Тпст_5к

Крн2 = 0,5 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по шинам вторичного напряжения.

Максимальный рабочий ток фидера контактной сети подстанции переменного тока 55 кВ:

Ip.max		0.5 2 16000		168	A
	355

Для сборных шин 11 кВ:

Максимальный рабочий ток не тяговых потребителей определяется по формуле (1, 11).

Ip.max			Kпр Sфмах			1.3 400		27.3	A
			3Uн			3 11

Где Iпр = 1,3 - коэффициент перспективы развития потребителей;

Sф мах = 400 кВА – максимальная мощность одного фидера не тяговых потребителей. Таким образом, с учетом приведенных рекомендаций и исходных данных мы определили максимальные рабочие токи подстанции. По этим значениям мы выбираем коммутационные аппараты трансформаторы напряжения, токоведущие части и изоляторы, разрядники заданного

РУ тяговой подстанции.

4.2. Выбор разъединителей

Разъединители предназначены для включения и отключения под напряжением участков электрической цепи при отсутствии в них токов нагрузки.

Разъединителями допускается включать и отключать ток холостого хода трансформаторов и разрядный ток линий, токи нагрузки трансформаторов небольшой мощности, а также переключать электрические цепи под током при наличии замкнутой шунтирующей токоведущей части. Номинальное напряжение разъединителя, указываемое на его панели наивысшее из ряда номинальных напряжений, при котором разъединитель предназначен для длительной работы.

Номинальный ток разъединителя, указываемый на его щитке ток, при котором разъединитель предназначен для длительной работы.

Устойчивость разъединителя при сквозных токах - его способность выдерживать во включенном положении воздействие тока короткого замыкания.

Сквозной предельный ток разъединителя - наибольший начальный ток КЗ , который разъединитель выдерживает во включенном положении без повреждений, препятствующих его исправной дальнейшей работе.

Амплитуда сквозного предельного тока - амплитудное значение первого наибольшего полупериода тока КЗ.

Начальное эффективное значение периодической составляющей сквозного предельного тока Iпсс - среднеквадратичное значение этой составляющей за первый период с момента возникновения тока КЗ.

Предельный ток термической устойчивости разъединителя Iпт - наибольшее среднеквадратичное значение тока КЗ за промежуток tпт , выдерживаемое разъединителем без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе.

Технические данные выбранных разъединителей приведены в таб.1 Разъединители фидеров контактной сети выбираем согласно методическим указаниям при максимальном рабочем токе фидера 400А.

Разъединители фидеров ДПР выбираем однотипным контактной сети

11

Таблица 1 Параметры разъединителей.

Название	Тип оборудования	Номинальное напряжение, кВ	Наибольшеерабочее напряжение, кВ	Номинальныйток, А	Амплитуда сквозногопредельно ,КЗтокакА	Наибольшийток термической устойчивости, кА	прохожденияВремя главныхТТУножей , .сек	прохожденияВремя	заземляющихТТУ	сек,ножей.	приводабезМасса .кг
оборудования
1	2	3	4	5	6	7	8		9		10
Разъединитель
вводной	РНД(З)-110/2000	110	126	2000	100	40	3		2		220
(Iрмах =252 А)
Разъединитель
вводной	РНД(З)-110/2000	110	126	2000	100	40	3		2		220
(Iрмах =252 А)

4.3. Выбор измерительных трансформаторов.

Трансформаторы тока предназначены для измерения тока, питания цепей релейной защиты, а также для изоляции измерительных приборов, реле и обслуживающего персонала от высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения предназначены для питания напряжением 100 В измерительных приборов, и цепей защиты, автоматики и сигнализации. В цепях защитных устройств применяются трансформаторы напряжения с дополнительной вторичной обмоткой.

Технические данные трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, выбранных в результате расчета приведены в таб .2

Таблица 2 Параметры трансформаторов напряжения.

