Определение количества понизительных трансформаторов

В качестве базового для подстанций постоянного тока, принят трансформатор мощностью 25 МВА.

 ,                                                   (1.12)

 

где  К_у – коэффициент участия районной нагрузки в максимуме, 0,97;

 S_р – мощность районной нагрузки, ВА.

 

Найдена часть номинального тока, приходящаяся на тягу поездов по формуле:

 ,                                               (1.13)

 

где U_ш – напряжение на вторичной обмотке силового понизительного трансформатора, равное 10,5 кВ.

Для расчета средней интенсивности износа изоляции обмотки трансформатора определены отношения:

                                             (1.14)

 

Т.к. к_мах<1,5 (0,84< 1,5) то условие нагрузки выполняется.

Средняя интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:

 

                                         (1.15)

 

где _0ном – номинальная температура наиболее нагретой части обмотки, равная 98⁰С;

_ссг –температура окружающей среды в период восстановления нормального движения поездов, задается в зависимости от района;

α  – коэффициент равный 0,115 1/⁰С.

 

                                        (1.16)

 

В последнем выражении:

 

.                                                  (1.17)

 

В формулах (1.16) величины b, a, g и h постоянные, аппроксимирующие зависимости разности температур «обмотки – масло» и «масло - окружающая среда» (b = 2,5, a = 20,5, g = 39,7 и h = 15,3⁰С);

t₀ – среднее время хода по фидерной зоне поездов основного типа в четном и нечетном направлениях:

τ_м – постоянная времени масла принята 2,5 ч для трансформаторов мощностью до 32МВА.

 

;

ⴄ = ;

ꭕ=0,0006 .

По полученной средней интенсивности износа  произведен пересчет номинального тока.

Найден такой расчетный номинальный ток, при котором относительная интенсивность износа изоляции будет нормальной, по формуле:

 

,                        (1.18)

 

где n_сг – число суток с предоставлением окон за год, в курсовой работе принят равным 2/3 числа суток в весенне-летний период.

,                        

Выбранные по износу изоляции трансформаторы проверены по наибольшему допустимому току и наибольшим допустимым температурам обмотки и масла. , 610 < 707.

Наибольшая температура масла определена по формуле:

 

 ;                                 (1.19)

Наибольшая температура обмотки определена по формуле:

 ;                                   (1.20)

Т.к. _мнаиб<95⁰С (64,14⁰С<95⁰С) и _обнаиб<140⁰С (81,09⁰С<140⁰С), то принятые к установке трансформаторы выбраны верно.

На тяговых подстанциях обычно устанавливают два силовых понизительных трансформатора одинаковой мощности. Учитывая это и зная трансформаторную мощность, выбран трансформатор типа ТДТН-25000/110.

Таблица 1.3 - Характеристики трансформатора ТДТН -25000/110

Sн, МВ∙А	Номинальное напряжение обмоток, кВ:			U, кВ	Uкз, %	Потери, кВт		Iо, %
	ВН	СН	НН			Pк.з.	Pхх
25	115	11	3,6	110; 6,3; 10,5	10,5	120	25	0,65

 

Расчет площади сечения проводов контактной сети

Для двух схем питания

Площадь сечения контактной подвески определена экономическим расчетом с последующей проверкой на нагревание.

Расход электрической энергии на движение одного поезда для участков постоянного тока определен по неразложенному графику по формуле:

 

                                         A= ,                                       (1.21)

 

где U_cp - среднее расчетное напряжение в контактной сети, 3 кВ.

;

;

;

;

;

;

 

.

 

Потери энергии в контактной сети фидерной зоны за сутки при узловой схеме питания путей, :

 

(1.22)

 

Потери энергии в контактной сети фидерной зоны за сутки при параллельной схеме питания, :

 

, (1.23)

 

где N_чет, N_нечет - среднесуточные размеры движения по четному и нечетному пути;

А_чет, А_{нечет -} расход энергии на движение одного поезда по четному и нечетному пути;

n - наибольшее число пар поездов, могущих одновременно занимать фидерную зону, вычисляется как средняя величина от поездов по обоим путям:

r_экв - сопротивление всех проводов обеих путей, Ом/км;

А_T  - расход энергии на движение всех поездов за период Т=24 часа по обоим путям фидерной зоны, ;

t _тчет, t _тнечет - время потребления тока поездом на четном и нечетном пути соответственно, час.

Для узловой схемы питания:

;

.

Для параллельной схемы питания:

;

.

Величина годовых потерь энергии найдена по формуле:

 

                                    .                                   (1.24)

 

Для узловой схемы питания:

;

.

Для параллельной схемы питания:

;

.

Величина удельных потерь энергии:

 

                                                                                        (1.25)

 

где В₀ - годовые удельные потери в проводах контактной сети рассматриваемой фидерной зоны, кВтч/Ом∙год;

r _экв - сопротивление омическое или активное параллельно соединенных проводов контактной сети одного пути (при узловой схеме сопротивление всех проводов всех путей, как параллельно соединенных), Ом/км;

l - длина фидерной зоны, км;

∆А_год - годовые потери энергии в проводах фидерной зоны, .

Для узловой схемы питания:

;

.

Для параллельной схемы питания на нечетном пути:

;

.

Расчет экономической площади сечения проводов контактной сети в медном эквиваленте для одной фидерной зоны двухстороннего питания, при сроке окупаемости 8 лет, проведен по формуле:

 

                                             (1.26)

 

Для узловой схемы питания:

;

;

Для параллельной схемы питания:

;

;

Выбран тип контактной подвески для всех путей с обеих сторон тяговой подстанции с указанием допустимой нагрузки по току, а также найдено электрическое сопротивление.

Таблица 1.4 - Тип выбранной контактной подвески с указанием допустимой нагрузки по току

Схема питания	Тип конт.подвески	S, мм²	Iдоп, А	Rтс,Ом/км
Узловая схема	М 120 + 2МФ 100 + 3А 185 (4 Р75)	646,4	3445	0,039
Паралл. схема