КП ЭлЖД Заказ 3. Электроснабжение участка электрифицированной железной дороги переменного тока

Название	Электроснабжение участка электрифицированной железной дороги переменного тока
Дата	13.09.2021
Размер	287.66 Kb.
Формат файла
Имя файла	КП ЭлЖД Заказ 3.docx
Тип	Курсовой проект #231706
страница	7 из 7

1 2 3 4 5 6 7

8. Расчет токов короткого замыкания в тяговой сети и максимально рабочих токов подстанции с выбором уставки токовой защиты

_{В тяговой сети токи коротких замыканий в некоторых случаях соизмеримы с максимальными рабочими токами. В следствии этого для нормальной работы релейной защиты необходимо знать минимальный ток короткого замыкания (КЗ) и максимальный рабочий ток фидера контактной сети тяговой подстанции.}

_{Минимальный ток короткого замыкания на участке электрифицированной железной дороги переменного тока определяется по формуле:}

(8.1)
_Где_U_{Н – номинальное напряжение на шинах ТП, 27,5 кВ;}_S_{КЗ – заданная мощность КЗ, МВА;}_S_{Н – суммарная мощность силовых трансформаторов ТП, включенных в параллельную работу, кВА;}_u_{ВН – напряжение КЗ пар обмоток (высшего и низшего напряжения) для выбранного типа трансформаторов, %;}_u_{СН – напряжение КЗ пар обмоток (среднего и низшего напряжения) для выбранного типа трансформатора, %;}_r_{0 и}_x_{0 – соответственно активная и индуктивная составляющие сопротивления одного километра тяговой сети двухпутного участка при параллельной схеме соединения контактных подвесок;}_lk_{– расстояние от расчетной подстанции ТП-2 до точки короткого замыкания, равное 11 км.}
_{Подставим значения и произведем расчет:}

_{Минимальный ток фидера контактной сети определим по формуле:}

(8.2)
_{Подставим значения и найдем минимальный ток КЗ:}

_{Для выбора уставки защиты ФКС тяговой подстанции, необходимо определить его максимальный рабочий ток для параллельной схемы соединения контактных подвесок смежных путей. Произведём расчет по формуле:}

(8.3)
_Где_I_{тр – максимальный ток трогания ЭПС, принятый 430 А в соответствии с [2];}_n_{Ч и}_n_{Н – максимальное число поездов на участки четного и нечетного пути (округляется до большего значения);}_I_{Ч и}_I_{Н – средний ток ФКС четного и нечетного пути, определим по формуле 8.4.}
_{Средний ток ФКС четного и нечетного пути определяется по формуле:}

(8.4)
_Где_W_{Ч, Н – значения для максимально загруженного участка, определенные по формуле 3.2;}_t_{Ч, Н – время движения поезда по расчетному участку.}
_{Подставим значения и произведем расчет для левого плеча тяговой подстанции 2, так как он самый загруженный.}

_{По специальному соотношению рассчитаем окончательные значения уставок защит:}

(8.5)
_Где_k_{Н – коэффициент надежности, принятый 1,25;}_k_{Ч – коэффициент чувствительности, принятый 1,5;}_k_{В – коэффициент возврата реле, принятый 0,9.}

_{В результате расчета получим следующий диапазон:}

_{Таким образом защита от токов короткого замыкания должна быть настроена в диапазоне от 2,7 кА до 3,6 кА, примем уставку срабатывания тока КЗ 3 кА.}

9. Технико-экономическое обоснование при выборе рациональной схемы соединения проводов контактных подвесок смежных путей

_{Экономическое сравнение вариантов производится только при условии их технической эквивалентности. Рациональным признается тот вариант, для которого приведенные ежегодные затраты являются минимальными. Приведенные ежегодные затраты определяются по формуле:}

