Проектирование транзитной тяговой подстанции для питания системы тяги 2 х 27,5 кВ (стр. 2 из 12)

Вводы 10 кВ – 1.0 с;

Вводы 2х27.5 кВ – 1.0 с;

Фидер 2х27.5 кВ – 0.5 с;

Фидер 10 кВ – 0.5 с;

Глава 1. Однолинейная схема главных электрических соединений

1.1 Структурная схема тяговой подстанции

1.2 Выбор типа силового трансформатора

Согласно исходным данным выбираем трансформатор типа: ОРДНЖ-25000/110–76 У1

Технические характеристики трансформатора ОРДНЖ-25000/110–76 У1

Таблица 2.

Тип трансформатора	Sн, кВА	Номинальное напряжение обмоток , кВ		Потери, кВт		uК, %			IХ, %
		ВН	НН	РХ	ВН- НН	ВН-НН1	ВН-НН2	НН1-НН2
ОРДНЖ-25000/110–76 У1	25000	110	27,5-27,5	27	84	11,0	11,0	15,0	0,5

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;