курсовой. 1 техническая часть
 Скачать 1.22 Mb.
|
|
Расчёт максимальных рабочих токов Максимальный рабочий ток в элементе РУ находим по формуле:  , (1.20)где  – максимальная мощность, передаваемая по данному элементу распределительного устройства, кВА;Uн – номинальное напряжение, кВ. Максимальная мощность вводов отпаечной подстанции определяется по формуле:  (1.21)где Sнтр – мощность головного понизительного трансформатора, кВА.   Результаты расчетов сведены в таблицу 1.5. Таблица 1.5 ‒ Максимальные мощности и рабочие токи в элементах РУ ………………отпаечной тяговой подстанции постоянного тока
В таблице 1.5 обозначено: SФi ‒ расчетная мощность i - го фидера нетяговых потребителей, кВА; SТСН ‒ номинальная мощность ТСН, кВА; S1н – номинальная мощность сетевой обмотки преобразовательного трансформатора; S∑10; S∑35 ‒ расчетная трансформаторная мощность, необходимая для питания нетяговых потребителей РУ ‒ 10 кВ, кВА; I2Н ‒ номинальный ток вентильной обмотки преобразовательного трансформатора, А; IdH ‒ номинальный ток преобразователя, А; IdТП ‒ заданный выпрямленный ток подстанции, А. Выбор токоведущих частей 1.6.1 Выбор токоведущих частей для ОРУ ‒ 110 кВ На проектируемой тяговой подстанции РУ – 110 кВ выполняется открытыми (ОРУ). Используются гибкие сталеалюминевые провода круглого сечения марки АС. Сечение проводов выбирается по условию IДОП IР МАХ , (1.22) где IДОП ‒ максимально допустимый ток проводника, А; IР МАХ ‒ максимальный рабочий ток данного элемента ОРУ, А. Токоведущие части находятся на открытом воздухе и подвешиваются на подвесные изоляторы. Поэтому проверка на электродинамическую и термическую стойкость для них не производятся. Выберем гибкие сталеалюминевые провода для вводов РУ ‒ 110 кВ, питающихся от энергосистемы, на IPMAX = 168 А. По условию (1.22) выбираем провод АС – 35, для которого IДОП = 175 А. По условию механической прочности выбираем провод АС-50, а по условию коронирования – АС-70. Выбранные сечения проводов вводов питающего напряжения подстанции должны быть проверены по экономической плотности тока:  (1.23)где jЭК ‒ нормированное значение экономической плотности тока, определяется в зависимости от часов использования максимума нагрузки в год для сталеалюминевого проводника, jЭК = 1,3 А/мм2. Сечение провода по экономической плотности тока равно:  Ближайшим из стандартных значений является сечение 120 мм2. Поэтому для вводов РУ ‒ 110 кВ от энергосистемы принимаем провод АС-120 с IДОП= 390 А. Аналогично выбираются провода для остальных присоединений ОРУ ‒ 110 кВ. Результаты выбора гибких токоведущих частей сведем в таблицу 1.6. Таблица 1.6 – Выбор гибких проводников
1.6.2 Выбор токоведущих частей для РУ ‒ 10 кВ РУ ‒ 10 кВ на тяговой подстанции, как правило, выполняется закрытым. В качестве токоведущих частей используем алюминиевые проводники прямоугольного сечения (шины). Сечение шин проводника выбирается по условию (1.22). Шины могут быть расположены "на ребро" или "плашмя". Выбираем способ расположения шин "плашмя". Cборные шины РУ переменного тока проверяются на термическую и электродинамическую стойкость. Для проверки на электродинамическую устойчивость нужно определить наибольший изгибающий момент М, Н∙м, действующей при коротком трехфазном замыкании на проводник по формуле:  (1.24)где iyд – ударный ток в данном РУ, кА; l – расстояние между осями изоляторов, принимаем 1 м; а – расстояние между осями проводников разных фаз, принимаем 0,25 м. Далее рассчитывается момент сопротивления сечения проводника W, мм3, относительно оси инерции, перпендикулярной плоскости их расположения. При расположении шин «плашмя» момент сопротивления равен:  (1.25)где b, h – толщина и высота прямоугольного проводника, мм. Наибольшее расчетное РАСЧ, механическое напряжение