Расчёт системы электроснабжения электрической железной дороги
ВВЕДЕНИЕ
Вся совокупность устройств, начиная от
генератора электростанции и кончая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения
электрифицированных железных дорог. От этой системы питаются электрической
энергией, помимо собственно электрической тяги (электровозы и электропоезда),
также все нетяговые железнодорожные потребители и потребители прилегающих
районов. Поэтому электрификация железных дорог решает не только транспортную
проблему, но и способствует решению важнейшей народнохозяйственной проблемы –
электрификации всей страны.
Главные преимущества электрической тяги
перед автономной (имеющей генераторы энергии на самом локомотиве) определяются
централизованным элекроснабжением и сводятся к следующему:
1.
Производство электрической энергии на
крупных электростанциях приводит, как всякое массовое Производство, к
уменьшению её стоимости, увеличению их к.п.д. и снижению расхода топлива.
2.
На электростанциях могут использоваться
любые виды топлива и, в частности, малокалорийные – нетранспортабельные
(затраты на транспортировку которых не оправдываются). Электростанции могут
сооружаться непосредственно у места добычи топлива, вследствие чего отпадает
необходимость в его транспортировке.
3.
Для электрической тяги может
использоваться гидроэнергия и энергия атомных электростанций.
4.
При электрической тяге возможна
рекуперация (возврат) энергии при электрическом торможении.
5.
При централизованном элетроснабжении
потребная для электрической тяги мощность практически не ограничена. Это даёт
возможность в отдельные периоды потреблять такие мощности, которые невозможно
обеспечить на автономных локомотивах, что позволяет реализовать, например,
значительно большие скорости движения на тяжелых подъёмах при больших весах
поездов.
6.
электрический локомотив (электровоз или
элктровагон) в отличие от автономных локомотивов не имеет собственных
генераторов энергии. поэтому он дешевле и надёжнее автономного локомотива.
7.
На электрическом локомотиве нет частей,
работающих при высоких температурах и с возвратно-поступательным движением (как
на паровозе, тепловозе, газотурбовозе), что определяет уменьшение расходов на
ремонт локомотива.
преимущества электрической тяги,
создаваемые централизованным электроснабжением, для своей реализации требуют
сооружения специальной системы электроснабжения, затраты на которую, как
правило значительно превышают затраты на электроподвижной состав. Надёжность
работы электрифицированных дорог зависит от надёжности работы системы
электроснабжения. Поэтому вопросы надёжности и экономичности работы системы
электроснабжения существенно влияют на надёжность и экономичность всей железной
дороги в целом.
РЕФЕРАТ
В данном курсовом проекте произведён
расчёт системы электроснабжения электрической железной дороги, а именно 2-х
путного участка, электрифицированного на однофазном токе промышленной частоты.
Определена мощность и количество тяговых трансформаторов одной ТП, определено
экономическое сечение проводов контактной сети, рассчитаны годовые потери в
контактной сети, для раздельной и узловой схемы, произведен
технико-экономический расчет для сравнения схем. произведен расчет среднего
уровня напряжения в контактной сети, рассчитаны минимальные токи короткого
замыкания и выбрана защита расчетного участка от тока короткого замыкания, а
также рассчитано реактивное электpопотpебление расчетной тяговой подстанции, мощность
установки параллельной компенсации и её параметры.
ЗАДАНИЕ
1.
Определить мощность тяговой подстанции,
выбрать мощность и количество тяговых трансформаторов
2.
определить экономическое сечение проводов
контактной сети межподстанционной зоны для раздельной и узловой схемы питания
3.
рассчитать годовые потери электрической
энергии в контактной сети для этих схем
4. Провести проверку выбранного сечения
проводов контактной сети по нагреву
5.
Провести технико-экономический расчет для
сравнения раздельной и узловой схем питания
6.
Для схемы раздельного питания произвести
расчет среднего уровня напряжения в контактной сети до расчетного поезда на
условном перегоне и блок участке при максимальном использовании пропускной
способности
7.
Рассчитать перегонную пропускную способность
с учетом уровня напряжения
8.
рассчитать минимальный ток к.з. и
максимальные рабочие токи двух схем питания, выбрать схемы защит контактной
сети от коротких замыканий
9.
Составить принципиальную схему питания и
секционирования контактной сети расчетного участка
рассчитать реактивное электpопотpебление
расчетной тяговой подстанции, мощность установки параллельной компенсации и ее
параметры
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Схема участка с упрощенными тяговыми
расчетами
Типы тяговых подстанций II и III;
2. расположение тяговых подстанций:
ТП №1 L1 = 18 км;
ТП №2 L2 = 62 км;
Тип дороги –
магистральная;
3. Число путей — 2
4. Тип рельсов — P65
5. размеры движения:
Число пар поездов в
сутки: 75
6. Минимальный межпоездной интервал θo
= 10 мин;
Твх = 3 ч;
7. Номинальное напряжение тяговых
подстанций Uн = 27.5 кВ;
8. продолжительность периода повышенной
интенсивности движения:
Tвос=1,7 часа;
9. Трансформаторная мощность районных потребителей
S =5 МВ×А;
10. Мощность короткого замыкания на вводах
подстанции Sкз = 700 МВ×А;
11.Эквивалентная температура в
весенне-летний период и температура в период повышенной интенсивности движения
после окна: θc = 25ºС; θo = 15ºС;
12.длительность весенне — летнего периода
nвл = 230 суток;
13.Амортизационные отчисления:
а) Контактная сеть ак
= 4,6 %;
б) Посты секционирования
ап= 5,5 %;
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ И КОЛИЧЕСТВА
ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1.1
Определение средних и эффективных значений тока поезда, фидеров контактной сети
тяговой подстанции
а) строим зависимость
тока поезда от времени и расстояния In(l),In(t);
б) располагаем тяговые
подстанции;
в) строим векторные
диаграммы напряжений тяговых подстанций
г) определяем поездные
токи на каждом километре в четном и нечетном направлении по зависимости
поездного тока от расстояния In(l)
Методика расчета токов
фидеров контактной сети:
Для одностороннего
питания ток поезда полностью равен току фидера: Iф = Iп. Для двухстороннего питания ток
поезда распределяется между фидерами смежных подстанций обратно пропорционально
расстояниям:
(1)
Рис.1
Кривые поездного тока
раскладываем по фидерам смежных подстанций четного и нечетного пути по формулам
(1) для схемы раздельного питания пути и заносим в таблицу 1.
