Электрические трансформаторные подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Высокая оценка электрической энергии в развитии общества объясняется большими преимуществами ее перед всеми другими видами энергии, а именно транспортабельностью на большие расстояния, дробимостью и легкостью превращения в другие виды энергии, что позволяет применять ее для самых нужд общественного производства и потребностей населения.

Электрификация железных дорог до 1965года проводилась преимущественно на постоянном токе напряжением 3000В. В настоящее время она осуществляется как на переменном, так и на постоянном токе промышленной частоты напряжением 25000В. и 2*25000В. Применение переменного тока для электрической тяги более экономично по сравнения с постоянным током как по капитальным вложениям, так и по эксплуатационным расходам. При напряжении 25000В среднее расстояние между тяговыми подстанциями составляет 50км. Вместо 20км. При напряжении 3000В. Постоянного тока, что уменьшает примерно в 2 раза общее количество дорогостоящих тяговых подстанций для одного и того же электрифицированного участка.

Кроме того, при потреблении электроподвижным составом одной и той же мощности потери энергии в контактной сети при напряжении 25000В. Во много раз меньше, чем при напряжении 3000В., что позволяет выполнить контактную подвеску проводами меньшего сечения.

При электрификации по системе 2*25000В. переменного тока среднее расстояние между тяговыми подстанциями составляет 80км. Электрическая тяга является основным потребителем электрической энергии на железнодорожном транспорте.

Кроме того электрическая энергия на железных дорогах на различные технические нужды: освещение вокзалов и станций, выполнение работ по ремонту подвижного состава, пути, изготовление запасных частей и т. д. удовлетворение потребности железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется в основном путем присоединения железнодорожных электроустановок к районным сетям энергосистемы.

1. Расчет нагрузок

1.1 Расчет максимальной активной мощности потребителей

Расчет максимальной активной мощности производят по формуле

P_max=P_уст*К_с (1)

где Р_уст - установочная мощность кВт;

К_с - коэффициент спроса, учитывающий режим работы, загрузку и КПД оборудования.

Расчеты сводим в таблицу 1.

Таблица 1.

1.2. Расчет и построение графиков нагрузок.

Перестроение типовых графиков в графики нагрузки производим по формуле:

P_t=P%*P_max (2)

где Р% - нагрузка в момент времени t%

P_max - максимальная активная мощность потребителей; кВт

Суммарный график потребителя эл. энергии.

 P_t=P_t1+P_t2+P_t3+P_t4+P_t5 (3)

где Pt₁ - Активная мощность потребителя в момент времени t₁, кВт.

Производим расчет переменных потерь:

Р_пер=(5ч8)%*P_t (4)

где Р_пер - переменные потери в сетях и трансформаторах; %

P_t- суммарная активная мощность потребителей; кВт

Расчеты сводим в таблице 2.

Таблица 2 - активная, суточная нагрузка потребителей.

Произведем подсчеты постоянных потерь:

Р_пост=(1ч2)%*P_max (5)

где Р_пост - постоянные потери в стали трансформаторов в %. Р_max - максимальная суммарная мощность.

1.3 Расчет максимальной реактивной мощнисти

Q_max=Pt_max*tg ; (6)

где P_tmax - нагрузка потребителей в час пик; кВт.

tg - tg угла определяется по заданному коэффициенту мощности потребителя.

Расчет сводим в таблицу 3 - максимальная и реактивная мощность.

Таблица 3 - максимальная или активная мощность.

1.4 Расчет полной мощности трансформаторной подстанции

Расчет полной мощности трансформаторной подстанции производим по формуле:

S_п/ст=S_р.п + S_тсн; (7)

где Sр.п - мощность районных потребителей кВА.

Sтсн - мощность трансформатора собственных нужд кВА.

Мощность районных потребителей.

S_р.п.= (1+P_пост+P_пер)ч100*(P²_max+Q²_max)ч1;

S_р.п.=1.1(P²_max+Q²_max) (8)

где Р_пост - постоянные потери в стали трансформаторов; %; 2%

Рпер - переменные потери в сетях и в меди трансформаторов, %; 8%

Р_max - сумарная активная мощность потребителей, кВт;

Q_max - сумарная реактивная мощность потребителей, квар.

