Электронная техника и преобразователи в электроснабжении. Отчет пот практическим работам по дисциплине Электронная техника и преобразователи в электроснабжении

• Название: Отчет пот практическим работам по дисциплине Электронная техника и преобразователи в электроснабжении
• Дата: 16.06.2021
• Размер: 90.11 Kb.
• Имя файла: Электронная техника и преобразователи в электроснабжении.docx
• Тип: Отчет; #218111

Отчет пот практическим работам

по дисциплине «Электронная техника и преобразователи в электроснабжении»

Выполнил: студент группы

Исходные данные

Род тока	постоянный
Тип тяговой подстанции	транзитная
Мощность к.з. на вводах опорных подстанций, связывающих их с энергосистемой (в числителе – SкзI, в знаменателе – SкзII), МВ∙А
Число фидеров, питающих контактную сеть	4
Число фидеров районных потребителей (числитель) и наибольшая мощность, передаваемая по одному фидеру (знаменатель), кВ∙А
Количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов, кВт∙ч

Практическая работа №1

Составление однолинейной схемы главных электрических

соединений тяговой подстанции

Схему главных электрических соединений следует составить на основе типовых проектных решений и с учетом требований Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Такая схема определяет состав необходимого высоковольтного оборудования, а дальнейшие расчёты позволят выбрать тип этого оборудования.

ОРУ- 110 кВ транзитной подстанции выполняет по мостиковой схеме «Н» с рабочей и ремонтной перемычками. Выводы ЛЭП подключаются через разъединители с моторными приводами. В рабочей перемычке устанавливается высоковольтный выключатель. Подключение понижающих трансформаторов осуществляется через разъединители с моторными приводами и высоковольтные выключатели.

Электроснабжение устройств автоблокировки осуществляется от тяговых

подстанций по линиям 6 – 10 кВ, 50 Гц, которые получают питание от шин собственных нужд через повышающий трансформатор 0,38/6-10 кВ. Схемы главных электрических соединений тяговых подстанций переменного и постоянного тока имеют некоторые особенности.

Подстанции постоянного тока. На подстанциях постоянного тока применяется схема с двойной трансформацией, с использованием трёхобмоточных понижающих и двухобмоточных преобразовательных трансформаторов.

РУ-3,3 кВ состоит из рабочей (плюсовой шины), минусовой и запасной шин.

Плюсовая и запасная шины разделяются двумя разъединителями на три секции, а минусовая шина не секционируется.

Выпрямительные агрегаты присоединяют к шинам РУ-3,3 кВ через

быстродействующие выключатели (БВ) и разъединители. На каждой подстанции устанавливаются два преобразовательных агрегата – один рабочий, другой – резервный.

К средней секции РУ-3,3 кВ присоединяется сглаживающее устройство. Для повышения отключающей способности БВ и снижения перенапряжений параллельно реакторам сглаживающего устройства подключается разрядное устройство.

Фидеры контактной сети через БВ и разъединители с одной секции питают пути одного направления, а с другой – другого направления.

К каждой секции шин РУ переменного тока, где подключены преобразовательные агрегаты, подключены также ТСН, ТН и ОПН.

На основе исходных данных, перечисленных указаний и типовых проектных решений можно составить предварительную однолинейную схему главных электрических соединений заданной тяговой подстанции, определить состав электрооборудования подстанции. В дальнейшем предстоит это оборудование выбрать по рабочим токам и напряжениям и проверить по т.к.з. на электродинамическую и термическую устойчивость.

На схеме главных электрических соединений следует указать типы выбранного оборудования и токоведущих частей тяговой подстанции. Чертежи оформляются согласно.

Практическая работа №2

Выбор числа, типа и мощности агрегатов и трансформаторов.

Выбор и определение числа выпрямителей (для подстанций постоянного тока). Определение числа выпрямителей производится по величине среднего тока Iср подстанции.

 Этот ток может быть определен через расход электрической энергии на тягу поездов:

А

где W_ср — количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов, кВ А ; U_ср — среднее напряжение в контактной сети, 3 кВ; T — количество часов в году, 8760 ч.

Необходимое число выпрямителей определяется по формуле:



где I_ср – средний ток нагрузки подстанции, А; I_dн – номинальный ток выпрямителя, А; K_пер – коэффициент перегрузки.

Выберем ТПЕД- 3,3- У1, принимаем тяговый трансформатор ТРДП- 12500/10ЖУ1.

Мощность трансформаторов СН может быть определена по следующим формулам:

где K_СН – коэффициент собственных нужд, равный 0,005 – 0,007 для подстанций переменного тока и 0,008 – 0,01 – для подстанций постоянного тока; n_ТП – число понижающих трансформаторов на тяговой подстанции (n_ТП = 2); S_НТП – номинальная мощность понижающего трансформатора; Sаб – мощность устройств автоблокировки для опорных и транзитных подстанций равна 60 кВ∙А, для отпаечной и тупиковой – 40 кВ∙А; SМХ – мощность передвижной базы масляного хозяйства равна 20,0 кВ∙А; Sпод - мощность трансформатора подогрева для опорных подстанций равна 250 кВ∙A. На подстанциях постоянного тока – трансформаторы: ТМ1000.

Выбор понижающего трансформатора. Для подстанций постоянного тока типовым решением является схема с двойной трансформацией напряжения.

Поэтому наибольшая расчётная мощность силового понизительного трансформатора определяется по формуле:



где S_Т – мощность тяговой нагрузки, кВ∙A; S_НП – мощность нетяговой и посторонней нагрузки, кВ∙А (задается преподавателем); S_СН – мощность трансформатора собственных нужд, кВ∙А; S_р – мощность районной нагрузки на шинах 35 кВ, кВ∙А; Кр – коэффициент, учитывающий разновременность наступления максимумов тяговой и нетяговой нагрузок, принимается в пределах 0,95 – 0,98.

Мощность тяговой нагрузки определяется по формуле:



где W_ср — количество энергии, отпускаемой за год на тягу поездов, кВ А; cos - коэффициент мощности.

Мощность районной нагрузки на шинах 35 кВ определяется по формуле:



где n_ф.р. - число фидеров районных потребителей; S_{ф.р.наиб.} - наибольшая мощность, передаваемая по одному фидеру.

Выбираем понижающий трансформатор типа-ТДТН16000/110.

Практическая работа №3

Выбор токоведущих частей и электрической аппаратуры

Токоведущие части и электрические аппараты (шины, разъединители, выключатели, ТТ, ТН, рубильники, автоматы, ОПНы, изоляторы) выбираются по напряжению электроустановки и наибольшему рабочему току длительного режима работы.

При выборе электрической аппаратуры учитываются род установки (наружная или внутренняя), габариты, нагрузка от силы тяжести, удобство размещения и эксплуатации.

Общие условия выбора аппаратуры по длительному режиму заключаются в сравнении рабочего напряжения и наибольшего рабочего тока с его номинальным напряжением и током.






где U_р – рабочее напряжение установки; U_ном – номинальное (каталожное) значение напряжения; I_р.наиб. – наибольший рабочий ток; I_ном.дл. – номинальный (каталожный) ток.

Выбранное оборудование по каждому РУ следует свести в таблицу 2.

Таблица 2 - Выбор и проверка коммутирующей аппаратуры.

Тип выбираемого аппарата		Расчётные данные												Паспортные данные													Количество
		Uраб, кВ	Iраб.max, кА	Iп0, кА	iу, кА		Bк, кА2 ∙t			qmin, мм 2				Uном, кВ		Iном, кА		Iном.откл, кА		iскв, кА	2∙t Т, кА2 ∙t		q ш, мм 2
ОРУ 110 кВ
Разьединитель РНДЗ-2-110/1000		110	1000										110		600										2
Разьединитель РЛНДЗ-1-110/1000		110	1000										110		600										3
Трансформатор ТДТН-16000		110	25000										110		1600										2
Разъединитель РГ1а-110 II/1000		110	1000										110		1000										2
Разъединитель РГ2-110-110 II/1000		110	1000										110		1000										2
Трансформатор ТГФМ-110II 200/1 600/5		110	600										110		600										2
Трансформатор ТВ-110 600/5		110	600										110		600										2
Выключатель МКП-110Б		110	1000										110		630										3
ОПН-110		110											110												6
ОРУ 35 кВ
Разъединитель РНДЗ - 1 35/630	35		1000										35		630										6
Разъединитель РГ2-35II*/1000	35		1000										35		1000										6
Трансформатор ТВ – 35 600/5	35		600										35		600										1
Трансформатор ТВ – 35 300/5	35		300										35		300										1
Выключатель ВБД-35	35		630										35		630										1
Выключатель ВМД-35	35		630										35		630										1
Выключатель ВМГ-35	35		630										35		630										1
Выключатель ВБГ-35	35		630										35		630										1
ОПН-П1-35	35												35												6
ЗРУ-3,3 кВ
Разрядник РВКУ-3,3	3,3		1,65										3,3		1,65										1
Шины РВПК-3,3	3,3												3,3												1
ОПН-3,3	3,3												3,3												12

Практическая работа №4

Определение наибольших рабочих токов

Наибольший рабочий ток для вводов опорной и транзитной подстанций и перемычки между вводами может быть определён по выражению:



где K_пр – коэффициент перспективы развития потребителей, равен 1,3; n_ТП – число понижающих трансформаторов на подстанции, равно 2; S_НТП – номинальная мощность понижающего трансформатора; S_транз. – транзитная мощность, проходящая через шины данной подстанции для питания соседних; K’_р – коэффициенты разновременности максимальных нагрузок данной и соседних подстанций равны 0,7 – 0,8; U_н – номинальное напряжение U_н = 110 кВ.

Транзитную мощность S_транз. для транзитной и опорной подстанций можно определить следующим образом:

где n_ТП – число трансформаторов на подстанции (n_ТП = 2); S_{НТП ОТП}, S_{НТП транз}., S_{НТП туп}. – номинальные мощности понижающих трансформаторов соответственно отпаечной, транзитной и тупиковой подстанций, кВ∙А

Наибольший рабочий ток для вводов и шин отпаечной и тупиковой подстанций может быть определён по выражению:

где K_рнΙ – коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного напряжения, равен 0,6 – 0,8.

Наибольший рабочий ток на выводах понижающих трансформаторов может быть определён по выражению:
;

;

;

.
Наибольший рабочий ток шин СН и НН понижающих трансформаторов и секционного выключателя может быть определён по выражению:









где K_{рн ΙΙ} – коэффициент распределения нагрузки по шинам вторичного напряжения, равный 0,5 – 0,7 (0,5 – при числе присоединений пять и более, 0,7 – при меньшем числе присоединений).

Наибольший рабочий ток первичной обмотки преобразовательного трансформатора может быть определён по выражению:



где K_пер – коэффициент перегрузки, с учётом перегрузочной способности выпрямителя, принять K_пер = 1,25; S_НПРТР – номинальная мощность преобразовательного трансформатора; U_н1 – номинальное напряжение первичной обмотки преобразовательного трансформатора.

Наибольший рабочий ток вторичной обмотки преобразовательного трансформатора может быть определён:



где I_dн номинальный выпрямленный ток полупроводникового преобразователя.

Наибольший рабочий ток главной и «плюсовой» шины РУ-3,3 кВ тяговой подстанции постоянного тока:



где K_рн – коэффициент распределения нагрузки на шинах (при N = 2 K_рн =0,8); N –число преобразовательных агрегатов на подстанции.

Наибольший рабочий ток на вводах нетяговых (районных) потребителей определяется по выражению:



По значениям максимальных рабочих токов, с учётом рабочего напряжения электроустановки могут быть выбраны высоковольтные коммутационные аппараты, трансформаторы тока и напряжения, токоведущие части и изоляторы, ОПНы всех РУ заданной тяговой подстанции.