По данным таблицы 1
строим кривые токов фидеров расчетной тяговой подстанции Iф(l),
разложенная кривая поездного тока. По разложенной кривой поездного тока определяем
средние и эффективные токи фидеров контактной сети и другие числовые характеристики
расчетной тяговой подстанции. Также выбираем самую загруженную межподстанционную
зону, и производим расчет средних и эффективных токов четного и нечетного пути.
Таблица 1. Поездной ток
по километрам четного и нечетного пути и фидеров тяговых подстанций
Расстояние
от ТП, км
Iнечет
Поезда, А
Iчет
поезда, А
ТП1
ТП2
Iф1,А
Iф2,А
Iф5,А
Iф4,А
Iф1,А
Iф2,А
Iф5,А
Iф4,А
0
0
120
0
120
1
0
280
0
280
2
160
320
160
320
3
180
280
180
280
4
180
330
180
330
5
180
330
180
330
6
180
330
180
330
7
180
330
180
330
8
180
330
180
330
9
180
330
180
330
10
180
330
180
330
11
180
320
180
320
12
180
270
180
270
13
180
240
180
240
14
170
190
170
190
15
200
170
200
170
16
220
160
220
160
17
240
160
240
160
18
270
160
270
160
19
300
160
156
300
0
4
20
300
160
153
293
7
7
21
300
160
149
286,5
13,5
11
22
320
0
0
298
21
0
23
240
0
0
218
22
0
24
0
120
104
0
0
16
25
160
320
269
135
25
51
26
160
280
229
131
29
51
27
160
240
191
127
33
49
28
200
220
170
154,5
45,5
50
29
210
210
157,5
157,5
52,5
52,5
30
210
200
145,5
153
57
54,5
31
210
200
141
148
62
59
32
210
190
129,5
143
67
60,5
33
210
180
118,5
138,5
71,5
61,5
34
210
170
108
133,5
76,5
62
35
210
165
101
129
81
64
36
210
160
94,5
124
86
65,5
37
210
160
91
119
91
69
38
230
230
125,5
125,5
104,5
104,5
39
200
260
136
104,5
95,5
124
40
190
270
135
95
95
135
41
170
270
129
81
89
141
42
150
270
123
68
81
147
43
140
270
116,5
60,5
79,5
153,5
44
140
270
110,5
57
83
45
140
270
104,5
54
86
165,5
46
140
270
98
51
89
172
47
140
270
92
47,5
92,5
178
48
140
270
86
44,5
95,5
184
49
140
270
80
41,5
98,5
190
50
200
240
65,5
54,5
145,5
174,5
51
240
200
50
60
180
150
52
240
190
43
54,5
185,5
147
53
240
190
39
49
191
151
54
240
190
34,5
43,5
196,5
155,5
55
230
190
30
36,5
193,5
160
56
230
190
26
31,5
198,5
164
57
230
190
21,5
26
204
168,5
58
230
180
16,5
21
209
163,5
59
220
180
12
15
205
168
60
220
180
8
10
210
172
61
0
180
4
0
0
176
62
0
200
0
0
0
200
63
0
250
250
0
64
0
280
280
0
65
0
280
280
0
66
0
280
280
0
67
0
280
280
0
68
0
280
280
0
69
0
240
240
0
70
0
200
200
0
71
0
200
200
0
72
0
200
200
0
73
160
200
200
160
74
170
200
200
170
75
170
150
150
170
76
190
150
150
190
77
200
150
150
200
78
200
150
150
200
79
200
150
150
200
80
200
150
150
200
методика расчета:
1.
Кривая
разложенного и неразложенного тока разделяется на отрезки 40-60 А.
2.
Определяются
средние токи отрезков и .
3.
Определяется
время движения на этом участке, ti
4.
Определяется
произведение [А×мин], [А²×мин].
5.
По сумме этих
произведений определяется средний ток и значение квадрата тока.
,А (2)
,А (3)
, А (4)
где Iсрi – среднее t – время хода поезда по фидерной
зоне;
Результаты расчетов по
формулам (2), (3) и (4) заносим в таблицы 2 и 3.
Таблица 2.1. исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №2 расчётной
тяговой подстанции
Iф2
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср*t
Iсp²*t
0-120
0
0
0
0
0
120-160
1,2
140
19600
168
23520
160-220
7,05
190
36100
1339,5
254505
220-280
3,35
250
62500
837,5
209375
280-330
13,4
305
93025
4087
1246535
S
25
6432
1733935
А;
А2;
А.
Таблица 2.2. исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №1 расчётной
тяговой подстанции
Iф1
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
120-160
0,6
140
19600
84
11760
160-200
17,4
180
32400
3132
563760
200-240
3,0
220
48400
660
145200
240-270
1,5
255
65025
382,5
97537
S
22,5
4258,5
818257,5
А;
А2;
А.
Таблица 2.3. исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №5 расчётной
тяговой подстанции
Iф5
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
0-60
11,3
30
900
339
10170
60-100
9,7
80
6400
776
62080
90-100
4,6
95
9025
437
41515
100-136
10,8
118
13924
1274,4
150379,2
100-160
12
130
16900
1560
202800
3,5
190
36100
665
126350
220-270
2
245
60025
490
120050
S
53,9
5541,4
713344,2
А;
А2;
А.
Таблица 2.4. исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №4 расчётной
тяговой подстанции
Iф4
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
160-160
15,70
160
25600
2512
401920
S
15,70
2512
401920
А;
А2;
160 А.
Таблица 3.1. исходная
информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее
загруженной межподстанционной зоны для четного направления.
четная
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
310-260
1,20
285
81225
342
97470
260-300
1,10
280
78400
308
86240
300-300
6,80
300
90000
2040
612000
300-240
3,00
270
72900
810
218700
240-180
2,90
290
84100
841
243890
180-160
0,80
170
28900
136
23120
160-160
3,70
160
25600
592
94720
0-0
1,50
0
0
0
0
160-160
9,50
160
25600
1520
243200
160-200
1,20
180
32400
216
38880
200-260
1,90
230
52900
437
100510
260-260
2,85
260
67600
741
192660
260-200
2,90
230
52900
667
153410
200-200
8,20
200
40000
1640
328000
200-180
1,10
190
36100
209
39710
S
48,65
10499
2E+06
А;
А2;
225.4 А.
Таблица 3.2. исходная
информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее
загруженной межподстанционной зоны для нечетного направления.
нечетная
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
160-160
7,5
160
25600
1200
192000
160-220
1,90
190
36100
361
68590
220-220
17,20
220
48400
3784
832480
220-160
2,40
190
36100
456
86640
160-160
4,70
160
25600
752
120320
160-200
1,00
180
32400
180
32400
200-240
0,90
220
48400
198
43560
240-240
9,70
240
57600
2328
558720
S
45,3
9259
2E+06
А;
А2;
206.7 А.
