Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2011 в 19:14, курсовая работа
Железные дороги – одна из важных составных частей материально–технической базы экономики страны.
Система постоянного тока была первой системой в России, по которой началась электрификация железных дорог. В настоящее время эксплуатационная длина электрифицированных на постоянном токе железнодорожных линий составляет около 20 тыс. км, питание которых осуществляют около 1000 тяговых подстанций. До 1955 года электрификация железных дорог велась на постоянном токе напряжением 1,65 и 3,3 кВ, с 1995 г. – на переменном токе напряжением 27,5 кВ и постоянном 3,3 кВ.
Введение…………………………………………………………………………... 7
1 Схемы электрических соединений…………………………………………… 8
2 Мощность подстанции………………………………………………………… 9
2.1 Полная расчетная мощность подстанции…………………………………. 9
2.2 Выбор главных понижающих трансформаторов………………………… 10
2.3 Полная мощность подстанции……………………………………………… 10
3 Максимальные рабочие токи………………………………………………… 12
4 Расчет токов короткого замыкания…………………………………………. 14
5 Выбор и проверка выключателей…………………………………………… 18
6 Выбор и проверка сборных шин и присоединений распределительных устройств…………………………………………………………………………. 21
7 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения……… 26
8 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока………………. 27
9 Выбор и проверка разъединителей…………………………………………. 30
10 Требование правил устройства электроустановок к сооружению подстанций………………………………………………………………………. 31
Заключение……………..…………………………………………………………. 32
Библиографический список………………………………………………………
6
Выбор и проверка сборных шин
и присоединений
Выбираем
гибкие провода марки АС – 70, установленные
в обмотке среднего напряжения силового
трансформатора по длительно допустимому
току:
где Iдоп – допустимый ток, А;
265 А > 109,17 А.
По
термической стойкости:
где q – площадь сечения гибкого провода, мм 2;
70 мм2 > 29,748 мм2 .
Минимальное
сечение рассчитываем по формуле:
где
С – коэффициент алюминиевых шин принимаем
равный 88
Радиус
провода рассчитываем по формуле:
где
dпр – диаметр провода, мм;
Максимальное
значение начальной критической
напряженности электрического поля,
при котором возникает разряд в виде короны
рассчитываем по формуле:
где
m – коэффициент, учитывающий шероховатость
поверхности провода, принимаем для много
проволочных проводов 0,82;
При
горизонтальном расположении среднее
геометрическое расстояние между проводами
фаз рассчитываем по формуле:
где
D – расстояние между соседними фазами,
для системы сборных шин 110 кВ принимаем
300 см;
Напряженность
электрического поля около поверхности
провода рассчитываем по формуле:
где
U – линейное напряжение, приложенное
к шинам, кВ;
Проверим
гибкие провода марки АС – 70 установленный
в обмотке высшего напряжения силового
трансформатора по отсутствию коронирования:
0,9 ∙ 34,559 ≥ 1,07 ∙ 23,685;
31,103 кВ/см > 25,343 кВ/см.
Результаты расчетов сводим в таблицу 6.1. данные гибкие провода являются термически стойкими и соответствуют отсутствию коронирования.
Аналогично
проверяем гибкие провода марки АС – 120
установленные в ОРУ – 110 кВ, результаты
расчетов сводим в таблицу.
Выбираем
жесткие шины марки А-30×4 установленные
в первичной обмотке ТСН по длительному
допустимому току:
365 А > 47,285 А.
По
термической стойкости:
120 мм2 > 83,261 мм2
Момент
сопротивлений при расположении
на ребро рассчитываем по формуле:
Проверяем
жесткие шины марки А-30×4 установленные
в первичной обмотке ТСН на электродинамическую
стойкость:
80 МПа > 51,563 МПа.
Электродинамическую
стойкость рассчитываем по формуле:
Данные жесткие шины, являются электродинамические стойкими и располагаются на ребро. Результаты расчетов сводим в таблицу 6.2.
