Дипломная (вкр): Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования)

Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования)

Аннотация

Тема дипломного проекта: "Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования).

Дипломный проект включает в себя: введение, семь разделов, заключение и библиографический список. Объем пояснительной записки составляет 94страницы. В пояснительной записке дипломного проекта содержится 14 таблиц, 26 рисунков, 8 плакатов.

В дипломном проекте рассмотрены вопросы, касающиеся месторасположения проектируемой тяговой подстанции №90, компоновки силового оборудования.

В первую главу включены исходные данные и задачи на проектирование.

Во второй главе произведен выбор основного оборудования и описана компоновка выбранного оборудования в здании подстанции.

В третьей главе рассмотрен метод определения месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок и определены координаты проектируемой подстанции на плане.

В четвертой главе произведен расчет тяговой сети, выполнено секционирование контактной сети трамвая и троллейбуса, рассчитаны параметры тяговой сети в аварийных режимах.

В пятой главе описаны основные проектные решения.

В шестой главе выполнено технико-экономическое сравнение двух схем питания и секционирования контактной сети трамвая и троллейбуса.

В седьмой главе отражены мероприятия по охране труда при эксплуатации тяговой подстанции

Содержание

Введение

. Исходные данные. Задачи проектирования

.1 Исходные данные

.2 Задачи проектирования

. Выбор основного оборудования тяговой подстанции и его компоновка

.1 Расчет мощности и определение агрегатности тяговой подстанции

.2 Выбор числа, типа и мощности тяговых агрегатов

.3 Выбор трансформатора собственных нужд

.4 Состав электрооборудования КРУ 10 кВ

.5 Состав электрооборудования КРУ 600В постоянного тока

.6 Компоновка силового оборудования

. Выбор месторасположения тяговой подстанции

.1 Метод определения центра электрических нагрузок

.2 Определение координат месторасположения тяговой подстанции

. Расчет тяговой сети

.1 Методы расчетов тяговой сети

.2 Исходные расчётные данные и условия для расчёта тяговой сети

.3 Секционирование контактной сети трамвая и троллейбуса

.4 Расчет тяговой сети для варианта секционирования №1

.5 Расчет тяговой сети варианта №1 в аварийных режимах

.6 Расчет тяговой сети для варианта секционирования №2

.7Расчет тяговой сети варианта № 2 в аварийных режимах

. Основные проектные решения

. Технико-экономические расчеты

.1 Технико-экономические показатели схемы питания №1

.2 Технико-экономические показатели схемы питания №2

. Охрана труда при эксплуатации тяговой подстанции

.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

.2 Требования безопасности, предъявляемые к электротехническому персоналу

.3 Молниезащита здания тяговой подстанции

.4 Расчет заземляющего устройства пункта питания и контура заземления тяговой подстанции

Заключение

Библиографический список

Введение

Задачей данного дипломного проекта является определение месторасположения проектируемой тяговой подстанции №90, компоновка силового оборудования в здании подстанции.

Необходимость строительства новой тяговой подстанции определена потребностью нового развивающегося квартала Красносельского района Санкт-Петербурга в пассажирском транспорте.

В связи со строительством новой троллейбусной линии предусмотрено:

-    строительство тяговой подстанции № 90;

-    для обеспечения электроснабжения новой троллейбусной линии предусмотрена прокладка кабелей постоянного тока от подстанции №90 до питающих пунктов на Ленинском проспекте и у проспекта Героев;

-    для обеспечения электроснабжения тяговой подстанции необходимо учесть имеющиеся кабельный линии 10 кВ от БКРТП-2 в квартале вдоль проспекта Патриотов с пересечением Ленинского проспекта, вдоль Ленинского проспекта, Балтийского бульвара до проектируемой тяговой подстанции №90.

В соответствии с заданием необходимо:

а)   электроснабжение троллейбусной линии от проспекта Героев до Балтийского бульвара предусмотреть от новой тяговой подстанции №90 в квартале 29a.

б)   строительство тяговой подстанции №90 в квартале 29а, где предусмотреть:

1)   в распределительном устройстве 10 кВ:

      ячейки питающих фидеров;

-     ячейки выпрямительных агрегатов;

      ячейку трансформатора собственных нужд (ТСН);

      ячейку трансформаторов напряжения;

      ячейку секционного выключателя;

      ячейку секционного разъединителя.

2)   сборные шины секционированные.

3)   в ячейках питающих фидеров и выпрямительных агрегатов установку вакуумных выключателей ВВ/TEL-10.

)     установку:

-    сухих тяговых трансформаторов;

-    трансформаторов собственных нужд подстанции;

-    трансформаторов напряжения для учета электроэнергии.

