Проектирование тяговой подстанции

Распределительное устройство (РУ) представляет собой комплекс аппаратов и устройств, используемых для управления потоком энергии в энергосистеме и для обеспечения надежности

Проектирование тяговой подстанции

Курсовой проект

Физика

Другие курсовые по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

Содержание

 

Введение

Исходные данные

. Однолинейная схема главных электрических соединений ТП

.1 Структурная схема тяговой подстанции

.2 Выбор типа силового трансформатора

.3 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции

. Расчет токов короткого замыкания

.1 Расчетная схема и схема замещения ТП, определение параметров ее элементов

.2 Определение расчетных токов короткого замыкания

. Выбор основного оборудования и токоведущих частей ТП

.1 Расчет максимальных рабочих токов

.2 Выбор и проверка шин

.3 Выбор и проверка изоляторов

. Выбор коммутационного оборудования ТП

.1 Выбор разъединителей ТП

.2 Выбор высоковольтных выключателей ТП

. Выбор контрольно - измерительной аппаратуры ТП

.1 Выбор трансформаторов тока

.2 Выбор трансформаторов напряжения

. Выбор ОПН

. Выбор аккумуляторной батареи ТП

. Выбор ТСН и их собственных нужд

. Компановка оборудования ОРУ и ЗРУ ТП

.Расчет заземляющих устройств

Приложение 1

Приложение 2

Заключение

Список литературы

 

Введение

 

Тяговые подстанции являются одним из важнейших устройств системы тягового электроснабжения. Их питание осуществляется от системы внешнего электроснабжения, а потребителем преобразованной электроэнергии является электроподвижной состав железных дорог. Так же тяговые подстанции применяются для питания городского электрического транспорта и электропоездов метрополитена.

Тяговая подстанция - это электрическая подстанция, предназначенная в основном для питания транспортных средств на электрической тяге через контактную сеть. От тяговой подстанции получают питание и другие железнодорожные нетяговые потребители, а также некоторые районные нежелезнодорожные потребители.

Тяговые подстанции делят на четыре типа:

Опорная ТП получает питание от СВЭ по трем и более линиям электропередачи напряжением 110 или 220 кВ;

Транзитная ТП получает питание по одной электропередачи, в рассечку которой она включена, от двух опорной или районных подстанций;

Отпаечная ТП получает питание по двум линиям (или цепям ЛЭП) напряжением 110 или 220 кВ, к которым она присоединена отпайками;

Тупиковая ТП получает питание по двум радиальным линиям от другой тяговой или районной подстанции.

Целью данного курсового проекта является проектирование транзитной тяговой подстанции 230/27,5/11. Для достижения поставленной задачи необходимо построить однолинейную схему и план - разрез данной тяговой подстанции, выбрать коммутационную и контрольно - измерительную аппаратуру и токоведущие части, а именно: разъединители, высоковольтные выключатели, гибкие и жесткие шины, изоляторы, трансформаторы тока и напряжения и ОПНы. Необходимо выбрать трансформатор собственных нужд, а также произвести расчет заземляющих устройств.

Исходные данные

 

Данные по тяговому трансформатору и фидерам районной нагрузки и контактной сети:

 

Таблица 1-Данные по силовым трансформаторам

Sном,МВАUВ , кВUС , кBUН , кBUКвн , %UКсн ,%UКвс , %1623027,510,518610,5

Данные по автотрансформаторам:

Sном,МВАUВН , кВUСН , кBUНН , кBUКвс ,%UКвн , %UКсн , %Uксн, кВ20023012111113220202002301211111322028

Таблица 5-Данные по генераторам

Pн,МВтcos φX″dUном,кB1000,80,1810,51000,850,1810,52000,90,2115,75

Данные по линиям электропередач:

ℓ1,кмℓ2, кмℓ3, кмℓ4, кмℓ5, кмℓ6, кмℓ7, кмℓ8, кмℓ9, кмℓ10, кмℓ11, кмℓ12, км2711555254065804040474957ℓ13, кмℓ14, кмℓ15, кмℓ16, кмℓ17, кмℓ18, кмℓ19, кмℓ20, кмℓ21, кмℓ22, кмℓ23, км7327455033392535304032

Время срабатывания защит:

Место установки защитыВремя срабатывания защиты, сВвод ОРУ - 230 кВ0,2Ввод ОРУ - 27,5 кВ0,21Ввод ЗРУ - 11 кВ0,43Фидер 27,5 кВ0,1Фидер 11 кВ0,11. Однолинейная схема главных электрических соединений ТП

 

1.1Структурная схема тяговой подстанции

 

Структурная схема проектируемой тяговой подстанции помогает построить однолинейную схему. На ней указываются количество вводов, все РУ, силовые трансформаторы и количество потребителей электрической энергии.

Структурная схема проектируемой тяговой подстанции представлена на рисунке 1.1.