Напряжения короткого замыкания Uк,%

Мощность трансформаторов собственных нужд.

S_тсн,кВА=250кВА

Максимальная полная мощность на шинах вторичного напряжения подстанции с учетом мощности трансформатора собственных нужд.

S_max.ш=S_max+S_{ном.тсн.} (9)

При наличии потребителей первой категории на подстанции устанавливают два и более трансформаторов, номинальной мощность которых определяют по формуле:

S_ном.т.? S_maxч1,4(n-1) (10)

где 1,4 - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора.

n - количество устанавливаемых трансформаторов.

Выбор трансформатора

Трансформатор ТДТН-16000/110-66

Данные трансформатора ТДТН-16000/110-66

занесены в таблице 4

Таблица 4 - трёх обмоточный трёх фазный трансформатор.

трансформатор короткое замыкание подстанция

2.Расчет токов короткого замыкания

2.1 Виды, причины и последствия короткого замыкания

В каждой электрической системе различают нормальные (рабочие) и аварийный режимы.

Под нормальным режимом понимают такой порядок работы электрической цепи, при котором электрическая энергия поступает от источников питания к потребителям с номинальными потерями в сети. Этот режим характеризуется токами, величины которых от напряжений и сопротивлений сети и приёмников.

КЗ называется режим, при котором цепь источника питания замыкается через относительно малое сопротивление. Токи КЗ возникают в эл. цепи в результате соединения разных фаз между собой или землей, через относительно малое сопротивление, которое в большинстве случаев равно нулю.

Различают следующие виды КЗ: трехфазное или симметричное КЗ, когда три фазы соединяются между собой; двухфазное КЗ, когда одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю; двоенное замыкание на землю, когда две фазы замыкаются между собой через землю.

Основными причинами возникновения КЗ является, нарушение изоляции, как токоведущих частей, так и эл. аппаратуры.

Причины вызывающие нарушение изоляции, многообразны и могут иметь временный и постоянный характер. Независимо от того, временный или постоянный характер носит повреждение изоляции, все повреждения связаны с появлением значительных токов КЗ.

В системах с глухозаземленной нейтралью соединение фазы с землей представляет однофазное КЗ. Ток однофазного КЗ достигает больших значений и имеет преимущественно индуктивный характер. Величина этого тока в основном ограничена индуктивным сопротивлением источника тока, питающего цепь КЗ, линии и других устройств.

В эл. системах с заземленной нейтралью для тока однофазного КЗ применяют искусственные ограничительные меры. В одних случаях нейтраль заземляют не на всех трансформаторах, а только на части трансформаторов, оставляя другие работать с изолированными нейтралями, в других случаях нейтрали замыкают либо через активное сопротивление; либо через относительно большое индуктивное сопротивление. В результате этого наибольший возможный ток однофазного КЗ в эл. системах обычно не превышает наибольшего трехфазного тока КЗ.

Особенно опасно замыкание на землю через эл. дугу. Эта дуга может периодически гаснуть и зажигаться (перемежающая дуга) и вызвать напряжение в сети, т.к. последняя представляет собой колебательный контур.

Перенапряжение достигает (2,5 - 3,0)U_ф и распространяются на всю электрически связанную сеть, в результате чего возможны пробои изоляции неповрежденных фаэ (в частях установки с ослабленной изоляцией), т.е. переход одного однофазного замыкания на двойное КЗ на землю.

Электроустановки напряжением выше 1кВ подразделяют на установки с большим и малым током КЗ на землю.

К установкам с большим током замыкания на землю относятся установки с заземленными нейтралями и током КЗ на землю более 500А (установки напряжением 110кВ и выше). К установкам с малым током КЗ на землю относят обычно установки с изолированными нейтралями (до35кВ) или нейтралями заземленными через большое сопротивление, у которых ток замыкания на землю меньше 500А.



ТДНТ - 16000/110 - 60

Рис. 1 - расчетная схема трансформатора.

S_к1 = 900МВА

S_к2 = 1200МВА

L₃ = 20км

L₄ = 26км

L₅ = 29км

L₆ = 19км

L₇ = 32км

Составляем схемы замещения и расчет относительных сопротивлений.

