- •Электроснабжение железных дорог
- •190401 - Электроснабжение железных дорог
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Содержание курсового проекта
- •2. Задание и исходные данные
- •3. Порядок оформления курсового проекта
- •4.Тяговые расчеты
- •5. Определение мощности опорной тяговой подстанции
- •6. Определение количества понизительных трансформаторов
- •7. Расчет площади сечения проводов контактной сети для двух схем питания
- •Сопротивление тяговой сети постоянного тока
- •Сопротивление тяговой сети переменного тока
- •8. Проверка выбранной площади сечения проводов контактной сети на нагревание
- •9. Экономическое сравнение двух схем питания контактной сети
- •10. Расчет потери напряжения в тяговой сети до расчетного поезда
- •11. Определение перегонной пропускной способности участка
- •12.Расчёт наибольших токов нагрузки, токов короткого замыкания, выбор защиты и уставок фидеров контактной сети
- •Библиографический список
- •Расчетный участок и масса поездов
6. Определение количества понизительных трансформаторов
Для дальнейших расчетов следует выбрать по каталогу трансформатор мощностью Sн, принимаемой в качестве базовой.
Напомним, что ступени трансформаторной мощности для трансформаторов, выпускаемых отечественной промышленностью, равны: 10, 16, 20, 25, 40 МВ∙А.
В большинстве случаев для подстанций переменного тока можно принять ее равной 25 МВ∙А или для подстанций постоянного тока равной 10 МВ∙А. Тогда мощность понизительного трансформатора, которую допустимо использовать для тяги Sнт, определится из выражения:
, (6.1)
где Kу − коэффициент участия районной нагрузки в максимуме.
Sp − мощность районной нагрузки, МВА (см. исходные данные).
Далее находится часть номинального тока, приходящаяся на тягу поездов по формуле:
, (6.2)
где Uш − напряжение на вторичной обмотке силового понизительного трансформатора, равное 27,5 кВ для подстанций переменного тока и 10,5 кВ для подстанций постоянного тока.
Для расчета средней интенсивности износа изоляции обмотки трансформатора определим отношения:
. (6.3)
В данной формуле значения числителей представляют собой значения для трех режимов, рассчитанных ранее, и берутся из формул 5.24 (для системы постоянного тока) и 5.19, 5.20 (для системы переменного тока).
Если окажется, что kmax>1,5 то уже на этом этапе следует выбрать следующий из ряда трансформаторов большей мощности.
После определения этих отношений следует найти среднюю интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:
, (6.4)
где .
Здесь 0ном − номинальная температура наиболее нагретой части обмотки, равная 98 С;
ссг − температура окружающей среды в период восстановления нормального движения поездов (см. исходные данные);
− коэффициент, равный 0,115 1/оС.
; (6.5)
. (6.6)
В последнем выражении
. (6.7)
В формулах (6.5 и 6.6) величины b, a, g и h постоянные, апроксимирующие зависимости разности температур «обмотки-масло» и «масло-окружающая среда» (а = 20,5; b = 2,5; g = 39,7; h = 15,3С);
t0 − среднее время хода по фидерной зоне поездов основного типа в чётном и нечётном направлениях;
M − постоянная времени масла; её можно принять равной 2,5ч для трансформаторов мощностью до 32 МВА и 3,5ч − для трансформаторов большей мощности;
−коэффициенты, расчет которых приведен в выражении 4.3.
По полученной средней интенсивности износа производится пересчет номинального тока. Находится такой расчетный номинальный ток, при котором относительная интенсивность износа изоляции будет нормальной, по формуле:
, (6.8)
где nсг − число суток с предоставлением окон за год, в курсовом проекте можно принять равным 2/3 числа суток в весенне-летний период (см. исходные данные).
Если полученное значение тока Ioном>Iнт, то следует выбрать следующий из ряда трансформаторов большей мощности, а расчеты по формулам (6.1-6.8) выполнить заново. И так до тех пор пока не выполнится условие Iоном ≤ Iнт.
Выбранные по износу изоляции трансформаторы должны быть проверены по наибольшему допустимому току и наибольшим допустимым температурам обмотки и масла.
Наибольшая температура масла может быть определена по формуле:
, (6.9)
а обмотки по формуле:
. (6.10)
Если окажется, что >95С или >140С, то надо принять к установке следующие по мощности трансформаторы.
Значения входящих в формулы (6.9 и 6.10) величин определены ранее.
На тяговых подстанциях обычно устанавливают два силовых понизительных трансформатора одинаковой мощности. Учитывая это, необходимо выбрать номинальную мощность трансформаторов, тип трансформаторов и их характеристики.