 

Рисунок 1.1. Структурная схема тяговой подстанции

 

Тяговая подстанция получает питание по вводам от сети внешнего электроснабжения. Питающее напряжение подается на первичные обмотки силовых трансформаторов Т1 и Т2 . Вторичные обмотки трансформаторов напряжением 27,5 кВ запитывают ОРУ - 27,5 кВ, которое служит для обеспечения электрической энергией железной дороги по фидерам контактной сети и подключения трансформаторов собственных нужд ТСН - 1 и ТСН - 2. От третьей обмотки силового трансформатора запитывается ЗРУ - 11 кВ для питания нетяговых потребителей.

 

.2 Выбор типа силового трансформатора

 

Для питания ЭПС однофазным переменным током напряжением 27,5 кВ на тяговых подстанциях используются трехфазные понижающие трансформаторы.

Для данного курсового проекта выберем трехфазный, трехобмоточный силовой трансформатор серии ТДТНЖ - 40000 - 220/27,5/10 (трехфазный, с дутьевым охлаждением, трехобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой, для железнодорожного транспорта). Выбранный трансформатор получил преимущественное распространение на подстанциях переменного тока и рассчитан на первичное напряжение 230 кВ и номинальную мощность 40000 кВА.

Первичные обмотки выбранного трансформатора соединены в «звезду2, вторичные на напряжение 27,5 кВ - в «треугольник», одна вершина которого подключается к тяговому рельсу, а две других - к контактной сети слева и справа от ТП, и вторичные напряжением 11 кВ - в « треугольник», данная обмотка используется для питания районных потребителей.

 

.3 Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции

 

Однолинейная схема составляется для всей электроустановки. Составленная схема должна быть простой и наглядной и обеспечивать ряд условий:

обеспечивать надежность в эксплуатации;

осуществлять эксплуатацию с минимальными затратами средств и расходом материала;

обеспечивать безопасность и удобство обслуживания;

исключать возможность ошибочных операций персонала в процессе срочного переключения;

число одновременно срабатывающих выключателей в пределах одного РУ вплоть до 500 кВ должно быть не более двух;

схема с отделителями и короткозамыкателями применяется при напряжении до 110 кВ и мощности трансформаторов до 25 МВА.

Так как железнодорожные потребители относятся в основном к I и II категории по надежности электроснабжения, поэтому ТП выполняют двухтрансформаторными, как правило, один из которых находится в резерве.

Однолинейную схему проектируемой транзитной тяговой подстанции (для ОРУ 230 кВ) по условиям работы защит секционируемой ЛЭП выполним с применением схемы мостика с выключателями в цепях линии, установкой транзитного выключателя и ремонтной перемычкой со стороны ЛЭП.

Схема тяговой подстанции с тяговой стороны (для ОРУ 27,5 кВ) выполним с одинарной, секционированной двумя разъединителями системой шин в двухпроводном исполнении, дополненной запасным выключателем и запасной шиной.

Схема тяговой подстанции со стороны районной нагрузки (для ЗРУ - 11 кВ) выполним с одиночной, секционированной выключателем системой шин.

Составленная однолинейная схема транзитной тяговой подстанции представлена в виде рисунка приложения 1.

2.Расчет токов короткого замыкания

 

.1 Расчетная схема и схема замещения ТП, определение параметров ее элементов

 

Рисунок 2.1. Исходная электрическая схема

 

Для расчета токов КЗ составим схему замещения исходной электрической схемы с учетом расчетных условий, на которой указываются только те элементы и параметры, которые влияют на режим КЗ проектируемой подстанции и учитываются при произведенных в дальнейшем расчетах.

Рисунок 2.2. Схема замещения исходной электрической схемы

 

В качестве основной выберем ступень высшего напряжения 230 кВ. Для привидения параметров элементов к основной ступени необходимо домножить его фактическое значение на коэффициент трансформации.

Для определения сопротивления автотрансформаторов Т4 и Т5 воспользуемся формулой:

 

, Ом(2.1)

 

Рассчитаем сопротивления высшей и средней обмоток автотрансформаторов Т4 и Т5:

 

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

м; Ом;

Ом;

Ом;

Ом

Ом;

Ом;

.

Ом;

Ом;

Ом;

Ом

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

%;

%;

%;

 

Производим упрощение схемы замещения относительно расчетной точки к.з. путем ее поэтапного сворачивания от окончаний ветвей до одного сопротивления и одного ЭДС. При этом используются качественные приемы преобразований:

а) последовательное сложение

б) параллельное сложение

в) преобразование звезда-треугольник или треугольник-звезда

Расчеты по упрощенным схемам замещения приведены ниже:

Рис. 4. Упрощенная схема замещения №1

 

Расчеты по схеме замещения №1:

 

кВ;

кВ;

кВ;

,

,

,

,

,

,

,

,

 

Рис. 5. Упрощенная схема замещения №2

 

Расчеты

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>