Расчет относительных сопротивлений линии производим по формуле:

Х_жл = Х₀LчS_бчU_ср² (11)

гдеХ₀ - относительное сопротивление линии, 0,4 Ом/км

L - длина линии, км: S_б - базисная мощность, 100МВА

U_ср - среднее расчетное напряжение, кВ

Расчет относительного сопротивления трансформатора производим по формуле:

Х_жтр = U_к%ч100*S_бчS_ном.тр. (12)

где U_к% - напряжение КЗ, %

S_ном.тр - номинальная мошьность трансформатора, МВА

Относительное сопротивление системы находим по фориуле:

Х_жс = S_бчS_кз (13)

где S_кз - мошьность КЗ, МВА

Составляем схему замещения пути путём постепенного преобразования, приводим схему замещения к одному результирующему сопротивлению.

Х₁ = S_бчS_к1 = 100ч900 = 0,11

Х₂ = S_бчS_к2 = 100ч1200 = 0,083

Х₃ = Х₀*(L₃+L₄+K₅+L₆+K₇)*S_бчU_ср²₁ = 0,4*126*100ч115² = 0,38

Х₄ = Х₀*(L₃+L₄+L₅+L₆)*S_бчU_ср²₁ = 0,4*94*100ч115² = 0,28

Х₅ = Х₀*L₇*S чU_ср²₁ = 0,4*32*100ч115² = 0,1

Х₆ = Х₇ = Х_{бт в-с} = U_{к в-н}ч100*S_бчS_ном.т. = 17ч100*100ч16 = 0,656

Х₈ = Х₉ = Х_{бт в-с} = U_{к в-с}ч100*S_бчS_ном.т. = 17ч100*100ч16 = 1,625



Х₁₀ = X₄*X₃ч(X₃+X₄+X₅) = 0,1064ч0,76 = 0,14

X₁₁ = X₃*X₅ч(X₃+X₄+X₅) = 0,038ч0,76 = 0,05

Х₁₂ = Х₄*Х₅ч(X₃+X₄+X₅) = 0,028ч0,76 = 0,04

Х₁₃ = Х₁+Х₁₀ = 0,25

Х₁₄ = Х₂+Х₁₁ = 0,138

Х₁₅ = Х₆ч2 = 0,328

Х₁₆ = Х₈ч2 = 0,813



Х₁₇ = Х₁₃*Х₁₄ч(Х₁₃+Х₁₄) = 0,09

Х_бк1 = Х₁₈ = Х₁₇+Х₁₂ = 0,13

Х_бк2 = Х₁₉ = Х₁₈+Х₁₅ = 0,458

Х_бк3 = Х₂₀ = Х₁₆+Х₁₈ = 0,94

U_к1 = 0,5(U_к1-2+ U_к1-3- U_к2-3) = 0,5*21,5 = 10,75

U_к2 = 0,5(U_к1-2+ U_к2-3- U_к1-3) = 0,5*12,5 = 6,25

U_к3 = 0,5(U_к1-3+ U_к2-3- U_к1-2) = 0,5*0,5 = 0,25

Расчет токов и мощностей короткого замыкания в точках к₁;к₂;к₃

Точка короткого замыкания к₁

I_б1 = S_бч3^ЅU_ср = 100ч199,2 = 0,5кА

I_к1 = I_бчX_бк1 = 0,5ч0,13 = 3,8кА

I_у1 = 1,52*I_к1 = 3,8*1,52 = 5,8кА

I_y1 = 2,55*I_к1 = 3,8*2,55 = 9,7кА

S_к1 = S_бчX_бк1 = 100ч0,13 = 769МВА

Точка короткого замыкания к₂

I_б2 = S_бч3^ЅU_ср = 100ч64,1 = 1,56кА

I_к2 = I_бчX_бк2 = 1,56ч0,46 = 3,4кА

I_у2 = 1,52*I_к2 = 1,52*3,4 = 5,2кА

I_y2 = 2,55*I_к2 = 5,2*2,55 = 13,3кА

S_к2 = S_бчX_бк2 = 100ч0,46 = 217МВА

Точка короткого замыкания к₃

I_б3 = S_бч3^ЅU_ср = 100ч18,2 = 5,5кА

I_к3 = I_бчX_бк3 = 5,5ч0,94 = 5,85кА

I_у3 = 1,52*I_к3 = 5,85*1,52 = 8,9кА

I_y3 = 2,55*I_к3 = 5,85*2,55 = 14,9кА

S_к3 = S_бчX_бк3 = 100ч0,94 = 106,4МВА

Расчет рабочих максимальных токов ввода.