Для токов фидеров
рассчитываем следующие числовые характеристики: среднее квадратичное отклонение
тока фидера
(5)
коэффициент эффективности
(6)
коэффициент вариации
(7)
Результаты
вычислений, полученные по формулам (5), (6) и (7) заносим в таблицы 4 и 5.
Таблица 4. Числовые
характеристики поездного тока фидеров расчетной тяговой подстанции и времени
хода по межподстанционной зоне.
фидер
Iсp, А
Iэ², А²
Iэ, А
Kэ
I
Kv
t хода
Iф2
96,2
13028,9
114,1
1,19
61,49
0,64
48,40
Iф1
69,9
6094,6
78,1
1,12
34,68
0,50
29,00
Iф5
210,8
45359,5
213,0
1,01
30,40
0,14
16,3
Iф4
160,0
25600,0
160,0
1,00
0,00
0,00
15,70
Таблица 5. Числовые
характеристики тока четного и нечетного пути наиболее загруженной
межподстанционной зоны, время хода по межподстанционной зоне и
электpопотpебления в зоне.
путь
Iсp, А
Iэ², А²
Iэ, А
Kэ
I
Kv
tхода
tпотр.
чет.
215,8
50822,4
225,4
1,04
65,21
0,30
48,65
47,15
нечет.
204,4
42708,8
206,7
1,01
30,49
0,15
45,30
45,30
1.2 Определение средних токов фидеров контактной сети для
расчетных режимов расчетной тяговой подстанции
исходными данными для
расчёта нагрузок фидеров и подстанций, а также для расчёта потерь мощности и
проверки контактной сети по уровню напряжения, являются средние и эффективные
значения поездного тока фидеров. Зная средние и эффективные значения поездного
тока, отнесенного к фидеру, можно найти средние и эффективные токи фидера от
всех нагрузок. Для этого воспользуемся формулами, которые справедливы для однотипных
поездов:
для средних токов:
, А; (8)
для эффективных:
при двустороннем питании:
,А (9)
где nф=t/θo
— наибольшее число поездов в межподстанционной зоне;
t — время хода поезда,
мин;
N — число поездов в
сутки;
No — пропускная
способность (пар поездов в сутки).
Расчетные режимы
определяются процессами нагревания трансформаторов. Поэтому нагрев масла
определяем для режима сгущения, то есть для периода составления нормального
графика движения после окна. Постоянная времени и обмоток 6 — 8 мин, поэтому
максимальная температура определяется максимальным нагревом трансформатора,
который может возникнуть при максимальной пропускной способности. Пропускная
способность определяется прохождением числа поездов в сутки. При выборе
мощности трансформатора рассмотрим три режима:
1. заданное количество поездов:
Коэффициент использования
пропускной способности:
, (10)
где No = 1440 / θo; (11)
No — пpопускная
способность, пар поездов в сутки;
θo — минимальный
межпоездной интеpвал, мин;
Согласно исходным данным:
Nзад = 100
паp/сут;
θo = 8
мин;
Используя выражение (11)
получим:
No = 1440 /
θo = 180 пар поездов;
Согласно выражению (10)
получим:
= 0,556;
Средние и эффективные
токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для заданного режима занесём в
таблицу 6.
Таблица 6. Числовые
характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции при
заданном режиме
фидер
Iф, А
Iфэ², А²
Iфэ, А
Kэ
I
Kv
nф
Iф2
325,9
141863
376,6
1,16
188,82
0,58
6,1
Iф1
139,9
28572
169,0
1,21
94,87
0,68
3,6
Iф5
234,2
85486
292,4
1,25
175,03
0,75
2,0
Iф4
177,8
48461
220,1
1,24
129,80
0,73
2,0
1. Режим сгущения:
0.9; (12)
Средние и эффективные
токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для режима сгущения занесём в
таблицу 7.
Таблица 7. Числовые
характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции в
режиме сгущения
фидер
Iф, А
Iфэ², А²
Iфэ, А
Kэ
I
Kv
nф
Iф2
527,9
313174
559,6
1,06
185,60
0,35
6,1
Iф1
226,6
58662
242,2
1,07
85,50
0,38
3,6
Iф5
379,4
156853
396,0
1,04
113,50
0,30
2,0
Iф4
288,0
89088
298,5
1,04
78,38
0,27
2,0
2. Режим максимальной пропускной
способности:
1 (13)
Nmax = N0 ×1= 180×1 = 180 пар поездов.
Средние и эффективные
токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для режима максимальной
пропускной способности занесём в таблицу 8.
Таблица 8. Числовые
характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции в
режиме максимальной пропускной способности
фидер
Iф, А
Iфэ², А²
Iфэ, А
Kэ
I
Kv
nф
Iф2
586,6
374860
612,3
1,04
175,37
0,30
6,1
Iф1
251,8
69171
263,0
1,04
75,98
0,30
3,6
Iф5
421,6
180206
424,5
1,01
49,64
0,12
2,0
Iф4
320,0
102400
320,0
1,00
0,00
0,00
2,0
1.3 Определение средних и эффективных токов плеч питания
расчетной тяговой подстанции
после определения средних
нагрузок фидеров тяговой подстанции определим нагрузки плеч питания.
Для двухпутного участка
будем иметь средние токи плеч:
(14)
квадраты эффективных
токов плеч:
(15)
Результаты расчётов для
трех режимов, полученные по формулам (14) и (15) сведем в таблицу 9.
Таблица 9. Числовые
характеристики токов плеч питания расчётной тяговой подстанции
Режим
Плечи
Iсp, А
Iэ² ,А²
Iэ, А
Kэ
sI
Kv
заданный
g = 0,556
I
412,0
214396
463
1,12
211,3
0,51
II
465,8
264454
514
1,10
217,9
0,47
Сгущения
gсг = 0,9
I
667,4
487228
698
1,05
204,3
0,31
II
754,6
588447
767
1,02
137,9
0,18
макс.
gmax
=1
I
741,6
586498
766
1,03
191,1
0,26
II
838,4
705378
840
1,00
49,6
0,06
1.4 Определение расчетных токов трансформатора.
Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла
Нагрев масла в трёхфазном
трансформаторе будет определяться потерями в обмотках трех фаз, которые при
несимметричной нагрузке будут неодинаковы. Эквивалентный эффективный ток по
нагреву масла определяем при заданных размерах движения, режима сгущения и для
режима максимальной пропускной способности по формуле:
, А2; (16)
Для проверки температуры обмотки
должен быть найден эффективный ток обмотки при максимальных и заданных размерах
движения:
, А2; (17)
, А2; (18)
, А2; (19)
Из трех токов выбираем
максимальный.
