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;

Iн – номинальный ток аппарата.

Выбор шин и токоведущих частей.

Вводы и перемычка ТП (110 кВ):

Iраб max = 1168,14 А;

Выбираем провод АС - 700Iдоп = 1180 А

Вводы ВН понижающего тягового трансформатора(110 кВ):

Iраб max = 340,91 А;

Выбираем провод АС - 120Iдоп = 390 А

Вводы НН понижающего тягового трансформатора(2х27,5 кВ):

Iраб max = 681,82 А;

Выбираем провод АС - 330Iдоп = 730 А

Вводы ВН районного понижающего трансформатора(110 кВ):

Iраб max = 125,97 А;

Выбираем провод АС - 270Iдоп = 265 А

Вводы НН районного понижающего трансформатора(10 кВ):

Iраб max = 1385,64 А;

Выбираем шину А-100´8Iдоп = 1625 А

Сборные шины низкого напряжения (2х27,5 кВ):

Iраб max = 954,55 А;

Выбираем провод АС - 500Iдоп = 960 А

Сборные шины низкого напряжения (10 кВ):

Iраб max = 1293,26 А;

Выбираем шинуА-60´8Iдоп = 1320 А

Фидеры районных потребителей (10 кВ):

Iраб max = 112,58 А;

Выбираем шинуА-20´3Iдоп = 275 А

Фидеры контактной сети (2х27,5 кВ)

Iраб max = 400 А;

Выбираем провод АС – 150Iдоп = 450 А

Выбор изоляторов.

РУ-110 кВ: ЛК-120/110;

РУ-2х27,5 кВ: ЛК-120/35;

РУ-10 кВ: ИО-10-3,75У3, ИП-10/1600-750У

Выбор выключателей.

РУ-110 кВ:

Перемычка ТП:Iраб max = 1168,14 А;

РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;Uном = 110 кВ;

Вводы ВН тягового трансформатора:Iраб max = 340,91 А;

РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;;Uном = 110 кВ;

Вводы ВН районного трансформатора:Iраб max = 125,97 А;

РМ-121-20/1200 Iном = 1200 А;Uном = 110 кВ;

РУ-2х27,5 кВ:

Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 681,82 А;

ВГБЭ-35- 12,5/1000Iном = 1000 А;Uном = 35 кВ;

Обходной выключатель: Iраб max = 954,55 А;

ВГБЭ-35- 12,5/1000Iном = 1000 А;Uном = 35 кВ;

Фидеры контактной сети:Iраб max = 400 А;

ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;

Фидеры ДПР:

ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;

Вводы ТСН:

ВГБЭ-35- 12,5/630Iном = 630 А;Uном = 35 кВ;

РУ-10 кВ:

Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 1385,64 А;

ВВ/TEL-10-20/1600Iном = 1600 А;Uном = 10 кВ;

Фидеры районных потребителей:Iраб max = 112,58 А;

ВВ/TEL-10-12,5/630Iном = 630 А;Uном = 10 кВ;

Секционный выключатель: Iраб max = 1293,26 А;

ВВ/TEL-10-20/1600Iном = 1600 А;Uном = 10 кВ;

Выбор разъединителей.

РУ-110кВ

Вводы и перемычка ТП (110 кВ): Iраб max = 1168,14 А;

РГ-110-2000 Iном = 2000 А; Uном = 110 кВ;

Вводы ВН тягового трансформатора:Iраб max = 340,91 А;

РГ-110-1000 Iном = 1000 А; Uном = 110 кВ;

Вводы ВН районного трансформатора:Iраб max = 125,97 А;

РГ-110-1000 Iном = 1000 А; Uном = 110 кВ;

РУ-2х27,5 кВ:

Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 681,82 А;

РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

Цепь обходного выключателя: Iраб max = 954,55 А;

РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

Фидеры контактной сети:Iраб max = 400 А;

РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

Фидеры ДПР:

РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

Вводы ТСН:

РГ-35-1000Iном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

РУ-10кВ:

Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 1385,64 А;

РГ-35-2000Iном = 2000 А; Uном = 35 кВ;

Выбор заземлителей

Фидеры районных потребителей:Iраб max = 112,58 А;

ЗР-10 НУЗI терм. ст. =90 А; Uном = 10 кВ;

Секционный выключатель: Iраб max = 1293,26 А;

ЗР-10 НУЗI терм. ст. =90 А;Uном = 10 кВ

Выбор предохранителей

Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения в РУ – 6; 10 кВ, при этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ (трубчатые с кварцевым заполнителем).

Предохранители выбирают по номинальному току: , 80 > 60 А

Выбираем трубчатый предохранитель с кварцевым заполнителем, для ТН типа: ПКТ104-10-100-31,5 У3

Выбор трансформаторов тока.

РУ-110 кВ:

Рабочая перемычка ТП: Iраб max = 1168,14 А;

ТВ-110-1200/5I1ном = 1200 А; Uном = 110 кВ;

Ремонтная перемычка ТП: Iраб max = 1168,14 А;

ТГФ-110-1200/5 I1ном = 1200 А; Uном = 110 кВ;

Вводы ВН тягового трансформатора:I раб max = 340,91 А;

ТВ-110-400/5I1ном = 400 А; Uном = 110 кВ;

Вводы ВН районного трансформатора: Iраб max = 125,97 А;

ТВ-110-150/5I1ном = 150 А; Uном = 110 кВ;

РУ-2х27,5 кВ:

Цепь обходного выключатель: Iраб max = 954,55 А;

ТВ-35-1000/5I1ном = 1000 А; Uном = 35 кВ;

Вводы НН понижающего трансформатора: Iраб max = 681,82 А;

ТВ-35-800/5I1ном = 800 А; Uном = 35 кВ;

Фидеры контактной сети: Iраб max = 400 А;

ТВ-35-400/5I1ном = 400 А; Uном = 35 кВ;

Фидеры ДПР:

ТВ-35-400/5I1ном = 400 А; Uном = 35 кВ;

Вводы ТСН:

ТВ-35-400/5I1ном = 400 А; Uном = 35 кВ;

РУ-10кВ:

Вводы НН понижающего трансформатора:Iраб max = 1385,64 А;

GDS-10-1500/5 I1ном = 1500 А; Uном = 10 кВ;

Секционный выключатель: Iраб max = 1293,26 А;

GDS-10-1500/5 I1ном = 1500 А; Uном = 10 кВ;

Фидеры районных потребителей:Iраб max = 112,58 А;

GDS-10-150/5 I1ном = 150 А; Uном = 10 кВ;

Выбор трансформаторов напряжения.

РУ-110 кВ.

Перемычка транзитной ТП

Три однофазныхТН: 3хЗНОГ-110

РУ-2х27,5 кВ.

Шины тягового РУ-2х27,5 кВ

Четыре однофазных ТН: 4´ЗНОЛ-35

РУ-10 кВ.

Шина районного РУ-10 кВ

Однофазные ТН: 3хНОЛ-10

Выбор ограничителей перенапряжения.

РУ-110 кВ

ОПН-У/ТЕL-110-УХЛ1

Uн = Uн.уст = 110 кВ

РУ-2х27,5 кВ

ОПН-У/TEL-27,5-УХЛ1

Uн = Uн.уст = 27,5 кВ

РУ-10 кВ

ОПН-Т/TEL-10-УХЛ1

Uн = Uн.уст = 10 кВ

Глава 2. Расчёт токов короткого замыкания

2.1 Расчетная схема тяговой подстанции

2.2 Электрическая схема замещения

2.3 Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения

Расчет сопротивлений системы

По расчётной схеме (рис.6) и схеме замещения (рис.7.) найдём относительные сопротивления энергосистемы:

где: - базисная мощность, принимаем 100 МВА;

- мощность короткого замыкания, МВА.

Относительные сопротивления ЛЭП:

где: - удельное сопротивление проводов 1 км линии, =0,4 Ом/км;

l – длина линии, км.

Относительные сопротивления обмоток районного трансформатора:

где: - номинальная мощность трансформатора, МВА.

Преобразуем схему замещения до точки К3 (Рис.8.):

Преобразуем треугольник сопротивлений  в эквивалентную звезду (рис.8.б):

Звезду сопротивлений  преобразуем в треугольник (рис.8.г):

Убираем ветвь, содержащую сопротивление , так как точки источников питания равнопотенциальны, то ток через эту ветвь не потечёт и сопротивлением  можно пренебречь. После преобразования получим схему:

Преобразуем схему замещения до точки К3:

Преобразуем звезду сопротивлений  в треугольник (рис.8.е):

Убираем ветвь, содержащую сопротивление , так как точки источников питания равнопотенциальны, то ток через эту ветвь не потечёт и сопротивлением  можно пренебречь.