Расчет рабочего максимального тока ввода определим по формуле:

I_{раб.мах.вв} = К_рн*К_пер* S_ном.трч3^Ѕ*U_ср.н (14)

где К_рн - коэффициент распределения нагрузки, 1,3;

К_пер - коэффициент нагрузки, 1,4;

U_ср.н - среднее номинальное напряжение, кВ

I_{раб.мах.вв} = 1,3*1,4*16000ч3^Ѕ = 153,2А

Рабочий максимальный ток сборных шин.

Расчет производим по формуле:

I_{раб.мах.сб.ш} = I_{раб.мах.вв} = К_рн*К_пер*S_ном.трч3^Ѕ*U_ср.н (15)

Рабочий максимальный ток потребителей.

Расчет производится по формуле:

I_{р.мах.потр} = К_пер*Р_махч3^Ѕ*U_ср.н*cos (16)

где Р_мах - максимальная активная мощность потребителей, кВт;

cos - коэффициент мощности потребителей

I_{р.мах.потр1} = 72,9

I_{р.мах.потр2} = 158,1А

I_{р.мах.потр3} = 328,7А

I_{р.мах.потр4} = 232,5А

I_{р.мах.потр5} = 68,7А

2.2 Выбор оборудования

Выбор оборудования промежуточной подстанции заключается в сравнении расчетных значений и установленных параметров выбранного оборудования. Для аппаратуры и токоведущих частей электроустановок выбирается по условию их длительной работы при нормальном режиме, а проверяется по режиму КЗ.

2.3 Выбор токоведущих частей

Выбор шин РУ осуществляется по максимальным токам, при которых температура нагрева этих частей не превышала бы 70єС. Для этого должно быть выполнено условие:

I_р.мах ? I_доп (17)

где I_доп - длительно допустимый ток нагрузки токоведущих частей, А;

I_р.мах - максимальный рабочий ток выбранных проводников, А;

Выбранные токоведущие части проверяются на термическую стойкость. Для расчетного РУ выбираем шины прямоугольного сечения. Характеристики выбранных токоведущих частей сводим в таблицу.

Таблица 5.

Выбор токоведущих частей проверяем на термическую стойкость по условию:

q_мин?q_выб (18)

где q_выб - выбранное сечение шин по рабочему максимальному тока, мм²

q_мин - минимальное допустимое сечение шин при нагреве их токами КЗ, мм²

Минимальное допустимое сечение шин рассчитываем по формуле:

q_мин = В_к^ЅчС (19)

где В_к - тепловой импульс, для времени отключения КЗ, кА²*с

С - коэффициент, учитывающий материал шин, для алюминиевых шин он равен 0,088

Полный тепловой импульс рассчитываем по формуле:

В_к = I_к²*(t_откл+Т_а) (20)

где I_к - ток КЗ, кА

t_откл = время отключения тока КЗ, с

Т_а = постоянная времени, 0,05с

Механическое напряжение в материале проводника рассчитываем по формуле:

О_расч = МчW*10^-6 (21)

где М - момент создаваемый ударным током, Нм

W - момент сопротивления сечения, м

Момент создаваемый ударным током рассчитываем по формуле:

М = F*Lч10 (22)

где F - сила действующая на длину пролёта между двумя

опорами наиболее нагруженной фазы, Н.

L - длина пролета, м L = 1м

Момент сопротивления выбранной шины определяем по формуле:

W = h²*bч6*10^-9 (23)

где h - высота выбранной шины, мм

b - ширина выбранной шины, мм

Сила, действующая на наиболее нагруженную фазу определяем по формуле:

F = 1,76*i_у²*Lча*10^-1 (24)

где i_y - ударный ток, кА

а - расстояние между осями шин 0,25 м

Произведем расчеты токоведущих частей РУ-110кВ

F₁ = 1,76*3,621²*1ч0,25 = 9,23 Н

W₁ = 166,6*10^-9 мм²

М₁ = 9,23*1ч10 = 0,923 Нм

О_расч1 = 0,923ч166,6*10^-9*10^-6 = 7,2 МПа

В_к = 1,42²(1,5+0,05) = 3,125 кА²*с

О_расч ? О_доп 7,2 ? 80

q_мин = 3,125^Ѕч0,088 = 20,32 мм² 20,32 < 200

q_выб = h*b = 40*5 = 200 мм²

Произведем расчеты токоведущих частей РУ-35 кВ

F₂ = 1,76*4,13²*1ч0,25*10^-1 = 12,008 Н

W₂ = 40*5²ч6*10^-9 = 166,6*10^-9 мм²

М₂ = 12,008*1ч10 = 1,2 Нм

О_расч2 = 1,2*^10-6ч166,6*10^-9 = 7,2 МПа

В_к2 = 1,54²(1,5+0,05) = 3,72 кА²*с

О_расч ? О_доп 7,2 < 80

q_мин = 3,72^Ѕч0,088 = 21,9 мм² 21,9 < 200

q_выб = h*b = 40*5 = 200 мм²

Произведем расчеты токоведущих частей РУ-10 кВ

F₃ = 1,76*13,821²*1ч0,25*10^-1 = 134,53 Н

W₃ = 60*6²*10^-9ч6 = 360*10^-9 мм²

М₃ = 134,53*1ч10 = 13,453 Нм

О_расч3 = 13,453*10^-6ч360*10^-9 = 37,37 МПа

В_к = 1,42²(1,5+0,05) = 3,125 кА²*с

О_расч ? О_доп 37,37 ? 80

q_мин = 45,53^Ѕч0,088 = 76,68 мм² 76,68 < 360

q_выб = h*b = 60*6 = 360 мм²

Вывод: Выбранные токоведущие части проверены на термическую стойкость и могут быть использованы для эксплуатации.

2.4 Выбор изоляторов

Выбор опорных изоляторов производим по условию:

U_раб ? U_ном (25)

где U_раб - рабочее напряжение РУ, кВ

U_ном - номинальное напряжение изолятора, кВ

Выбранный тип опорных изоляторов проверяется на разрушающее условие по условию:

F ? 0,6F_разр (26)

где F - сила, действующая на изолятор, Н

F_разр - разрушающее условие на изгиб изолятора, Н

Сила действующая на изолятор определяется по формуле:

F = 0,86i_у²*Lч10а (27)

где i_а - значение ударного тока, кА

а - расстояние между двумя соседними токоведущими шинами,м

Произведем выбор опорного изолятора для РУ-110 кВ

Выбираем изолятор типа ИОС-110-400

U_1раб1 ? U_1ном1 110 кВ = 110 кВ

Определяем силу действующую на изолятор:

F₁ = 0,86*3,621²*1ч10*0,25 = 4,51 Н

По справочнику разрушающая сила F_разр = 4000 Н

0,6*F_разр = 0,6*4000 = 2400 Н 2400 > 4,51

Следовательно выбор изолятора произведен верно, т.к. все условия выбора выполняются.

Аналогично для РУ-35 кВ и РУ-10 кВ

Выбираем изоляторы типа: ИОС-35-500I и ИО-10-375-I-УЗ

Определяем силы действующие на изоляторы:

F₂ = 0,86*4,13²*1ч10*0,25 = 5,8 Н

F₃ = 0,86*13,8²*1ч10*0,25 = 65,7 Н

По справочнику разрушающая сила F_разр = 5000 Н, F_разр3 = 3750 Н

0,6F_разр2 = 0,6*5000 = 3000Н 3000 > 5,8

0,6F_разр3 = 0,6*3750 = 2250Н 2250 > 65,71

Подобранные изоляторы занести в таблицу.

Таблица 6.

Выбор и проверка по току КЗ выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и напряжения.

2.5 Выбор высоковольтных выключателей

Выбор высоковольтных выключателей производим по условию:

I_раб ? I_ном (28)

U_раб ? U_ном (29)

Выбранный ток выключателя проверяется по следующим условиям:

а) на термическую стойкость:

В_к ? I_т²*t_т (30)

где В_к - тепловой импульс действующий на выключатель, кА²*с

I_т - ток термической стойкости

t_т - время протекания тока, с

б) на динамическую стойкость:

i_у ? i_дин (31)

где i_дин - амплитудное значение тока динамической стойкости выключателя по паспарту, кА

i_у - расчетное значение ударного тока, кА

в) по номинальному отключаемому току:

I_к ? I_{ном.откл} (32)

где I_к - ток КЗ, кА

г) по номинальной отключающей мощности:

S_к ? S_{ном.откл} (32)

где S_к - мощность КЗ, МВА

Номинальная отключаемая мощность определяется по формуле:

S_{ном.откл} = 3^Ѕ*U_ном*I_{ном.откл} (33)

где I_{ном.откл} - номинальный ток отключения, кА

U_ном - номинальное напряжение, кВ

Выберем выключатель для ввода РУ-110кВ типа:

МКП-110-630-20У1

Проверяем его:

110кВ = 110кВ

153,2кА ? 630кА

а) проверим его на термическую стойкость:

I_т1²*t_т1 = 20²*3 = 1200кА²*с В_к1 = 3,125кА²*с

1200 > 3,125

б) на динамическую стойкость:

3,6 ? 52

в) по номинальному отключаемому току:

1,42 ? 20

г) по номинальной отключаемой мощности:

S_{ном.откл.1} = 3^Ѕ*110*20 = 3810,4МВА 273,4 ? 3810,4

Для ввода РУ-35кВ и РУ-10кВ выбираем выключатели типа:

С-35М-630-10У1 и ВМГ-10-630-20

Результаты выбора выключателей сводим в таблицу, где приведем технические характеристики выключателей.

Таблица 7.

2.6 Выбор разъединителей

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

U_раб ? U_ном (34)

I_раб ? I_ном (35)

Выбранный тип разъединителя проверяется на:

а) термическую стойкость:

В_к ? I_т²*t_т (36)

б) динамическую стойкость:

i_у ? i_дин (37)

для ввода РУ-110кВ выбираем разъединитель типа

РНД3-110/630 т.к.

110кВ = 110кВ

153,2А ? 630А

Выбранный тип разъединителя проверяем:

а) на термическую стойкость:

I_т²*t_т = 22²*3 = 1452кА²*с

3,125кА²*с ? 1452кА²*с

б) на динамическую стойкость:

3,621кА ? 80кА

Для РУ-35кВ и РУ-10кВ выбираем разъединители типа:

РНД3-35/630 и РВО-10/400

35кВ = 35кВ 10кВ = 10кВ

147А ? 630А 215,4А ? 400А

Выбранные типы разъединителей соответствуют условиям их выбора и условиям их проверки.

В таблице приведены технические данные разъединителей.

Таблица 8.

2.7 Выбор трансформатора тока

Трансформатора тока выбирают в зависимости от места установки по рабочему напряжению и рабочему току так, чтобы:

U_раб ? U_ном (38)

I_раб ? I_ном (39)

Выбранный трансформатор проверяется на:

а) динамическую стойкость:

i_у ? i_дин (40)

б) термическую стойкость:

I_т²*t_т ? В_к (41)

Произведем выбор трансформатора тока ввода РР-110кВ и потребителей РУ-35 и РУ-10кВ. для РУ-110кВ выбираем ТТ типа ТФ3М-110Б, РУ-35кВ выбираем ТТ типа ТФЗМ-35М, РУ-10кВ выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10.

110кВ = 110кВ 35кВ = 35кВ 10кВ = 10кВ

153,2А < 750А 3,72А < 15А 215,4 < 600А

Проверим выбранные трансформаторы тока на:

а) динамическую стойкость:

4,13кА < 10кА 13,821кА < 48,6кА

б) термическую стойкость:

I_т²*t_т = 2,3²*4 = 21,16кА²*с 32²*3 = 3072кА²*с

3,72кА²*с < 21,16кА²*с 45,53кА²*с < 3072кА²*с

Выбранные трансформаторы тока соответствуют условиям выбора и проверки.