1. Заданный режим
Используя выражение (16)
получим:
А2;
А;
Согласно формулам (17),
(18) и (19) получим:
А2;
А2; А2;
За расчётный ток 2. Режим сгущения: Используя выражение (16) А2; А; Согласно формулам (17), А2; А2; А2; За расчётный ток Используя выражение (16) А2; А; Согласно формулам (17), А2 А2; А2; За расчётный ток 1.5.1 основной расчет Для расчета трансформаторной мощности выбираем по каталогу Мощность трансформаторов, , МВ×А (20) где Kу= 0.97 – коэффициент участия в максимуме районной Sp.pасч – Sp.pасч = 10 Мощность тяги Используя выражение (20) МВ×А. По мощности Sнт , А (21) где Uш – Согласно выражению (21) будем иметь: А. Кратность нагрузки по 1. Для заданного ; (22) где Iэо — эквивалентный ; 2. Для режима сгущения ; (23) где Iэсг — Используя выражение (23) ; 3. Для максимального режима , А (24) Если Kmax ³ 1,5 , то надо выбирать следующий по Используя выражение (24) ; Мощность Средняя интенсивность , (25) где . (26) где Qинтб — температура наиболее нагретой Qинтб =980 С; Qохлс — температура окружающей среды в α = 0.115 — итак, ; (27) ; (28) В выражении . (29) В выражениях a, b, g, h — постоянные в to — среднее τ = 3ч — тепловая Используя выражение (29) ; Согласно выражениям (27) ; Используя выражение (25) Так как F1<1 , то по полученной интенсивности износа F1 пересчёт номинального тока производить Если F1>1, , (30) где nсг – число суток с предоставлением окон nсг =суток. Выбор мощности Smin Smax= где Kу = 0,97 Используя выражения (31) Smin = Kу×( 3× I0ном×Uш + Sp.pасч) = Smax= Kу ×( 3×K×I0ном ×Uш + Sp.pасч) = 0.97×(3×878.8×1.08×27.5 + 10×103) = 85652.05 кВА; 1.5.2 Уточнённый расчета мощности трансформатора Коэффициент, учитывающий ; Более точное значение , ( 33) где nвл – число суток в весенне-летний nсг – число суток с предоставлением = 21-2.5 –0.78 = 17.72 часа; , (34) где Qохл0 – эквивалентная температура в Согласно выражению (34) ; Используя выражение (33) =0.00314; Используя выражение (30) = 286.8 А. Расчётная мощность Sрасч = Kу×( 3× Ioном×Uш + Sp.pасч) = или Sрасч = 3× Ioном×Uш = 3×286.8×27.5 = 23659.7 кВА Вывод: выбранные 1.5.3 Проверка трансформаторов по максимальному току, ток, соответствующий , А (35) Используя выражение (35) А. Коэффициент сгущения: <1.5;
максимальную температуру <950 С; (36)
Используя выражение (36) 0С <95 0С;
максимальная температура <1400 C; (37)
Согласно выражению (37) <1400 C;
В нормальных условиях 95 0С; (38) 140 0 С; (39) где I1нт – ток, соответствующий мощности, где Sнт 40 МВА. А. Согласно выражению (38) 0С £ 950 С ; Используя выражение (39) 0 С £ 1400 С; Вывод: Трансформаторы по 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ Для раздельной схемы Общее сечение проводов мм2, (40) где В0 – Энергию потерь по четному Wт = Iср где Np = N / kнд = 100 / 1,15 = 87 пар/сутки; Uш= 25 кВ; t – время хода поезда в tт.нечет = Iср – средний Согласно выражению (41) для чётного пути: Wт.ч = Iср для нечётного пути: Wт.неч = Iср годовые удельные потери в , кВт×ч/Ом×год. (42) где — напряжение контактной сети, кВ (=25 кВ); Tпер = 8 мин = 8/60 = 0.13 часа. t – полное время хода поезда по Используя выражение (42) для чётного пути: 451664.59 кВт×ч/Ом×год. Используя выражение (40) мм2. для нечётного пути: 382042.92 кВт×ч/Ом×год. Используя выражение (40) 284.32 мм2. Для узловой схемы Общее сечение проводов мм2, (43) Общий расход энергии Wт = Wтч Согласно выражению (44) Wт = Wтч годовые удельные потери в (45) Используя выражение (45) Экономическое сечение мм2. По результатам расчетов F = 120+100+=328.82 мм²; 3. ПРОВЕРКА КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПО НАГРЕВУ Для подвески М120 + МФ100 Iфэ1 = 263,0 Iфэ5 = 424,5 Вывод: подвеска М120 + МФ100 4. годовые ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ
DWгод = Вo × l × ra; (45) где l — длина зоны,км; l ra — активное ra =0,055 Согласно выражению (45) DWг.неч = 382042.92 × 40 × 0,055 = 840494.42 кВт×ч/год; DWг.узл = 1443932.86 × 40 × 0,094 / 2 = 1588326.15 кВт×ч/год; DWг.разд = 993662.1 +840494.42 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПО сравнению С РАЗДЕЛЬНОЙ И Приведённые ежегодные Спр = Е × K + DА; (46) Е = Ен + Еa где Ен = 0,12 Еак.с. = 0,046 Еo = 0,03 — Еап.с. = 0,055 DА — стоимость потерь электроэнергии в DА = DWгод× Kэ, руб; (47) где Кэ = 0,09 для раздельной схемы Спр.разд = ( Ен Kкс = 13000 × 40 = 520000 руб; ΔAразд = Cпр.разд = для узловой схемы питания Спр.узл = ( Ен Kп.с. = 22000 ΔAузл = Cпр.узл=(0,12+0,046+0,03)×520000+(0,12+0,055+0,03)×22000+142949.35 =249379.35 руб; Спр.