(9.1)
_{Где С – ежегодные эксплуатационные расходы по параллельной схеме соединения, определяются по формуле 9.2; ЕН% - коэффициент эффективности капитальных вложений, величина, обратная нормированному сроку окупаемости (при ТН = 8 лет, ЕН% = 12,5%); К}_i_{– капитальные вложения по элементам данного варианта; α}_i_{– соответствующие амортизационные квоты, принятые 5,5 %.}

(9.2)
_{Где Т – стоимость 1 кВт·час электрической энергии; Δ}_W_{– потери на расчетном участке.}
_{В данном курсовом проекте технико-экономический расчет выполняется в облегченном виде, сравнивается раздельная и параллельная схемы соединения проводов контактных подвесок смежных путей. Расчет будем производить для той фидерной зоны для которой выбиралась контактная подвеска, это левое плечо тяговой подстанции ТП 2.}

_{Капитальные затраты для раздельной схемы на двухпутном участке определяются по формуле:}

(9.3)
_{Где К1 – стоимость 1 км выбранной контактной подвески двух путей, 1900 тыс. руб./км;}_l_{– длина меж подстанционной зоны, км.}
_{Капитальные затраты для параллельной схемы, (реализуемой путем установки на фидерной зоне одного поста секционирования), составляют:}

(9.4)
_{Где КПС – стоимость поста секционирования, 1320 тыс. руб, КППС – стоимость одного пункта параллельного соединения, 300 тыс. руб.}
_{Подставим значения и произведем расчет:}

_{Определим величину потерь электроэнергии в контактной сети для сравниваемых схем. Для раздельной схемы годовые потери электроэнергии равны:}

(9.5)
_{Где В01 и В02 – соответственно условные годовые потери для первого и второго путей;}_r_{’1 и}_r_{’’1 – погонные активные сопротивления первого и второго путей при раздельной схеме соединения контактных подвесок, так как контактная подвеска везде принята одна и та же то они равны, 0,13 Ом·км.}_l_{– длина фидерной зоны, км.}
_{По формуле 5.1 определим потри электроэнергии при раздельной схеме соединения подвесок, подставим значения и произведем расчет:}

_{При параллельной схеме величина потери электроэнергии равна:}

(9.6)
_{Где В0 – условные потери электроэнергии, определенные в разделе 5;}_r_{2 – сопротивление тяговой сети при параллельной схеме, 0,088 Ом·км.}
_{Подставим значение и произведем расчет:}

_{Произведем расчет для раздельной схемы:}

_{Для параллельной схемы:}

Вывод

При выполнении курсового проекта, был рассчитан участок переменного тока длинной 93 км с тремя ТП, расстояние между которыми было определено расчетом. Была выбрана контактная подвеска для обоих путей и проверена по нагреву и пропускной способности, полученные значения не превышали допустимые, и поэтому была окончательно выбрана подвеска ПБСМ-95+МФ-100. Трансформаторы включены в параллель с номинальной мощностью 40 МВА марки ТДТНЖ 40000-110/10,5/27,5.

По расчетным потерям напряжения значение пропускной способности стало меньше. Для защиты от токов КЗ были рассчитаны токовые уставки для двух фидеров ТП2, значения составили 3000 А.

При экономическом расчете были сравнены две схемы соединения КП, раздельная и параллельная. По итогам расчета затрат экономически выгодной оказалась параллельная схема.

Список литературы

Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации [Текст]: ЦЭ-462 – дата принятия. 1997-06-04. – Москва: Интекс, 1997. – 79 с.
А.В. Воприков, И.В. Игнатенко Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Электроснабжение железных дорог», Хабаровск – 2017 год.
Проектирование систем энергоснабжения электрических железных дорог [Текст]: Учеб. Пособие для высш. Учебн. Заведений ж.д. транспорта / под редакцией Л. М. Перцовского – Москва: Трансжелдориздат, 1963 – 616 с.
Фигурнов Е. П. Релейная защита [Текст]: учеб. /Е.П. Фигурнов; В 2 ч. 3-е издание. Москва

1 2 3 4 5 6 7