Завод эл.оборудования - ТФ3М-35М

Локомотиво-ремонтный завод - ТФ3М-35М

Завод с/х машин - ТПЛ-10

Вагонно-ремонтный завод - ТПЛ-10

Мотор-вагонный завод - ТПЛ-10

Результаты выбора занести в таблицу.

Таблица 9.

Выбор трансформаторов напряжения по типу, производим по условию:

U_раб ? U_ном (42)

Выбранный ТН проверяют на соответствие класса точности, используя расчетную схему и схему питания потребителей по условию:

S_2расч ? S_2ном (43)

где S_2ном - номинальная мощность вторичной обмотки ТН в

соответствующем классе точности, ВА

S_2расч - мощность потребителя измерительными приборами и

реле, подключенной к вторичной обмотке.

Мощность, потребляемая всеми приборами и реле, присоединенной к вторичной обмотке рассчитывается по формуле:

S_2расч = (Q_приб²+Р_приб²)^Ѕ (44)

где Р_приб - сумма активных мощностей прибора и реле, Вт

Q_приб - суммы реактивных мощностей приборов и реле Вар

Активная мощность прибора определяется по формуле:

Р_приб = S_приб*cos (45)

где S_приб - полная мощность, потребляемая прибором от

вторичной обмотки трансформатора, ВА

cos - коэффициент мощности прибора по паспарту

Реактивная мощность прибора определяется по формуле:

Q_приб = S_приб*cos (46)

В таблице 10 приведены технические характеристики применяемых приборов и реле. Расчетная схема для проверки ТН приведена в приложение 9.

Произведем выбор ТН для РУ-110кВ, РУ-35кВ, РУ-10кВ.

Выбираем трансформаторы НКФ-110-57, НОМ-35-66, НОМ-10-66. произведем проверку ТН на соответствующий класс точности.

Проверка по напряжению:

110кВ = 110кВ 35кВ = 35кВ 10кВ = 10кВ

Рассчитываем активную мощность счетчика активной энергии САЗУ:

Таблица 10.

Р_приб1 = 4*0,38 = 1,52Вт

Рассчитаем реактивную мощность счетчика активной энергии:

Q_приб1 = 4*0,93 = 3,72Вар

Аналогично рассчитываем активную и реактивную мощность вольтметра и реле напряжения.

P_v = 2Вт Q_v = 0ВАр

P_рн = 1Вт Q_рн = 0ВАр

Определим сумму активных мощностей всех приводов по ф-ле:

Р_приб = Р_приб1+Р_приб2+…Р_приб.n (47)

Р_приб = 1,52*2*5+1,52*3*5+2*1+1*2 = 42Вт

Определим сумму реактивных мощностей всех приборов по ф-ле

Q_приб = Q_приб1+ Q_приб2+ Q_приб.n (48)

Q_приб = 3,72*2*5+3,72*3*5+0+0 = 93Вар

Условия проверки выполнились, следовательно ТН соответствует классу точности. НКФ-110-57 класс точности - 0,5; НОМ-35-66 класс точности - 0,5; НОМ-10-66 класс точности - 1.

Результат выбора трансформаторов напряжения внести в таблицу 11, где приведены технические характеристики ТН.

Таблица 11.

Однолинейная схема подстанции представлена на чертеже 1.

Список литературы

1. Гринберг - Басин М.М. «Тяговые подстанции». Пособие по дипломному проектированию. Пособие для техникумов железно-дорожного транспорта - М.Транспорт, 1986г. - 168стр.

2. Прохорский А.А. «Тяговые и трансформаторные подстанции». М.Транспорт, 1983г.

3. Пачаевец В.С. «Электрические подстанции».

Потребитель 1

Электротехнический завод.

Потребитель 2.

Локомотиво-ремонтный завод.

Потребитель 3

Завод сельскохозяйственных машин.

Потребитель 4

Вагоно-ремонтный завод.

Потребитель 5

Мотор-вагонный завод.

Общий суточный график нагрузок.

Размещено на Allbest.ru