Аналогично проверяем жесткие шины марки А - 80×6 установленные в обмотке низшего напряжения силового трансформатора, марки А - 50×5 на сборных шинах напряжением 10 кВ, на фидерах районных потребителе устанавливаем жесткие шины марки А - 30×4. Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 6.1- Проверка выбранных гибких проводов | Расчетные значения | 0,9Е0≥
1,07Е, кВ/см |
30,006≥20,217 |
Е, кВ/см | 18,894 | ||
Е0, кВ/см | 33,34 | ||
Dср, см | 378 | ||
rпр, см | 0,765 | ||
qмин, мм2 | 16,655 | ||
Вк,
кА2∙с |
2,148 | ||
Iраб.макс,
А |
336,31 | ||
Паспортные данные | dпр, мм | 15,3 | |
q, мм | 120 | ||
Iдоп, А | 380 | ||
Марка |
АС – 120 | ||
Место установки |
ОРУ – 110 кВ |
Таблица 6.2 – Проверка выбранных сборных шин | Расчетные значения | σрасч, МПа | 51,563 | 51,563 | 8,594 | 19,803 | 51,563 | 51,563 | |
W, м3 | 80 | 80 | 480 | 480 | 80 | 80 | |||
qмин, мм2 | 83,261 | 83,261 | 131,748 | 107,813 | 83,261 | 83,261 | |||
Вк, кА2с | 53,685 | 53,685 | 134,416 | 90,014 | 53,685 | 53,685 | |||
Iраб.макс
А |
47,285 | 28,146 | 1200,889 | 594,041 | 268,104 | 8,472 | |||
Паспортные данные | σдоп, МПа | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | ||
q,
мм2 |
120 | 120 | 480 | 250 | 120 | 120 | |||
Iдоп,
А |
365 | 365 | 1320 | 665 | 365 | 365 | |||
Марка | А-30×4 | А-30×4 | А-80×6 | А-50×5 | А-30×4 | А-30×4 | |||
Место установки | Первичная обмотка ТСН | Фидер ПЭ | Обмотка низшего напряжения силового трансформатора | Сборные шины 10 кВ | Фидера районных потребителей | железнодорожный вокзал | Жилой поселок |
7
Выбор и проверка
Выбираем
измерительный трансформатор напряжения
НКФ-110-УХЛ1 установленный в ОРУ – 110 кВ
по номинальному напряжению:
110 кВ = 110 кВ.
Данный
трансформатор проверяем на соответствие
классу точности:
2000 ВА > 112 ВА;
300 ВА > 32 ВА.
Расчетная
мощность трансформатора напряжения рассчитываем
по формуле:
Выбираем
приборы, подключаемые к трансформаторам
напряжения НКФ–110 и 3х3НОЛ.06-10 приведенные
в таблице 7.1; 7.2.
Таблица 7.1 – Приборы подключаемые к трансформаторам напряжения 110 кВ
Исходные параметры | Расчетные значения | |||||||
Прибор | Тип | Класс точности | Sприб, В∙А | cosφ | Количество,n | sinφ | Pприб,
Вт |
Qприб,
Вар |
Вольтметр | Э 377 | 1(3) | 1,6 | 1 | 1 | 0 | 1,6∙1∙1=1,6 | 1,6∙1∙0=0 |
Счетчик активной энергии | ЦЭ–6805 | 1,0 | 6 | 1 | 10 | 0 | 6∙1∙10=60 | 0 |
Счетчик реактивной энергии | ЦЭ–6811 | 1,0 | 4 | 1 | 10 | 0 | 4∙1∙10=40 | 0 |
Реле напряжения | РН-60 | 1,0 | 4 | 1 | 3 | 0 | 4∙1∙3=12 | 0 |
Итого: | 112 | 0 |
Таблица 7.2 – Приборы, подключаемые к трансформаторам напряжения 10 кВ
Исходные параметры | Расчетные значения | |||||||
Прибор | Тип | Класс точности | Sприб, В∙А | cosφ | Количество,n | sinφ | Pприб,
Вт |
Qприб,
Вар |
Вольтметр | Э 377 | 1(3) | 1,6 | 1 | 1 | 0 | 1,6∙1∙1=1,6 | 1,6∙1∙0=0 |
Счетчик активной энергии | ЦЭ–6805 | 1,0 | 6 | 1 | 2 | 0 | 6∙2=12 | 0 |
Счетчик реактивной энергии | ЦЭ–6811 | 1,0 | 4 | 1 | 2 | 0 | 4∙2=8 | 0 |
Реле напряжения | РН-60 | 1,0 | 4 | 1 | 3 | 0 | 4∙1∙3=12 | 0 |
Итого: | 32 | 0 |
8
Выбор и проверка
Выбираем
измерительный трансформатор
110 кВ = 110 кВ.
По
номинальному току: