Таблица 7
Числовые характеристики токов ФКС расчётной ТП в режиме сгущения
Фидер | nф | Iф | Iфэ2 | Iфэ | Кэ | δI | Kv |
Ф2 | 7,0 | 739,2 | 604747 | 777,7 | 1,05 | 241,44 | 0,33 |
Ф1 | 7,0 | 641,5 | 459809 | 678,1 | 1,06 | 219,83 | 0,34 |
Ф5 | 3,0 | 430,6 | 288375 | 537,0 | 1,25 | 320,85 | 0,75 |
Ф4 | 3,0 | 693,7 | 536747 | 732,6 | 1,06 | 235,52 | 0,34 |
3. Максимальный режим
Таблица 8
Числовые характеристики токов ФКС расчётной ТП при максимальном режиме
Фидер | nф | Iф | Iфэ2 | Iфэ | Кэ | δI | Kv |
Ф2 | 7,0 | 821,4 | 726555 | 852,4 | 1,04 | 227,86 | 0,28 |
Ф1 | 7,0 | 712,7 | 552023 | 743,0 | 1,04 | 209,81 | 0,29 |
Ф5 | 3,0 | 478,5 | 333135 | 577,2 | 1,21 | 322,81 | 0,67 |
Ф4 | 3,0 | 770,8 | 629395 | 793,3 | 1,03 | 187,69 | 0,24 |
1.3 Определение средних и эффективных токов плеч питания расчетной ТП
I| = Ib = Iф1 + Iф2 (14)
I|| = Ia = Iф5 + Iф4 (15)
Квадраты эффективных токов плеч питания
I|э? = Ibэ? = I| ? + (Iф1э? - Iф1?) + (Iф2э? - Iф2?) (16)
I||э? = Iaэ? = I|| + (Iф4э? - Iф4?) + (Iф5э? - Iф5?) (17)
Таблица 9
Средние и эффективные значения токов плеч питания
Режим | Плечи питания | Iср, А | I²фэ,А² | Iфэ,А | Кэ | δI | K v |
Заданный 0,583 | I | 728,7 | 641719 | 801 | 1,10 | 332,7 | 0,46 |
II | 894,9 | 971142 | 985 | 1,10 | 412,7 | 0,46 | |
Сгущения 0,9 | I | 1124,4 | 1370795 | 1171 | 1,04 | 326,5 | 0,29 |
II | 1380,7 | 2064749 | 1437 | 1,04 | 398,0 | 0,29 | |
макс. 1 | I | 1249,3 | 1656687 | 1287 | 1,03 | 309,7 | 0,25 |
II | 1534,1 | 2492899 | 1579 | 1,03 | 373,4 | 0,24 |
1.4 Определение расчетных токов трансформатора. Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла
Нагрев масла в трёхфазном трансформаторе определяется потерями в обмотках трёх фаз. Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла определяется для условия нормального графика движения и для режима сгущения
Iэкв э2 = ( 1 / 9 ) * ( 2* ( I2|э + I2||э) + I| * I||) (18)
Для проверки температуры обмотки должен быть найден эффективный ток обмотки при максимальных и заданных размерах движения:
Iоб2| э = ( 1 / 9 ) * ( 4* I2|э + I2||э + 2 * I|э * I||э) (19)
Iоб2|| э = ( 1 / 9 ) * ( 4* I2||э + I2|э + 2 * I|э * I||э) (20)
Iоб2||| э = ( 1 / 9 ) * ( I2|э + I2||э - I|э * I||э) (21)
Из трех токов выбирают максимальный.
Таблица 10
Режим | Заданный | Сгущение | Максимальный |
Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла (Iэкв э2) | 430870,6 | 935943,1 | 1135080,34 |
Iэкв э | 656,4 | 967,4 | 1065,40 |
Эффективный ток обмотки (Iоб12) | 568541,9 | 1212598,11 | 1464900,7 |
Эффективный ток обмотки (Iоб22) | 678349,7 | 1443916,11 | 1743637,9 |
Эффективный ток обмотки (Iоб32) | 91492,3 | 194757,44 | 235261,9 |
Iоб1 | 754 | 1101,18 | 1210,3 |
Iоб2 | 823,61 | 1201,63 | 1320,5 |
Iоб3 | 302,47 | 441,31 | 485 |
Максимальный ток обмотки (Iоб) | 823,61 | 1201,63 | 1320,5 |
1.5 Расчет трансформаторной мощности
1.5.1 Основной расчет
Для расчета трансформаторной мощности выбирается базовый
Sн = 2 x 40 = 80 МВА; Sр.расч = 10 МВА.