узл Кузл =22000 Срок окупаемости: 8 лет; (48) Используя выражение (48) 8 лет; Вывод: вариант с узловой Срок окупаемости 1.25 < 8 лет; 6. РАСЧЕТ СРЕДНЕГО УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ ДО 6.1 Расчет среднего уровня напряжения в контактной сети до Условный перегон Расчет потерь напряжения потери напряжения в DUc = DUk + DUp; (49) где D Uk — потери напряжения в D Uр — то же в рельсах; Расчет Zкс=0,136 , В (50) где U = 25000 В; Wkgд = I × t × U — расход энергии на движение tkgд — время Wg = I × t × U — расход энергии поездами по всей m = t / qo — (51) где WgI и WgII -расход энергии на движение поездов WgI(II) = потери напряжения на DUn = 0,9 × kэф × хвт × ,В (52) где кэф = 0,97 хвт , Ом. (53) где Sн – номинальная мощность подстанции, кВ×А; uк =10.5 % -напряжение короткого Sкз – мощность короткого замыкания на j — угол сдвига Iпмax — , А (54) где Iamax, Ibmax — нагрузки плеч определяемые при N = Средний уровень U = 0,9×27500 — DUc — DUni , кВ; (55) 1. Средний уровень напряжения у поезда Определим по формуле tI = 0,76 часа ; tkg = 0,13 tII = 0,79 часа ; m = 6 поездов ; WkgД = 230 × 0,13 × 25 = 747.5 кВт×ч; WgI = 204.4 × 0,76 × 25 = 3883.6 кВт×ч; WgII = 215.8 × 0,79 × 25 = 4262.05 кВт×ч; l1= 25.5 км; l2 = 7.5 км; l0к = 29 км; lк = 2.33 км. Используя выражение (50)
Согласно выражению (51) потери напряжения в DUc = DUk + DUp = 737.72 + 1546.88= Сопротивление трансформатора и , Ом. Средний выпрямленный ток подстанции , А; потери напряжения на DUn = 0,9 × 0.97 × 1.18 × =971.12, В Средний уровень U = 0,9×27500 — DUc — DUni , кВ = 0,9×27500 – 2284.6 – 971.12 = 21494.28 В. кроме того, необходимо потери напряжения на DUбу = DUk + DUp; (56) Средний уровень напряжения Uбу = 27500 — где 1,11 — Напряжение на 2. Средний tI = 0,76 часа ; tkg = 0,043 tII = 0,79 часа ; m = 6 поездов ; WkgД WgI = 204.4 × 0,76 × 25 = 3883.6 кВт×ч; WgII = 215.8 × 0,79 × 25 = 4262.05 кВт×ч; Используя Согласно выражению (51) потери DUбу = DUk + DUp = 800.91+1762 = 2562.91 потери напряжения на DUn = 0,9 × 0.97 × 1.18 × =971.12, В Средний уровень Uбу = 27500 — Вывод: напряжение на 7. РАСЧЁТ ПЕРЕГОННОЙ ПРОПУСКНОЙ По найденному значению , мин (58) где Zэ=12 Ом — I — средний ток Пропускная способность , (59) Пересчитаем межпоездной Iср = 230 A; tэ = 8 мин; Тпер = 8 мин; Zэ мин. Пропускную способность пара поездов; пар поездов. 8. 8.1 Ток короткого замыкания , А (60) где Uнк = 25 lкз — максимальный ток фидера При раздельном питании Iф max = Iтр + (nф1 — 1) × I1 , А; (61) где Iтр — ток трогания по тяговым расчётам, При узловой схеме Iфmax = Iтр где nф1, nф2 I1, I2 — Установки защиты должны Iтр= 340 А; кз кв = 0,85; кч (63) 1. Расчет для раздельной Zтс = 0,094 + Согласно выражению (60) 1473.29 А; Максимальный ток фидера Iф max ч = 340 Iф max неч = ток уставки защиты определим , А (64) Согласно выражению (64) А; Iкmin =1473.29 А< кч × Iуст = 3004.94 А условие не выполняется Максимальной 2. Расчет для узловой Zтс=(0,094+j×0,287) Ом/км; Согласно выражению (60) 2279.1 А; Максимальный ток фидера Iф max ч = 340 Iф max неч = ток установки защиты определим А; Iкmin =2279.1 А< кч × Iуст = 3170.54 А; условие не выполняется Максимальной токовой 8.2 Расчет уставок Первая ступень защиты — Расчет установок Определение сопротивления , Ом (65) Сопротивление срабатывания Zcpi = kотс где kотс = 0,8 Zвхi — входные Zвх = Z1 × l ,Ом; (67) Z1 — Выбранное сопротивление Zсрi (68) где Zнmin — Ом; (69) где кв = 0,9; кн При понижении напряжения Напряжение перевода: , В; (70) где Ukmin- , В ; (71) Umin = 0,9 × 27500 = 24750 В; где Z2 — ток срабатывания отсечки: Iсзуто= кн где Iкзmax — , А; (73) Umax = 1,05 × 27500 = 28875 В; Выбранное
; (74) Сопротивление Zсз|| = kч где Zкзmax — Zкзmax = 2 × (Z2 × lca + Z1 × lсв), Ом; (76) Расчет: Определяем сопротивление 5.07 Ом; Z1 =Z2 == 0.302 Ом; Согласно выражению (67): Zвх = 0,302 × 20 = 6,04 Ом; Сопротивление Zсзi = 0,8 × 6,04 = 4,832 Ом; Выбранное сопротивление Минимальное сопротивление Zнmin = 25000 5,1012,525 Ом; минимальное напряжение В; Напряжение перевода в Uсзто = максимальный ток А; ток срабатывания токовой Iсзуто= кн Проверяем ток Условие выполняется Сопротивление Zкзmax = 2 × (0,302 × 20 + 0,302 × 20) = 24.16 Ом; Сопротивление Zсз|| = 24,16 × 1,5 = 36,24 Ом; Вывод: электронная защита 9. РАСЧЕТ РЕАКТИВНОГО Рис.2. Схема включения Q = U×I×sin(37º) P = U×I× cos(37º) 9.1 Определение реактивной Q| = 27,5 × 412 × sin(37º) = 6818.56 кВ×Ар; Q|| = 27,5 × 465.8 × sin (37º) = 7708.95 кВ×Ар; 9.2 Определение активной P| = 27,5 × 412 × cos(37º) = 9048.54 кВт; P|| = 27,5 × 465.8 × cos(37º) = 10230.12 кВт; 9.3. Определение tg(φэ) = Qэ = tg(φэ)×P кВ×Ар Qэ| = 0,25 × 9048.54 = 2262.135 кВ×Ар; Qэ|| = 0,25 × 10230.12 = 2557.53 кВ×Ар; 9.4 Мощность, подлежащая Qку = Q — Qэ Qку| = 6818.56 Qку|| = 9.5 ориентировочное Qуст = Qку kg = 0,5; Qуст| = 2 × 4556.425 = 9112.85 кВ×Ар; Qуст|| = 2 × 5151.42 = 10302.84 кВ×Ар; 9.6 количество M = [ Uтс / Uкн где 1,1 — коэффициент, Uкн — 1,15 – коэффициент, 1,15 — коэффициент, М = 27500 / 1050 × 1,53 = 40 шт; 9.7 Мощность одной последовательной Q1уст = 40 × (50 , 60 , 75 , 125) = 2000 , 2400 , количество параллельных N = Qуст / ( Qкн I плечо II плечо 50 60 75 125 N = 9112.85 / 2000 = 4,556 = 5 шт; N = 9112.85 / 2400 =3.797 = 4 шт; N = 9112.85 / 3000 =3.038 = 3 шт; N = 9112.85 / 5000 = 1.823 = 2 шт; N = 10302,84 / 2000 = 5.151 = 6 шт; N = 10302,84 / 2400 = 4.293 = 5 шт; N = 10302,84 / 3000 = 3.434 = 4 шт; N = 10302,84 / 5000 = 2.061 = 3 шт; 125 N = 2 шт. 50 N = 5 шт. Для 1-ого плеча питания: КЭК Для 2-ого плеча питания: КЭК 9.8 параметры КБ: Iкн = Qкн Xкн = Uкн² ; Хкб = Хкн Cкб = Скн × N / M; I плечо II плечо Iкн = 125000 Xкн=1050² мкФ; Xкб = 8,82 × Cкб = 360,9 × Ikн= 75000 / 1050 Xкн=1050² / 75000 = 14.7 Oм; мкФ; Xкб = 14.7 × Скб = 147 × 9.9 Индуктивность I плечо II плечо ; LPср = (LP1 ; мГн; LРср = (83,3+ 77.2) / 2 = 80,25 мГн;
; ; LРср = (101.962+ 94.549) / 2 = 98.255 мГн; Lзр — 1 — 107 2 — 99 3 — 91 4 — 83 5 — выбираем один реактор с L = 83мГн и положением ПБВ в 4 ступени: Гц; выбираем один реактор c L =99 мГн и положением ПБВ в 2 ступени: Гц; 9.10 параметры КУ: Xзр = 2×p×f × Lзр Хку = Хкб ; ; Qуст = Qкб I плечо II плечо Хзр = 2×π Хку = 176,40 — 26,08 = 150,32 Ом; Iку = 27500 / 150,32 = 182.94 А; Qп = 27,5² / 150,32 = 5.03 МВ×Ар; Qуст = 125 × Хзр = 2×π Хку = 147 – 31.1 = 115.9 Ом; Iку = 27500 / 115.9 = 237.27 А; Qп = 27,5² / 115,9 = 6.53 МВ×Ар; Qуст = 50 × 9.11 коэффициент kq = Qп Iикб = Iкб kи = Iикб Uакб = M × Uкн Uкб = Iикб I плечо II плечо kq = 5.03 / 10 = 0.503; Iикб = 119.0 × kи = 238 / 182.94 = 1.3; Uакб = 40 × Uкб = 238 × kq = 6.53 / 10 = 0.653; Iикб = 71,43 × kи = 357.15 / 237.27 = 1.5; Uакб = 40 × Uкб = 357.15 × 9.12 увеличение , Ом; Ом; DU = Iикб ×Хсум ΔU|| = Определение стоимости Wp =(9048.5 + cp = 0.09 руб/кВт×ч; Cp = 168 880 Wq = (6818.56 cq = 0.09 × 0.1 = 0.009 руб/кВт×ч Cq = 127 260 Стоимость реактивной Сqк = список ЛИТЕРАТУРЫ 1. Марквардт К.Г. 2. Справочник по электроснабжению 3. Справочник по электроснабжению 4. Задание на курсовой проект с методическими
принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее
получим:
(18) и (19) получим:
принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее 3. Максимальный режим
получим:
(18) и (19) получим:
принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее
мощность трансформаторов Sн по каталогу в качестве базовой Sн=
2 x 40 =80 МВА;
необходимую для питания тяги определим по формуле:
нагрузки.
мощность районных потребителей; согласно исходным данным:
МВА;
получим:
определим соответствующий ей номинальный ток для двух трансформаторов:
напряжение на шинах тяговой подстанции Uш = 27.5 кВ;
обмоткам трансформатора
количества поездов
ток обмотки по нагреву масла для заданного режима, А; Используя
выражение (22) получим:
эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для режима сгущения, А;
получим:
шкале более мощный трансформатор.
получим:
трансформатора выбираем по средней интенсивности относительного износа витковой
изоляции и проверяем по максимальной температуре наиболее нагретой точки
обмотки и верхних слоев масла.
износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:
точки, при которой срок службы трансформатора условно принят за единицу,
период восстановления нормального движения, задается в зависимости от района;
согласно исходным данным Qохлс = =300С
коэффициент, определяющий скорость старения изоляции;
(28)
(27), (28) и (29):
выражениях, аппроксимирующие зависимости разности температур обмотка-масло и
масло — окружающая среда(они равны: a = 17,7; b = 5,3; g = 39,7; h =
15,3ºC);
время хода поезда основного типа по фидерной зоне; to =
(48.65+45.3)/120 = 0.78 часа;
постоянная времени масла.
получим:
и (28) получим:
получим:
не надо.
то полученной интенсивности износа F1 производится пересчёт номинального
тока, то есть находится такой ток, при котором относительная интенсивность износа
будет номинальной по формуле:
за год;
трансформатора по току Ioном (в предположении, что Износ изоляции
обмотки происходит только в период восстановления нормального движения после
окна) занижает мощность не более чем на 8%, поэтому необходимая расчетная
мощность лежит в пределах [Smin и Smax], которые
определяются по формулам:
= Kу×( 3× I0ном×Uш + Sp.pасч); (31)
Kу ×( 3×K×I0ном ×Uш + Sp.pасч); (32)
; K = 1,08.
и (32) получим:
0.97×(3×878.8×27.5 + 10×103) = 80025.97 кВА;
Износ изоляции обмотки за счет нагрева масла в период нормального графика:
среднегодового износа находят по формуле:
период;
окон;
весенне-летний период; согласно исходным данным Qохл0 = 200 С;
получим:
будем иметь:
произведём пересчёт номинального тока:
0.97×(3×286.8×27.5 + 10×103) = 32649.9 кВА :
трансформаторы по мощности проходят.
максимально допустимому току и максимально допустимым температурам обмотки и
масла
располагаемой мощности для тяги определим по формуле:
получим:
масла определим по формуле:
получим:
обмотки:
будем иметь:
заданные размеры движения должны быть обеспечены при работе одного
трансформатора
которая может быть использована для тяги при работе одного трансформатора,
который определяется по формуле (21),
получим:
получим:
максимальному току, максимально допустимому току и максимально допустимым
температурам обмотки и масла проходят.