5)   в распределительном устройстве "плюс" 600 В предусмотреть:

-    ячейку запасного автоматического выключателя;

-    ячейку линейных автоматических выключателей;

-    ячейки катодных выключателей.

6)   распределительное устройство "минус" 600 В.

7)   ячейки замены полярности в количестве.

)     распределительное устройство собственных нужд (РУ СН)

)     установку выпрямителей

)     предусмотреть прокладку фидеров постоянного тока от новой подстанции до точек питания сети (с установкой в конце фидеров питающих шкафов) в соответствии с расчетом секционирования контактной сети.

1. Исходные данные. Задачи проектирования

.1 Исходные данные

Строительство новой тяговой подстанции № 90, троллейбусной линии планируется в Красносельском районе Санкт-Петербурга, по продолжению Ленинского проспекта от проспекта Героев до Балтийского бульвара с устройством разворотного кольца у Балтийского бульвара. В перспективе планируется продление трамвайного маршрута № 56 по улице Маршала Казакова до проспекта Патриотов и далее по проспекту Патриотов до конечной станции "ЛЭМЗ".

Исходными данными для электрического расчета являются план линии в установленном масштабе, маршрутная схема движения, частота движения (или интервал), тип подвижного состава, эксплуатационная скорость.

Исходные данные и условия для расчета тяговой сети троллейбусной и трамвайной линий:

-    рабочая частота движения троллейбусовN_тм = 30 вагонов/час в каждом направлении;

-    рабочая частота движения трамваяN_тб = 35 машин/час в каждом направлении.

Троллейбусная линия по продолжению Ленинского проспекта от проспекта Героев до Балтийского бульвара (временная линия до строительства моста в створе проспекта Героев):

Планируется продление маршрутов № 32, 45, 48 с существующей частотой движения 20 машин в час с дальнейшим увеличением до 30 машин в час в каждом направлении. После строительства моста в створе проспекта Героев и продление троллейбусной линии по проспекту Героев маршруты № 41, 35 будут направлены до новой конечной станции с частотой движения 15 машин в час. На участке от улицы Доблести до проспекта Героев проходят маршруты № 32, 35, 41, 45, 48 с частотой движения 35 машин в час в каждом направлении.

Проектируемая трамвайная линия по продолжению Маршала Казакова до Балтийского бульвара:

Планируется продление маршрута № 56 с частотой движения 20 вагонов в час в каждом направлении, при значительном пассажирском потоке и продлении трамвайной линии до конечной станции "ЛЭМЗ" планируется организация нового маршрута с частотой движения 10 вагонов/час в каждом направлении. Итого 30 вагонов в час.

Схема действующих маршрутов городского общественного транспорта представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема движения маршрутов городского транспорта

Планируемый к эксплуатации подвижной состав и его характеристики

На новых маршрутах трамвая и троллейбуса в Красносельском районе Санкт-Петербурга планируется к эксплуатации следующий подвижной состав: троллейбус модели ВМЗ-5298-01, представленный на рисунке 2 и трамвайный вагон модели 71-147 (ЛВС-97), показанный на рисунке 3.

Рисунок 2 -Троллейбус модели ВМЗ-5298-01

Завод-изготовитель - Вологодский механический завод, ОАО "Транс-Альфа ЭЛЕКТРО", г. Вологда

Полная вместимость - 105 чел.

Количество пассажирских мест для сидения - 26 шт.

Габаритные размеры (с опущенными токоприёмниками):

Длина - 12650 мм

Ширина - 2470 мм

Высота - 3370 мм

База - 5900 мм

Масса снаряженного троллейбуса - 10980 кг

Полная масса - 18120 кг

Высота подножек от уровня дороги - не более 360 мм

Площадь низкого пола - 100 %

Система управления тяговым электроприводом - транзисторная.

Тяговый электродвигатель - асинхронный, мощностью 180 кВт

Расход электроэнергии на тягу - не более 80 Вт час / т км

Максимальная установившаяся скорость движения троллейбуса с полной массой и номинальном напряжении контактной сети - 60 км/час

Конструкционная скорость - 70 км/час

Время разгона с 75 % загруженностью с места до скорости 40 км/час - неболее 14 с

Рисунок 3 - Трамвайный вагон модели 71-147 (ЛВС-97)

Завод-изготовитель - ОАО "Петербургский трамвайно-механический завод"

Длина - 22 500 (мм);

Ширина - 2550(мм);

Высота - 3156 (мм);

База тележки- 1940 (мм);

База вагона - 2×7500 (мм);

Диаметр колеса - 710 (мм);

Напряжение контактной сети - 550 (В);

Масса - 29 500 (кг);

Наполняемость максимальная - 257 (человек);

Система управления - реостатно-контакторная;

Тип двигателя - ДК-259Г, 4 x 50 кВт;

Вид тормоза - электродинамический, пневмомеханический, рельсовый;

Тип токоприемника - пантограф.