После преобразования получим схему (рис.8.ж).

2.4 Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ

Расчет токов короткого замыкания на шинах ОРУ 110 кВ

Проверяем на удалённость точку короткого замыкания К1:

следовательно, короткое замыкание удалённое от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание удалённое от второго источника питания.

где: - мощность источника, МВА

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источников используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт периодической составляющей.

кА;

кА;

кА.

Расчёт апериодической составляющей.

Апериодическую составляющую определим по формуле:

,

где:

- время отключения тока короткого замыкания;

- собственное время отключения выключателя; для выключателя РМ-121-20/1200 =0,025 с;

- постоянная времени затухания, равная 0,02 сек [1];

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0,01 с;

= 0,025+0,01=0,035 с.

кА.

Определение ударного тока.

=3,160 кА;

где: - ударный коэффициент, равный 1,61 [1].

Определение полного тока короткого замыкания.

кА.

Ток однофазного к. з.

Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ 10 кВ

Проверяем на удалённость точку короткого замыкания К3:

следовательно, короткое замыкание удалённое от первого источника питания.

следовательно, короткое замыкание удалённое от второго источника питания.

Где: - мощность источника, МВА

При расчёте токов короткого замыкания от первого и второго источников используем приближенный метод, так как короткое замыкание удалённое.

Расчёт периодической составляющей.

кА;

кА;

кА.

Расчёт апериодической составляющей.

Апериодическую составляющую определим по формуле:

,

где:

- время отключения тока короткого замыкания;

- собственное время отключения выключателя;

для выключателя BB/TEL-10/1600 =0,015 с;

- постоянная времени затухания, равная 0,03 сек [1];

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0,01 с;

= 0,015+0,01=0,025 с.

кА.

Определение ударного тока.

=13,215 кА;

где: - ударный коэффициент, равный 1,72 [1].

Определение полного тока короткого замыкания.

кА.

Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ 2х27,5 кВ

Определение тока короткого замыкания между контактным проводом и рельсовой цепью (периодическая составляющая):

где: и - сопротивление фазы энергосистемы и трансформатора;

n – количество работающих трансформаторов;

- мощность короткого замыкания на первичной стороне понижающего трансформатора, МВА.

где: - напряжение КЗ в %.

Определение тока короткого замыкания между контактным и питающим проводом (периодическая составляющая):

где: и - сопротивление фазы энергосистемы и трансформатора;

n – количество работающих трансформаторов;

- мощность короткого замыкания на первичной стороне понижающего трансформатора, МВА.

где: - напряжение КЗ в %.

так как , то в дальнейших расчетах периодическую составляющую будем принимать равной .

Расчёт апериодической составляющей.

Апериодическую составляющую определим по формуле:

,

где:

- время отключения тока короткого замыкания;

- собственное время отключения выключателя;

для выключателя ВГБЭ-35/1000 =0,04 с;

- постоянная времени затухания, равная 0,02 сек [1];

- минимальное время срабатывания релейной защиты =0,01 с;

= 0,04+0,01=0,05 с.

кА.

Определение ударного тока.

=6,121 кА;

где: - ударный коэффициент, равный 1,6 [1].

Определение полного тока короткого замыкания.

кА.

2.5 Выбор трансформатора собственных нужд

На тяговой подстанции устанавливают два ТСН с вторичным напряжением 380/220 В, каждый из которых рассчитан на полную мощность собственных нужд.

Питание ТСН на тяговых подстанциях переменного тока осуществляем от шин 2 ´ 27,5 кВ.

Необходимая мощность для питания собственных нужд переменного тока может быть определена суммированием всех мощностей потребителей подстанции.

Расчётная мощность для питания собственных нужд (мощность ТСН) определяется:

Расчётную мощность ТСН определим по формуле:

где: Sу – установленная мощность ТСН:

где: - суммарная активная мощность, кВт;

- суммарная реактивная мощность, кВАр.

где: - коэффициент использования установленной мощности;

- заданная мощность собственных нужд;

 - тангенс конкретного вида собственных нужд.

Мощность подогрева элегаза и приводов высоковольтных выключателей:

Таблица №4.

Данные по цепям собственных нужд:

Таблица №5.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5