СЕТИ одной МЕЖПОДСТАНЦИОННОЙ ЗОНЫ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ И УЗЛОВОЙ СХЕМ ПИТАНИЯ
питания:
контактной сети в медном эквиваленте:
годовые удельные потери в проводах контактной сети рассматриваемой фидерной
зоны, кВт×ч/Ом×год
и нечетному пути определим по формуле:
× Uш × t × Np; (41)
режиме тяги; tт.чет = 47.15/60 = 0.79 часа;
45.3/60 = 0.76 часа;
ток поезда, А.
получим:
× Uш × t × Np =215.8×25×0.79×87=370798.35 кВт×ч;
× Uш × t × Np = 204.4×25×0.76×87=337873.2 кВт×ч.
проводах контактной сети определим по формуле:
фидерной зоне, час. tт.чет = 48.65/60 = 0.811 часа; tт.нечет =
45.3/60 = 0.76 часа;
получим:
получим:
получим:
питания:
контактной сети в медном эквиваленте:
определим по формуле:
+ Wтнч; (44)
получим:
+ Wтнч =370798.35 + 337873.2 = 708671.55 кВт×ч.
проводах контактной сети определим по формуле:
получим:
проводов контактной сети по (43):
выбираем подвеску М120 + МФ100 + А185; для этой подвески сечение:
+ А185 допустимый ток 1230 А, его нужно сравнить с эффективными токами фидеров
контактной сети при режиме максимальной пропускной способности
А< 1230 А; Iфэ2 = 612,3 А< 1230 A;
А< 1230 А; Iфэ4 = 320,0 А < 1230 A;
+ А185 по нагреву проходит.
И УЗЛОВОЙ СХЕМЫ ПИТАНИЯ
=40км;
сопротивление подвески; для подвески М120 + МФ100 + А185;
Ом/км;
получим:
= 1834156.52 кВт×ч/год;
УЗЛОВОЙ СХЕМ ПИТАНИЯ
расходы определим по формуле:
+ Еo;
— нормативный коэффициент эффективности;
— амортизационные отчисления на контактную сеть;
затраты на обслуживание;
— амортизационные отчисления на пост секционирования;
год;
руб/кВт×ч — стоимость электроэнергии;
питания:
+ Еак.с. + Еo ) × Kкс + DА, руб;
1834156.52 × 0,09 =
165074,09 руб;
(0,12 + 0,046 + 0,03) × 520000 + 165074.09 = 266994.09 руб;
+ Еак.с. + Еo ) × Kк.с. + ( Ен + Еап.с.+ Е0
) × Kп.с. + DА, руб;
руб;
1588326.15 × 0,09
=142949.35 руб;
= 249379.35 руб < Спр.разд = 266994.09 руб;
руб > Кразд =0 руб;
получим:
схемой наиболее выгоден, так как капиталовложения больше чем у раздельной, но
ежегодные приведённые затраты меньше.
РАСЧЕТНОГО ПОЕЗДА НА УСЛОВНОМ ЛИМИТИРУЮЩЕМ ПЕРЕГОНЕ И БЛОК — УЧАСТКЕ ПРИ ПОЛНОМ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОПУСКНОЙ способности
расчетного поезда на условном лимитирующем перегоне
находится в середине межподстанционной зоны, если в середине токи маленькие, то
условный перегон перемещают в зону с большими токами. В пределах условного
перегона выделяется блок участок, равный 1/3 длинны условного перегона.
Скорость поезда зависит от выпрямленного напряжения, которое пропорционально
среднему за полупериод напряжению переменного тока. Поэтому в первую очередь
интересуют именно эти значения напряжения и потерь напряжения.
тяговой сети и выпрямленных токов, приведённых к напряжению контактной сети:
тяговой сети:
контактной сети до расчетного поезда;
ведется аналогично как и при постоянном токе, поэтому надо привести сопротивление
контактной сети и рельсов к постоянному току.
Ом/км — приведённое сопротивление контактной сети для подвески М120 + МФ100 +
А185.
расчетного поезда типа g, на к-ом перегоне в двигательном режиме;
потребления тока поезда типа g, на к-ом перегоне в двигательном режиме;
зоне;
количество поездов в зоне;
типа g по фидерной зоне, по путям I и II;
II(II) × tI(II) × U кВт×ч;
тяговой подстанции определим по формуле:
— коэффициент эффективности, вводимый для перехода от вы прямленных токов к
действующим.
-сопротивление трансформатора и внешней сети, равное:
замыкания трансформатора;
вводах тяговой подстанции, кВ×А;
первой гармоники тока относительно напряжения, равен 370.
средний выпрямленный ток подстанции при максимальных размерах движения, равный:
No.
напряжения у ЭПС определим, используя выражение:
на условном перегоне:
(49):
часа ;
получим:
=737.72 В.
получим:
тяговой сети согласно (49):
2284.6 В;
внешней сети определим из выражения (53)
при максимальных размерах движения определим по формуле (54):
тяговой подстанции определим по формуле (52):
напряжения у поезда на условном перегоне определим, используя выражение (55):
найти среднее значение напряжения за время хода поезда по блок-участку, что при
разграничении поездов блок — участками Тпер/3
блок-участке определим по формуле:
на блок-участке определим по формуле:
1,11 × (DUбу + DUni); (57)
коэффициент для перехода к потери действующего напряжения;
блок — участке должно быть не менее 21 кВ; Uбу ³21 кВ;
уровень напряжения на блок-участке:
часа ;
= 230 × 0,04 × 25 = 230 кВт×ч;
выражение (50) получим:
=800.91 В.
получим:
напряжения в тяговой сети согласно (56):
В;
тяговой подстанции определим по формуле (52):
напряжения на блок-участке согласно (57):
1,11 × (DUбу + DUni) = 27500 – 1.11×(2562.91+971.12) = 23577.23 В;
блок-участке удовлетворяет условию по минимальному уровню напряжения в тяговой
сети, то есть Uбу > 21кВ
способности С УЧЕТОМ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ
напряжения можно откорректировать минимальный межпоездной интервал и перегонную
пропускную способность:
приведённое сопротивление ЭПС;
электровоза за tэ, приведённый к выпрямленному напряжению
определится как
интервал и пропускную способность участка по формуле (58):
= 12 мин;
определим по формуле (59):
РАСЧЁТ минимальных ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ И МАКСИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ТОКОВ двух
СХЕМ ПИТАНИЯ, ВЫБОР СХЕМЫ ЗАЩИТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ОТ коротких ЗАМЫКАНИЙ
может быть определён:
кВ – номинальное напряжение контактной сети;
расстояние от тяговой подстанции до места короткого замыкания, км; x и ra — индуктивное и
активное сопротивления одного километра тяговой сети, Ом/км;
определим в предположении что ток фидера составляет сумму тока трогания одного
ЭПС и отнесённого к этому фидеру средних токов других ЭПС.