			Номинальное	Номинальный	Ток	динамической устойчивости	Вторичныйток, А
	Наименование	Тип			термической
			напряжение	первичный ток
	оборудования	оборудования	кВ	А	устойчивости
					кА
	Трансформатор	НКФ – 110 –	110
	напряжения	57
	Трансформатор	ТФНД –
	тока вводных		110	800	60	75	5
		110М
	шин

Типы трансформаторов и токи взяты из «Справочника по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования».

4.4. Выбор вентильных разрядников

Вентильные разрядники предназначены для защиты от перенапряжения изоляции электрооборудования и линий электропередачи переменного тока.

Вентильный разрядник - разрядник состоящий из однократного или многократного искрового промежутка, включенного последовательно с рабочим сопротивлением, имеющую нейтральную вольт - амперную характеристику. Разрядники комплектуются регистратором срабатывания.

Технические данные выбранных разрядников приведены в таблице №3

Таблица 3 Параметры разрядников

Наименование	Тип	Номинальное	Напряжение гашения	Пробивное
		напряжение		напряжени
оборудования	оборудования	кВ	кВ	е кВ
Разрядник	РВТ-110	110	100	150 – 175

12

4.5. Выбор выключателей

Выбор токоведущих частей.

для вводов подстанции и перемычки между вводами АС – 400/22 Iдоп = 830 А

для подключения понижающих трансформаторов АС – 70/11 Iдоп = 265 А РУ – 11 кВ.

АС – 70/ 11 Iдоп = 265 А РУ – 2×27,5 кВ

для подключения к понижающим трансформаторам, для сборных шин и фидеров

для подключения к понижающим трансформаторам
АС – 50х5 Iдоп = 665 А
для сборных шин
2х25 А – 50х5 Iдоп = 665 А	10кВА – 40х4	Iдоп = 480 А
для фидеров
А – 40х4 Iдоп = 665 А	10кВА А – 25х3	Iдоп = 265 А
для ТСН

А – 25х3 Iдоп = 265 А

РУ – 110 кВ

для вводов подстанции и перемычки между вводами: разъединители типа – РНДЗ – 110/1000У1 выключатель элегазовой типа PASS-MO трансформаторы напряжения типа НКФ – 110 – 58 для подключения понижающих трансформаторов: разъединитель типа РНДЗ – 110/630 отделители типа ОД – 110/630У1 короткозамыкатели типа КЗ – 110М трансформаторы тока типа ТФНД – 110М трансформаторы тока типа ТВТ – 110 разрядник типа РВС – 110

РУ – 2×27.5 кВ:

для вводов, ТСН и фидеров контактной сети и ДПР: разъединители типа РНДЗ – 35/630 выключатель типа ВМК – 27,5Э – 1000/15У1 трансформаторы тока типа ТФНД – 35М для сборных шин:

разъединитель типа РНДЗ – 35/630 трансформаторы напряжения типа НОМ – 35 – 66 разрядник типа РВС - 35

РУ – 11 кВ:

для вводов:

выключатель типа ВВСТ – ЗАН – 5 трансформаторы тока типа ТПОЛ – 10 – 0,5/Р – 600 – 5 для сборных шин и фидеров:

выключатель типа ВВСТ – ЗАН – 5 трансформаторы тока типа ТПОЛ – 10 0,5/Р 300 – 5 разрядник типа РВП – 10 трансформаторы напряжения НТМИ – 10 – 66

13

5. Выбор аккумуляторной батареи

Выбор батареи производим исходя из аварийного режима работы электроустановки - при полном отключении питающей системы. В таком случае к нагрузке батареи рабочего режима работы электроустановки, которая называется постоянной нагрузкой батареи, автоматически подключается нагрузка аварийного режима - аварийное освещение, устройства телемеханики и связи и др., которые при нормальном режиме работы электроустановки питаются от шин собственных нужд переменного тока. Согласно требования ВНТП - 81 аккумуляторная батарея должна обеспечивать работу наиболее мощного привода выключателя подстанции после получасового разряда ее током постоянной и аварийной нагрузки при отключенном ЗПУ, а также работу аварийного освещения и устройств телемеханики и связи после двухчасового разряда батареи.

Произведём выбор батареи при режиме работы "постоянный разряд".

Iдл. разр. = Iпост + Iав

где Iпост - ток постоянной длительной нагрузки, постоянно подключенной к аккумуляторной батарее до возникновения аварийного режима в электроустановке

Iав - ток аварийной нагрузки

Iдл. разр. = 32+22 = 54 А

Расчетный ток кратковременного разряда

Iкр. разр. = Iдл. разр. + Iвык.

где Iвык.= 244 А - ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении одного выключателя

Iкр. разр. = 54 + 244 = 298 А

Расчетная емкость батареи

Qрасч = Iдл. разр. · tав = 54 ·2 = 108 А·ч

где tав = 2 ч – длительность разряда при аварии.

Номер батареи по емкости, соответствующей току длительного разряда аварийного режима

Nдл ≥ 1,1Qрасч / QN=1

где 1,1 - коэффициент, учитывающий уменьшение емкости батареи после нескольких лет эксплуатации

QN=1 - емкость единичного аккумулятора при длительности аварии: для СК-1 при tав=2ч, QN=1 = 22А·ч

Nдл = 1.1 · 108 / 22 = 5.4

Номер батареи по току кратковременного разряда выбираю согласно условию (228(1))

Iкр. разр. < 46N т.е. Nкр ≥ Iкр. разр. /46

где 46N - кратковременный допускаемый разрядный ток аккумулятора СК-1, не вызывающий его разрушений.

Nкр = 270/46 = 6

Окончательно принимаю наибольший из двух значений номер аккумуляторной батареи, т.е. 6. Число последовательно включенных элементов батареи, питающих шины включения напряжением 220 В в режиме постоянного разряда.

nшв = Uшв / Uподз = 220 / 2,15 =102,3

Число последовательно включенных элементов аккумуляторной батареи 103.

Число элементов, питающих шины управления напряжением 230В в режиме постоянного подзаряда

nшу = Uшу / Uподз = 230 / 2,15 = 108

окончательно принимаю аккумуляторную батарею С-20. Выбор зарядно – подзарядного устройства.

Определение формовочного зарядного тока производится по формуле: Iзар = 3,75N

Iзар = 3,75·6 =22,5 А

Определение мощности ЗПУ производится по формуле(4 (229)):

Ррасч.зпу = Uзар(Iзар + Iпост)

Где Uзар – зарядное напряжение ЗПУ, которое определяется по формуле:

14

Uзар = nшб·2.15 + (23)

Uзар = 103·2.15 + (23) = 224 В.

Ррасч.зпу = 224·(0.15·6 + 16) = 3.785 кВт.

Определение номинального тока ЗП производится по условию:

Iном ≥Iзар + Iпост

Iном≥ 5·6 + 16 = 46

Определение зарядно – подзарядного устройства производится по Справочнику по электрическим установкам высокого напряжения. Выбираем выпрямительный зарядно – подзарядный агрегат на полупроводниковых приборах ВАЗП – 380/260 – 40/80 имеющих характеристики:

Uзар = 220-260 В

Рн = 17 кВт

Iном = 80 А

15

6. Расчет заземляющего устройства

Согласно ПУЭ и правилам техники безопасности конструктивные элементы электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие попасть под напряжение, должны заземляться.

Расчет защитного заземления заключается в определении величины наибольшего допустимого сопротивления в соответствии с требованиями действующих правил и последующем определении количества заземляющих элементов. В установках напряжением выше тысячи вольт с большим током замыкания на землю сопротивление защитного заземления в любое время года не должно превышать 0,5 Ом.

Определяем длину горизонтальных электродов по формуле

LГ = 22 √ S = 22 · √ 12000 = 2410 м

где S = 12000 м2 - площадь подстанции

Сопротивление заземляющего устройства, выполненного в виде горизонтальных электродов

R		0.444 ρ +	ρ
			LГ
		S

где ρ = 135 Ом·м – сопротивление земли

R		0.444 135 +	135			0.603 Ом
			2410
	12000

Сопротивление контура заземления определяем по формуле

Rз			R Rе
			R + Rе

где Rе = 2.5 Омсопротивление естественных заземлителей

Rз			0.603 2.5				0.486	Ом
			0.603	+ 2.5

Условие Rз < 0,5 Ом соблюдается. Дальнейший расчет заземления не требуется. Определяем потенциал заземлителя в аварийном режиме и сравниваем с допустимым значением

Rз Iз(1) < 10кВ

где Iз (1) = 4.083 кА - ток однофазного КЗ в РУ 110 кВ

Rз Iз(1) = 0.486·4.083 = 1.984 кВ

кВ < 10 кВ - Условие выполняется.

Рисунок 6 Схема заземляющего устройства.

16

7. Экономическая часть проекта

Определяем годовые эксплуатационные расходы себестоимость переработки электроэнергии на проектируемой тяговой подстанции, отпускаемой на тягу поездов и районным потребителям. Годовые эксплуатационные расходы включают стоимость потерь электроэнергии, отчисления на амортизацию оборудования тяговой подстанции, расходы на обслуживание и транспортные, и годовой фонд заработной платы работников тяговой подстанции.

Сэ = С W + Cа + Cрем + Сзарп

Для определения стоимости потерь электроэнергии можно принять, что эти потери составляют 1,5% от годовой перерабатываемой электроэнергии (из исходных данных), стоимость 1 кВт/ч электроэнергии принимаю равной 1,5 руб.

С W = 0,015 · Э/Эгод · Кэ/э = 1,5 · 110 · 106 · 1,5% = 2475 тыс. руб.

По (2) таблица 1.5 беру стоимость тяговой подстанции, которая равна 600 тыс. руб., и амортизационные отчисления, которые равны 5,5%

Cа = 600000 · 5,5% = 33 тыс. руб.

Стоимость ежегодного обслуживания и ремонта по исходным данным принимаю

Срем = 6 тыс. руб.

Годовой фонд заработной платы работников зависит от штата работников подстанции и от их окладов. По [3] выбираем по таблице 31,6 метод оперативного обслуживания ТП (обслуживание оперативно - ремонтным персоналом), а по таблице 31.7 выберу численность обслуживающего персонала тяговой подстанции.

Таблица 4 Персонал тяговой подстанции.

персонал тяговой подстанции	Численность человек	Оклад, руб.
Начальник подстанции	1	2270
старший электромеханик	1	1542
электромеханик	2	1372
электромонтер	2	749
уборщица	1	520

В ГФЗП необходимо включить средства материального поощрения в размере 25% от фонда заработной паты.

ЗПмес = 2270 + 1542 + 1372 · 2 + 749 · 2 + 520 = 8574 руб. ГФЗП = 12 · 8574 · 0,25 = 2572.2 тыс. руб.

Сэ = 2475 + 33 + 6 + 2572.2 = 5.086 млн. руб.

После определения годовых эксплуатационных расходов определяю себестоимость переработки электроэнергии.

Bпер			Cэ			5.086 106		0.046	руб
			Wгод			110 106			кВт ч

где Wгод = 110·106 кВт·ч - количество переработанной электроэнергии за год.

17

Список используемой литературы

1.Методические указания на курсовую работу. РГОТУПС – 2000г.

2.Ю.М. Бей и др. "Тяговые подстанции" Москва-транспорт 1986г.

3.К.Г. Марквард "Справочник по электроснабжению железных дорог" Москва-транспорт 1980 г. том 1

18