в шинах определяется по формуле:  (1.26)Проверка жестких проводников на электродинамическую устойчивость проводится по условию неравенства: РАСЧ , (1.27) где – допустимое механическое напряжение, для алюминия = 65 МПа. Рассмотрим проверку на термическую устойчивость. Последовательность данной проверки состоит в следующем. Рассчитывается сечениепроводников по формуле: qВ = b ∙ h. (1.28) Определяется тепловой импульс тока короткого замыкания: BK = I2П0 ∙ (tЗАЩ МАХ + tCB + tГ + TA ), (1.29) где IП0– суммарное значение периодического тока короткого замыкания в нулевой момент времени, кА; tЗАЩ МАХ– максимальное время действия релейной защиты, принимается равным 1,5 с, что соответствует времени срабатывания вторых ступеней резервных защит; tCB – собственное время отключения выключателя принимается 0,1 с; tГ – время гашения дуги, равное 0,05 с; TA – постоянная времени, равная 0,05 с. Находится сечение проводников, которое может выдержать термическое действие тока короткого замыкания:  (1.30)где С – коэффициент, равный для алюминиевых проводников 90 А с1/2/мм2. Проводник будет термически стоек, если будет соблюдаться следующее условие, т.е. если выбранное сечение жестких проводников будет больше или равно минимальному: qВ qMIN, (1.31) Рассмотрим выбор проводника для ввода и шин РУ ‒ 10 кВ из проводников АДО. IР МАХ = 715,487 А при ударном токе КЗ iУ = 24,05 кА. Выбираем однополосный алюминиевый проводник АДО 60 × 6 (h = 60 мм, b = 6 мм) с IДОП= 870 А. При расположении «плашмя» допустимый ток уменьшается. При h > 60мм допустимый ток равен: I’ДОП = 0,92·IДОП, (1.32) I’ДОП = 870·0,95 = 800,4 (А); 800,4 (А) 715,49 (А). Условие выполняется. Наибольший изгибающий момент М будет равен:  . Определим для этого проводника момент сопротивления. При расположении ‹‹плашмя›› момент сопротивления равен:  Наибольшее расчетное напряжение в материале проводника равно:  11,13 (МПа) ≤ 65 (МПа). Условие проверки на электродинамическую устойчивость выполняется. Проведем проверку на термическую устойчивость. qВ = 60 · 6 = 360 мм2. Полный тепловой импульс тока КЗ равен: Вк = 9,432 ·(1,5 + 0,1 + 0,05 + 0,05) = 151,172 (кА2·с). Определим сечение проводников, которое может выдержать термическое действие тока короткого замыкания:  360 мм2 ≥ 136,613 мм2. Условие проверки на термическую стойкость выполняется. Остальные проводники РУ-10 кВ рассчитываются аналогично. 1.6.3 Выбор токоведущих частей для ЗРУ – 3,3 кВ В качестве токоведущих частей в распредустройстве постоянного тока 3,3 кВ также используют шины марки АДО. Токоведущие части 3,3 кВ на электродинамическую и термическую стойкости не проверяются, потому что защищены быстродействующими выключателями. Фидеры и отсасывающий провод РУ 3,3 кВ выполняются проводами марки А-150 или А-185. Число параллельных проводников в одном фидере не может превышать - 6, а в отсасывающем проводе – 10. На тяговых подстанциях электрических железных дорог РУ 3,3 кВ выполняют закрытыми (ЗРУ). Для фидеров контактной сети внутри помещения (постоянный ток IР МАХ= 2100 А) выбираем шины прямоугольного сечения АДО-120 × 10 (IДОП= 2300 А). Для фидеров контактной сети вне помещения (постоянный ток IР МАХ= 2100 А) после проходного изолятора выбираем 5 параллельных проводов 5 × А-150 (IДОП= 5 × 440 = 2200 А). Для отсасывающего провода вне помещения (постоянный ток IР МАХ =3150 А) выбираем шины прямоугольного сечения 2 × АДО-100 × 10 (IДОП= 3350 А). Для отсасывающего провода внутри помещения (постоянный ток IР МАХ =3150 А) выбираем семь параллельных проводников 7 × А-185 (IДОП = 7×500 = 3500 А). Результаты выбора токоведущих частей сведены в таблицу 1.7. Таблица 1.7 – Выбор токоведущих частей закрытых РУ
Окончание таблицы 1.7
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||