А;
питания:
+ (nф1 — 1)× + nф2 ×, А; (62)
— максимальное число ЭПС, которое может находится в фидерной зоне четного
и нечетного путей.
средние значения разложенных поездных токов.
удовлетворять условиям для ВЛ 80н;
=1,2;
=1,5;
схемы питания:
j×0,287 Oм/км;
определим минимальный ток короткого замыкания:
определим по формуле (61)
+ (6 — 1) × 215.8 =
1419 А;
340 + (6 — 1) × 204.4 =
1362 А;
по формуле:
получим:
токовой защиты не достаточно, необходимо снабдить схему электронной защитой
фидера.
схемы питания
определим минимальный ток короткого замыкания:
определим по формуле (62):
+ (6 — 1) × + 6 ×= 1491.7 А;
340 + (6 — 1) × + 6 × = 1497.2 А;
по формуле (64):
защиты не достаточно, необходимо снабдить схему электронной защитой фидера.
электронной защиты фидера ТП
ненаправленная дистанционная защита является основной и отключает без выдержек
времени в пределах 80-85% зоны. При коротком замыкании с шинами
подстанции предусмотрен автоматический перевод первой ступени защиты в режим
токовой отсечки. Этот перевод обусловлен понижением напряжения на шинах тяговой
подстанции до определённого уровня. вторая ступень защиты — направленная защита
с выдержкой времени 0,5 сек. Она резервирует первую ступень защиты. Во второй
ступени используется фазовый орган, который ограничивает характеристику
срабатывания реле в заданном диапазоне.
электронной защиты
тяговой подстанции
первой ступени защиты
× Zвхi , Ом; (66)
— коэффициент отстройки
сопротивления в конце защищаемой зоны, Ом;
сопротивление одного пути двухпутного участка.
проверяется на селективность по отношению к токам нагрузки:
минимальное сопротивление нагрузки, Ом;
= 1,2; Upmin = 25 кВ;
на шинах тяговой подстанции ненаправленная дистанционная защита переводится в
режим токовой отсечки.
минимальное напряжение при коротком замыкании в конце линии;
сопротивление двухпутного участка при соединении контактных подвесок, Ом;
× Iкзmax; (72)
максимальный ток короткого замыкания, протекающий через фидер;
срабатывания направленной дистанционной защиты(вторая ступень)
× Zкзmax; (75)
максимальное сопротивление при коротком замыкании на шинах смежной подстанции;
тяговой подстанции и внешней сети по формуле (65) :
срабатывания первой ступени защиты определим по формуле (66)
проверяем на селективность по отношению к токам нагрузки фидера, используя
выражение (68)
определим по формуле (69):
/ 1497.2 = 16,7 Ом;
при коротком замыкании в конце линии по формуле(71):
токовую отсечку по формуле (70):
6727.72 / 1,2 = 5606.43 В;
короткого замыкания в конце линии по формуле (73):
отсечки по формуле (72):
× Iкзmax = 1.2 × 2599 = 3118.8 А ;
срабатывания защиты на селективность по отношению к токам нагрузки по формуле
(74):
срабатывания второй ступени защиты. Максимальное сопротивление короткого
замыкания на шинах смежной подстанции определим по формуле (76):
срабатывания второй ступени защиты по формуле (75):
фидера контактной сети полностью удовлетворяет условиям нормальной работы, так
как она надёжно отстроена от минимального сопротивления нагрузки и максимальных
токов нагрузки фидеров для узловой схемы.
ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ, МОЩНОСТЬ УСТАНОВКИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
КОМПЕНСАЦИИ И ЕЁ параметры
компенсирующей установки на тяговой подстанции.
мощности плеч питания:
мощности плеч питания
экономического значения реактивной мощности
0,25
компенсации
– 2262.135 = 4556.425 кВ×Ар
7708.95 – 2557.53 = 5151.42 кВ×Ар;
значение установленной мощности КБ
/ kg;
последовательно включенных конденсаторов:
] × 1,1 × 1,05 × 1,15 × 1,15
учитывающий номинальный разброс;
номинальное напряжение 1-го конденсатора = 1,05 кВ;
учитывающий увеличение напряжения на КБ от индуктивности защитного реактора;
учитывающий дополнительный нагрев конденсаторов токами внешних гармоник и
солнечной радиации;
цепи
3000 , 5000 кВ×Ар;
ветвей в КБ:
× M )
— 1,05 -125
— 1,05 -125
/ Uкн;
/ Qкн;
× М / N;
/ 1050 = 119,0 A;
/ 125000 = 8,82 Oм;
40 / 2 = 176,40 Ом;
2 / 40 = 18,0 мкФ;
= 71.43 A;
40 / 4 = 147 Ом;
4 / 40 = 14.7 мкФ;
реактора:
+ LP2) / 2 ;
75
— Хзр;
× М × N;
× 50 × 83 / 1000 = 26.08 Ом;
40 × 2 / 1000=10 МВ×Ар;
× 50 × 99 / 1000 = 31.1 Ом;
40 × 5 / 1000 =10 МВ×Ар;
использования КБ
/ Qуст
× N
/ Iку
× Хкб
2 = 238 А;
1050 = 42000 В;
176.40 = 41983.2 В;
5 = 357.15 А;
1050 = 42000 В;
147 = 52501.05 В;
напряжения в точках включения
357.15 × 1.15 = 410.72 В;
активной и реактивной энергии за год
10230.12) × 8760 =
168 880 711.2 кВт×ч;
711.2 × 0.95 × 0.09 = 14 439 300.81 руб;
+ 7708.95) × 8760 =
127 260 900.0 кВАр;
900.0 × 0.95 × 0.009 = 1 571 382.5 руб
энергии скомпенсированной с помощью установок компенсации:
(4556.425 + 5151.42 ) × 0,95 × 8760 × 0,009 = 727 098.17 руб
«Электроснабжение электрифицированных ж.д.» М.: «Транспорт»
железных дорог. М.: » Транспорт» 1980 г.
железных дорог под редакцией Марквардта К.Г.
указаниями «Электроснабжение электрических железных дорог», Москва –
1990.
Учебная работа. Расчёт системы электроснабжения электрической железной дороги