Курсовая работа (т): Электроснабжение городского электрического транспорта

_n10 = **152,4* ()=12,2 (В)

_n11 = **457,2* ()=19,2 (В)

Падение напряжения в кабелях определяем по формуле

ΔU_k =  (1 + ),                                        (21)

где I_к - ток кабеля, А;

L_к - длина кабеля, м;

y_к = 33 См/м для алюминия[4].

ΔU_k1 =  *(1 + ) = 4,1 (В)

ΔU_k2 =  *(1 + ) = 1,6 (В)

ΔU_k3 =  *(1 + ) = 5,1 (В)

ΔU_k4 =  *(1 + ) = 6,5 (В)

ΔU_k5 =  *(1 + ) = 15,1 (В)

ΔU_k6 =  *(1 + ) = 6,9 (В)

ΔU_k7 =  *(1 + ) = 9,3 (В)

ΔU_k8 =  *(1 + ) = 11,8 (В)

ΔU_k9 =  *(1 + ) = 8,7 (В)

ΔU_k10 =  *(1 + ) = 4,6 (В)

ΔU_k11 =  *(1 + ) = 3,7 (В)

Определяем среднее суммарное падение напряжения на каждом участке тяговой сети по формуле (19)

∆U_c1 = 2* 40,2 + 2* 4,1 = 88,6 (В);

∆U_c2 = 2* 9,45 + 2* 1,6 = 22,1 ( В);

∆U_c3 = 2* 9,2 + 2* 5,1 = 28,6 (В);

∆U_c4 = 2* 8,9 + 2* 6,5 = 30,8 (В);

∆U_c5 = 2* 18,2 + 2* 15,1 = 66,6 (В);

∆U_c6 = 2* 10,4 + 2* 6,9 = 34,6 (В);

∆U_c7 = 2* 6,99 + 2* 9,3 = 32,58 (В);

∆U_c8 = 2* 32,8 + 2* 11,8 = 89,2 (В);

∆U_c9 = 2*11,5 + 2* 8,7 = 40,4 (В);

∆U_c10 = 2* 12,5 + 2* 4,6 = 34,2 ( В);

∆U_c11 = 2* 19,2 + 2* 3,7 = 45,6 (В).

Рассчитанное среднее суммарное падение напряжения на всех участках не превышает 90В, что соответствует норме.

. Выбор электрооборудования РУ 600В

Распределительные устройства выпрямленного тока предназначены для приема электрической энергии, поступающей от преобразовательных агрегатов, и распределения ее по отходящим от подстанции линиям, питающим отдельные участки контактной сети.

Основным оборудованием распределительных устройств являются выключатели постоянного тока, устанавливаемые на всех присоединениях положительных линий и преобразовательных агрегатов, разъединители и переключатели с приводами, а также положительные и отрицательные сборные шины.

Минимальный ток короткого замыкания секционного участка находим по формуле

I_Kmin = , (22)

где r_пл - общее сопротивление положительных и отрицательных питающих линий;

r_кс - общее сопротивление участка контактной сети;

R_э - эквивалентное сопротивление преобразовательного трансформатора и системы первичного питания.

Находим общее сопротивление положительных и отрицательных питающих линий по формуле

r_пл = r_{0 пл} * ℓ_кл, (23)

где r_{0 пл} = 0,039 Ом/км [7] для кабеля АСБ - 800

r_пл1 = 0,039* 0,12 = 0,00468(Ом/км)

r_пл2 = 0,039 * 0,129 = 0,005 (Ом/км)

r_пл3 = 0,039* 0,4 = 0,0156 (Ом/км)

r_пл4 = 0,039* 0, 6 = 0,0234 (Ом/км)

r_пл5= 0,039* 0,892 = 0,034 (Ом/км)

r_пл6 = 0,039* 0,633 = 0,024 (Ом/км)

r_пл7 = 0,039* 1,01 = 0,39 (Ом/км)

r_пл8 = 0,039* 0,454 = 0,018 (Ом/км)

r_пл9 = 0,039* 1,022 = 0,04 (Ом/км)

r_пл10 = 0,039* 0,498 = 0,019 (Ом/км)

r_пл11 = 0,039* 0,178 = 0,007 (Ом/км)

Общее сопротивление участка контактной сети находим по формуле

_кс = r_{0 кс} * ℓ_кс , (24)

где r_0кс = 0,179 Ом\км [4] - физическое сопротивление 1км контактного провода марки МФ 100

r_кс1 = 0,179* 0,689 = 0,12 (Ом/км)

r_кс2 = 0,179* 0,354 = 0,06 (Ом/км)

r_кс3 = 0,179* 0,367= 0,066 (Ом/км)

r_кс4 = 0,179* 0,403 = 0,07 (Ом/км)

r_кс5 = 0,179* 0,59 = 0,1 (Ом/км)

r_кс6 = 0,179* 0,47 = 0,08 (Ом/км)

r_кс7= 0,179* 0,35 = 0,06 (Ом/км)

r_кс8 = 0,179* 0,7 = 0,13 (Ом/км)

r_кс9 = 0,179* 0,6 = 0,11 (Ом/км)

r_кс10 = 0,179* 0,612 = 0,11 (Ом/км)

r_кс11 = 0,179* 0,513 = 0,09 (Ом/км)

Находим мощность кабеля по формуле

Р_к =  * I∞* U_ср, (25)

где, I∞=11 кА - установившийся ток короткого замыкания на стороне 10 Кв

U_ср = 10,5 В - среднее напряжение[4].

Р_к =  * 11* 10,5 = 200,05 (кВ)

Находим эквивалентное сопротивление преобразовательного трансформатора и системы первичного питания по формуле

_э = 0,239 ( Х_с + Х_т), (26)

Где, Х_с - сопротивление системы первичного питания

Х_т - сопротивление преобразовательного трансформатора

Находим сопротивление системы первичного питания

Х_с =  , (27)

где U_r² = 560 В [7]

Х_с =  = 0,0047 (Ом)

Находим сопротивление преобразовательного трансформатора

Х_т =  (28)

где =66%

Х_т =  = 0,00044 (Ом)

R_э = 0,239 (0,0057 + 0,00045) = 0,0015 (Ом)

Минимальный ток короткого замыкания для всех секционных участков

I_Kmin1 = = 2400 (А)

I_Kmin2 = = 3985(А)

I_Kmin3 = = 3750 (А)

I_Kmin4 = = 3191 (А)

I_Kmin5 = = 2222 (А)

I_Kmin6 = = 2857 (А)

I_Kmin7 = = 1000 (А)

I_Kmin8 = = 2000 (А)

I_Kmin9 = = 2000 (А)

I_Kmin10 = = 2308 (А)

I_Kmin11 = = 3000 (А)

Проверка токов по трем условиям для каждого участка тяговой сети

1)      I_тр ≤ 0,8* I_кmin,

_тр1 ≤ 0,8* 2400

I_тр1 ≤ 1920 (А)

2)      I_m = К_М* I_ср,

_m1 = 3,3* 825,5 = 2724 (А)

3)      I_тр ≥ 1,2* I_m.

_тр1 ≥ 1,2* 2724

I_тр1 ≥ 3269 (А)

Данные проверки условий и значения номинальных токов комплекта разъединитель - выключатель. Досчитываем остальные значения и заносим в таблицу 5.

Таблица 5 - Данные проверки условий

Для тяговой подстанции № 24 выбираем комплект распределительных ВАБ-43-4000/10 с номинальным током 1000 А и разъединитель типа РВК-10/2000с приводом ПР-3, РВК-10/3000 без привода 3, которые располагаются в комплектном распределительном устройстве КРУ с номинальным напряжением U_н = 600В.

9. Расчёт токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания по расчетной схеме составляем схему замещения, в которой указаны сопротивления всех элементов и показаны точки для расчета токов короткого замыкания. Генераторы, трансформаторы большой мощности, воздушные линии, реакторы представляем в схеме замещения их индуктивными сопротивлениями, так как активные сопротивления во много раз меньше индуктивных. Кабельные линии 6-10 кВ в схеме замещения представлены и индуктивным и активным сопротивлениями.

Рисунок 1 - Расчётная схема

Рисунок 2 - Схема замещения

Таблица 6 - Исходные данные для расчёта

Используя метод преобразования цепи, находим результирующее сопротивление от источника питания до точки короткого замыкания. При этом расчет сопротивления ведем в относительных единицах.

Рассчитываем индуктивные сопротивления системы Х_с, Ом

Х_с = , (29)

где I∞ = I_рп номинальный ток системы, А

Х_с1 =  = 0,67 (Ом)

Х_с2 =  = 0,58 (Ом)

Находим сопротивление кабельной линии Х_кл, Ом

Х_кл = Х *ℓ, (30)

где х₀ - индуктивное сопротивление 1 км линии Ом/км (х₀ = 0,08Ом/км) [4]

ℓ - длина воздушной линии Км

Х_кл1 = 0,08 *1,06 = 0,08 (Ом)

Х_кл2 = 0,08 * 1,075 = 0,086 (Ом)

Находим активные сопротивления системы r Ом

 = ρ*  , (31)

где, S - площадь проводника равная 95 мм²[4];

ρ - удельное сопротивление проводника равное 2,8*10^-3 ,Ом[7].

r₁ = 2,8* 10^-3*  = 0,03 (Ом)

r₂ = 2,8* 10^-3* = 0,032(Ом)

Определяем результирующее сопротивление схемы Х_рез, Ом

Х_рез = Х_с + Х_кл (32)

Х_рез1 = 0,67 + 0,08 = 0,75 (Ом)

Х_рез2 = 0,58 + 0,086 = 0,666 (Ом)

Определяем полное результирующее сопротивление схемы Z_рез, Ом

 =  (33)

₁ =  = 0,75 (Ом)

Z₂ =  = 0,66 (Ом)

Определяем ток короткого замыкания I∞, кА

_по =  (34)

_по1 =  = 8,1 (кА)

I_по2 =  = 9,2 (кА)

Ударный ток короткого замыкания определяется по формуле

_y = * K_y* I_по, (35)

где, К_у- уарный коэффициент тока короткого замыкания (К_У=1,369) [4]

i_y = * 1,369* 9,2 = 17,6 (кА)

. Выбор электрооборудования РУ 10кВ

Выбор масляных выключателей

Выбираем масляный выключатель ВМП-10 и проверяем его по расчетным параметрам.

_p =, (36)

_p = = 80(А)

Номинальная мощность отключения выбранного выключателя определяется по формуле

_{ном.откл} = *U_н*I_{ном.откл},                   (37)

_{ном.откл} = * 10* 20 = 346 (МВА)

Термическая стойкость выбранного выключателя определяется по формуле

²_t* t = I _{ном.откл}²* t _откл,                        (38)

где t_откл - время отключения аппарата, равное 8 с[8].

I²_t *t = 20²* 8 = 3200 (кА^{2 .} с)

Расчетная термическая определяется по формуле

∞²* t_п = I_y²* t_п

где t_п - время переходного процесса, равное 0,32 с[8].

∞²* t_п = 3,1²* 0,32 = 3,1 (кА^{2 .} с)

Выбранный масляный выключатель подходит по всем условиям.

Выбор разъединителей

Выбираем разъединитель РВФ-10/630У и проверяем его по расчетным параметрам. Технические параметры разъединителя и рассчитанные параметры представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Условия выбора разъединителей