Мощность тяги
Sнт = Sн / Ку - Sр.расч, (22)
где Ку = 0.97 - участие районной нагрузки
Номинальный тяговый ток обмотки трансформатора:
I1нт = Sнт / (3*Uш) (23)
где Uш = 27.5 кВ
Кратность нагрузки по обмоткам трансформатора
1. Для заданного количества поездов
Ко = Кз = Iэо / I1нт (24)
где Iэо - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для заданного режима.
2. Для режима сгущения
Ксг = Iэсг / I1нт (25)
где Iэсг - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для режима сгущения.
3. Для максимального режима
Кmax = Iэmax / I1нт (26)
Если Кmax ³ 1.5, то надо выбирать следующий по шкале более мощный трансформатор.
Мощность трансформатора выбирают по средней интенсивности относительного износа витковой изоляции и проверяют по максимальной температуре наиболее нагретой точки обмотки и верхних слоев масла.
Средняя интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки с предоставлением окна
F1 = Aсг * Lобmax *Lмсг * Твос / 24 (27)
Асг = е- a ( qинтб - qохлс) (28)
где qинтб - температура наиболее нагретой точки, при которой срок службы трансформатора условно принят равным 1, qинтб = 98 °С;
qохлс - температура окружающей среды в период восстановления нормального движения, задается в зависимости от района;
a = 0.115 - коэффициент, определяющий скорость старения изоляции
Lобmax = Jсг * е a ( а * Кmax? + b) ( 29)
Lмсг = Jсг * е a ( q( ( 1 - h ) * Ксг? + Ко?) + h) ( 30)
h = е -(Твос - to) / t (31)
a,b,q,h - постоянные в выражениях, аппроксимирующие зависимости разности температур обмотка - масло и масло - окружающая среда (они равны: a = 17.7; b = 5.3; q =39.7; h = 15.3 °C);
to - среднее время хода поезда основного типа по фидерной зоне;
t = 3ч - тепловая постоянная времени масла.
По полученной интенсивности износа производят пересчет номинального тока, т.е. находится такой ток, при котором относительная интенсивность износа будет номинальной.
(32)где:
- длительность весеннее летнего периодаВыбор мощности трансформатора по току Iном занижает мощность не более чем на 8%, поэтому необходимая расчетная мощность лежит в пределах [ Smin; Smax]
Smin = Ку * ( 3 * Iном * Uш + Sр.расч) (33)
Smax = Ку * ( 3 *К * Iном * Uш + Sр.расч) (34)
где Ку = 0.97; К = 1.08
Sн= 2 χ 40 МВА
Мощность тяги
Sнт = 80/ 0,97 - 10= 72,5 МВА
Номинальный тяговый ток обмотки трансформатора:
I1нт = 72,5 *1000/ (3*27,5) = 878,8 А
1. Для заданного количества поездов
Ко = Кз = 656,4/ 878,8 =0,747
2. Для режима сгущения
Ксг =967,4 / 878,8= 1,101
3. Для максимального режима
Кmax = 1065,4/ 878,8 = 1,212
Асг = е - 0,115 ( 98 - 30) = 0,000402
Lобmax = 0,9 * е 0,115 ( 17,7 * 1,212? + 5,3) =164,41
h = е -(3 –(56+55,75)/2*60) / 3 =0,774
Lмсг = 0.9*е 0.115 ( 39,7( ( 1 – 0,774) * 1,101? + 0,747?) + 15.3 =259,26
F1 = 0,000402 * 164,41*259,26*3 / 24 =2,1419
По полученной интенсивности износа произведём пересчёт номинального тока, т.е. находим такой ток, при котором относительная интенсивность износа будет номинальной.
nвл=230 дней
nсг=(2/3)* 230=153,33
Smin = 0,97 * ( 3 * 929* 27,5 + 10*1000) =84043,2 кВА