Потребляемый расчетный ток единицы подвижного состава:

-    для трамвая типа ЛВС, ЛВС-97 I_тм = 183 А;

-    для троллейбуса типа ВМЗ-5298-01I_тб = 133 А.

Эксплуатационная скорость движения:

-    для трамваяV_тм = 30 км/ч;

-    для троллейбуса V_тб = 30 км/ч.

Допустимая потеря напряжения в сети в соответствии со СНиП 2.05.09-90 и ПТЭ трамвая и троллейбуса:

-    ΔU = 90 В - в нормальном режиме;

-    ΔU = 150 - 170 В - в аварийном (вынужденном) режиме.

Провод рабочий медный марки МФ-85 мм ²

Исходные данные для проектирования тяговой подстанции:

Тяговая подстанция по надежности обеспечения электроэнергией относится ко II категории.

Внешнее электроснабжение проектируемой тяговой подстанции №90 планируется осуществить от разных секций шин блочной комплектной распределительной подстанции (БКРТП 2) кабельными линиями 10 кВ. Прокладка кабелей 10 кВ до проектируемой тяговой подстанции №90 предусмотрена к ячейкам №1, №10.

Трасса кабелей 10 кВ проходит от проектируемой ТП №90 в тротуаре продолжения Ленинского проспекта с пересечением проезжей части у проспекта Героев, в тротуаре проспекта Героев и по внутриквартальной территории до БКРТП-2 к ячейкам №15, 16.

В местах пересечения проезжей части и подземных коммуникаций кабели 10 кВ прокладываются в полиэтиленовых трубах ПЭ-80.

Здание ТП №90 проектными решениями предусмотрено двухэтажное, квадратное в плане с размерами 14,4×13,3 м в осях. Высота этажей составляет: 1-го - 3,350 м, 2-го -3,6 м. Высота здания от земли до верха парапета - 8,65 м, от земли до верха фронтона - 9,15 м.

Здание тяговой подстанции включает в себя следующие помещения:

а)   на первом этаже:

)     электропомещение №1 категории В 4;

2)   электропомещение №3 категории В 4;

)     санитарный узелкатегории В 4,

)     водомерный узелкатегории В 4,

)     кладовая уборочного инвентаря категорииВ 4,

)     коридор, тамбур, лестница №1 и лестница №2. Категории помещений приняты в соответствии со сводом правилСП 12.13130.2009.

б)   на втором этаже:

)     электропомещение №2 категории В 3;

2)   помещение дежурного категории В 4;

)     подсобное помещение категории В 4;

)     коридор, лестница №1 и лестница №2.

1.2 Задачи проектирования

В дипломном проекте необходимо определить месторасположение тяговой подстанции №90 и разработать компоновку силового оборудования тяговой подстанции.

Для решения поставленных задач в дипломном проекте необходимо рассмотреть следующие вопросы:

-    выбрать месторасположение тяговой подстанции №90;

-    разработать схемы питания и секционирования контактной сети трамвая и троллейбуса;

-    выполнить расчет тяговой сети для двух вариантов питания и секционирования;

-    выполнить расчет тяговой сети в аварийных режимах для двух вариантов питания и секционирования;

-    рассчитать мощность и определить агрегатность тяговой подстанции;

-    выбрать число, тип и мощность тяговых агрегатов;

-    выбрать оборудование РУ 10 кВ;

-    выбрать оборудованиеРУ постоянного тока;

-    выполнить расчет электрических нагрузок;

-    выбрать трансформатор собственных нужд;

-    указать основные проектные решения;

-    выполнить технико-экономическую оценку предполагаемых проектных решений;

-    разработать мероприятия по технике безопасности и охране труда.

Цель решения перечисленных выше задач - выяснение работоспособности системы электроснабжения как в нормальных, так и вынужденных режимах.

2. Выбор основного оборудования тяговой подстанции и его компоновка

.1 Расчет мощности и определение агрегатности тяговой подстанции

Расчет производится в соответствии:

      со схемой организации трамвайного и троллейбусного движения;

-     тяговыми характеристиками подвижного состава;

      частотой движения подвижного состава.

Расчётная мощность, кВт:

 (1)

где I - суммарная токовая нагрузка по участкам сети, А; U - средний уровень напряжения на контактной сети трамвая и троллейбуса,

Рабочая мощность подстанции на стороне постоянного тока, кВт:

 (2)

где P_расч. - расчётная мощность, кВт; Кзм - коэффициент зимнего максимума, равный 1,3; К_з - коэффициент загрузки, равный 0,8.

Токовая нагрузка на участке тяговой сети, А: