Определение количества понизительных трансформаторов

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

,(3.1)

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:

,                                               (3.2)

 

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

Для расчета средней интенсивности износа изоляции обмотки трансформатора определены отношения:

                                    (3.3)

 

Т.к. к_мах<1,5 (0,96< 1,5), то условие нагрузки выполняется.

Средняя интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:

 

                            (3.4)

 

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.

 

                                  (3.5)

 

В последнем выражении:

η= .                                     (3.6)

 

В формулах (3.5) 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 принята2,5ч для трансформаторов мощностью до 32МВА.

 

;

ⴄ= ;

ꭕ= .

По полученной средней интенсивности износа произведенпересчет номинального тока.

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

 

,         (3.7)

 

где n_сг – число суток с предоставлением окон за год, в курсовойработе 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, , 438,4<576,9.

Наибольшая температура масла определена по формуле:

 

;                           (3.8)

.

Наибольшая температура обмотки определена по формуле:

; (3.9)

Т.к. _мнаиб<95⁰С (61,77⁰С<95⁰С) и _обнаиб<140⁰С (83,5⁰С<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 3.1 - Характеристики трансформатора ТДТН -25000/110

Sн, МВ∙А	Номинальное напряжение обмоток, кВ:			Uк в-н, %	Uк в-с, %	Uк с-н, %	Потери, кВт		Iх, %
	ВН	СН	НН				Pк.з.	Pхх
25	115	38,5	11	10,5	17,5	6,5	130	21	0,31

 

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 участковпостоянного тока определенпо неразложенномуграфику по формуле:

 

                                    , A,                                    (4.1)

 

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

;

;

;

;

;

;

.[W1]

 

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

 

(4.2)

 

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

 

,(4.3)

 

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 часапо обоим путям фидерной зоны, ;

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

Для узловой схемы питания:[W2]

;

.

Для параллельной схемы питания:

;

.

Величина годовых потерь энергии найдена по формуле:

                                    .                                     (4.4)

Для узловой схемы питания:

;

.

Для параллельной схемы питания:

;

.

Величина удельных потерь энергии:

 

                                                                                                (4.5)

 

где В₀ -годовые удельные потери в проводах контактной сети рассматриваемой фидерной зоны, кВт ч/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:

 

                                       (4.6)

 

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 4.1 - Тип выбранной контактной подвески с указанием допустимой нагрузки по току

Схема питания		Тип тяговой сети	S, мм²	Iдоп, А	Rтс,Ом/км
Узловая схема	Ф1 Ф2	М 95 + 2МФ 100 (Р75)	295	1731	0,072
	Ф3 Ф4
Паралл. схема	Ф1 Ф2	М 95 + 2МФ 100 (Р75)	295	1731	0,072
	Ф3 Ф4