка схем измерений

3.5.3 Выбор трансформаторов тока

3.5.4 Выбор трансформаторов напряжения

3.6 Выбор ограничителей перенапряжения

3.7 Выбор аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного агрегата

Глава 4. План тяговой подстанции

4.1 Разработка плана тяговой подстанции

4.2 Расчет площади открытой части тяговой подстанции

Глава 5. Расчет заземляющего устройства

Глава 6. Экономическая часть проекта

6.1 Определение стоимости тяговой подстанции

6.2 Основные технико-экономические показатели тяговой подстанции

Список используемой литературы

Введение

Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные линии и районные подстанции, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъединители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций - от них получают питание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

К схемам и конструкциям тяговых подстанций предъявляют определенные технические требования. Так, установленная мощность их трансформаторов и преобразователей должна соответствовать спросу потребителей электроэнергии (электрических поездов, районных и нетяговых железнодорожных потребителей), коммутационная и вспомогательная аппаратура обеспечивать бесперебойное питание потребителей электроэнергии на требуемом уровне надежности. Очень важно также, чтобы качество электрической энергии соответствовало установленным нормам.

Основной задачей системы электроснабжения является обеспечение эксплуатационной работы железной дороги для этого необходимо, что бы мощность всех элементов системы электроснабжения была достаточной для обеспечения потребной каждому локомотиву мощности при самых разнообразных условиях работы железной дороги.

Эти задачи могут быть решены только при правильно выбранных параметрах системы электроснабжения, т.е. обеспечивающих работу оборудования в допустимых для него пределах по нагрузке и необходимое качество электроэнергии, а также при обеспечении необходимого резерва.

Известно, что недопустимое для данного элемента электрической установки увеличение нагрузки может привести к выходу его из строя. С другой стороны, увеличение номинальной мощности любого элемента и, следовательно, допустимой для него нагрузки связано с увеличением затрат. Поэтому необходимо уметь выбирать параметры всех устройств системы электроснабжения так, чтобы они бесперебойно работали в течение времени, определяемого их нормальным сроком службы, при минимальных затратах.

Проектирование тяговой подстанции выполняется с учетом действующих правил и норм на основании имеющегося опыта эксплуатации и имеющихся достижений науки и технике в области электрифицированного железнодорожного транспорта.

Целью курсового проекта являются обобщения и углубления студентами знаний по дисциплине, изучение современных проблем проектирования.

Грамотно эксплуатировать оборудование тяговой подстанции, уметь наблюдать и анализировать происходящие в нем процессы, при необходимости наметить пути усовершенствования отдельных узлов и иметь уверенность в том, что их осуществление возможно только после тщательного целенаправленного изучения принципа действия и устройства всего того единого целого, что объясняется названием тяговая подстанция.

Тяговые подстанции выполняются в соответствии с действующими нормами и правилами.

Исходные данные

1. Схема питания.

Двухцепная ЛЭП-110кВ

2. Тяговая подстанция: №2

3. Род тока: переменный (

кВ)

4. Характеристика источников питания.

ИП 1;

МВ×А; МВ×А;

ИП 2:

МВ×А; ;

5. Данные по понизительным трансформаторам, фидерам районной нагрузки и количеству перерабатываемой электроэнергии.

№ варианта	ТП					SФ 10кВ / кол-во	WГОД, кВтч*106
	SП, МВА	UВН, кВ	U СН, кВ	UНН, кВ	кол-во
11	25	110	27,5	10	2	750/6	80

6. Длины ЛЭП:

l₁ = 50 км;

l₂ = 55 км;

l₃ = 55 км;

l₄ = 45 км;

7. Данные по цепям собственных нужд.

Наименование потребителя	КИ	cos	Мощность, кВт
Рабочее освещение	0,7	1,0	25
Аварийное освещение	1,0	1,0	2,2
Моторные нагрузки	0,75	0,8	32
Печи отопления и калориферы	0,65	1,0	25
Потребители СЦБ	0,75	0,8	44
Цепи управления, защиты и сигнализации	0,7	1,0	2,5
Зарядно-подзарядный агрегат	0,7	1,0	9,5

8. Данные для расчёта заземляющих устройств.

Сопротивление верхнего слоя земли:

Ом×м;

Сопротивление нижнего слоя земли:

Ом×м;

Толщина верхнего слоя земли:

м;

Время протекания

- 0,4 с;

9. Выдержка времени релейной защиты.

Вводы 110 кВ – 2,5 с.

Вводы 27.5 кВ – 1,5 с.

Вводы 10 кВ – 1,0 с.

Фидер 27.5 кВ – 0,5 с.

Фидер 10 кВ – 0,5 с.

Глава 1. Однолинейная схема главных электрических подстанций

1.1 Структурная схема тяговой подстанции

1.2 Выбор типа силового трансформатора

Тип силового трансформатора	Sн, кВА	Uн обмоток, кВ			Uкз, %			Ток ХХ, %	Потери ХХ, кВт	Потери КЗ,кВт
		ВН	СН	НН	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТДТНЭ-25000/110-67	25000	115	27,5	11	10,5	17	6	1,00	45	145

1.3 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, 27,5 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.