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

 (3)

где 2 - коэффициент, учитывающий движение в оба направления; I_п - токовая нагрузка подвижного состава на 1 т*км*бр.; N - частота движения на участке, машин/час; L - протяженность контактной сети, км; V_ср - средняя скорость движения, км/ч.

От новой тяговой подстанции предполагается запитать:

-     контактную сеть трамвая по улице Маршала Казакова от проспекта Кузнецова до проспекта Патриотов и по проспекту Патриотов до улицы Адмирала Трибуца. Общая протяженность трамвайной сети по оси улиц - 3,5 км;

-     контактную сеть троллейбуса по Ленинскому проспекту от улицы Доблести до возвратного кольца на Балтийском бульваре и по проспекту Героев от Ленинского проспекта до Дудергофского канала. Общая протяженность по оси улиц - 2,8 км.

Токовая нагрузка на участке контактной сети троллейбуса, по формуле (3):

Суммарная токовая нагрузка на контактной сети троллейбуса, А:

Токовая нагрузка на участке контактной сети трамвая, по формуле (3):

Суммарная токовая нагрузка на контактной сети трамвая, А:

Общая токовая нагрузка на участках контактной сети:

Расчётная мощность по формуле (1):

Рабочая мощность тяговой подстанции на стороне постоянного тока по формуле (2):

Мощность тяговой подстанции на стороне переменного тока 10 кВ:

.2 Выбор числа, типа и мощности тяговых агрегатов

Определение агрегатности производится отношением мощности тяговой подстанции к мощности выпрямительного агрегата. Необходимое число выпрямителей определяется по формуле:

 (4)

где P_тп - мощность тяговой подстанции на стороне постоянного тока, кВт; P_ВА - мощность выпрямительного агрегата, кВт.

На проектируемой подстанции предполагается установка выпрямительного агрегата В-МПЕ-Д-2,0к-600 УХЛ 4 (см. рисунок 4) производства ООО "НИИЭФА-ЭНЕРГО" мощностью 1200 кВт.

Рисунок 4 - Ячейка выпрямительного агрегата В-МПЕ-Д-2,0к-600 УХЛ4

Параметры выпрямительного агрегата В-МПЕ-Д-2,0к-600 УХЛ4 представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры выпрямительного агрегата

Вывод: для электроснабжения контактной сети трамвая и троллейбуса по вышеуказанным магистралям необходимо построить трехагрегатную подстанцию (два агрегата в работе, один в резерве) с разрешенной мощностью 2150 кВт.

.3 Выбор трансформатора собственных нужд

Под собственными нуждами электроустановок понимают все вспомогательные устройства, необходимые для эксплуатации их основных агрегатов в нормальном и аварийном режимах.

Устройства собственных нужд тяговой подстанции предназначены для обеспечения нормальной работы силового оборудования подстанций, а также для обеспечения условий, необходимых для ликвидации повреждений и аварий. Устройства собственных нужд состоят из источников питания и потребителей.

Основными элементами системы собственных нужд переменного тока являются трансформатор собственных нужд, городской ввод низкого напряжения и сборные шины собственных нужд. Для питания шин собственных нужд применяют силовой трансформатор, который присоединяется к шинам РУ 10 кВ через разъединитель и кварцевые предохранители.

Трансформатор собственных нужд на тяговых подстанциях городского электрического транспорта выбирается исходя из полной расчетной мощности всех потребителей.

Оборудованиена проектируемой тяговой подстанции №90, которое будет получать питание от шин собственных нужд, приведено в таблице 2:

Таблица 2 - Потребители собственных нужд

Для определения мощности собственных нужд выполняют расчет электрических нагрузок в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92 "Указания по расчету электрических нагрузок".

Общая номинальная (установленная) мощность, кВт:

 (5)

где n - количество электроприемников, шт.; p_н - номинальная мощность одного электроприемника, кВт.

Расчетная мощность группы электроприемников, кВт:

 (6)

где К_и - коэффициент использования; P_н - общая номинальная мощность группы электроприемников, кВт.

Эффективное число электроприемников:

 (7)

Активная расчетная мощность, кВт:

 (8)

где K_p - коэффициент расчетной нагрузки.

Расчетная реактивная мощность, квар:

-     при

, (9)

-     при

, (10)

Полная расчетная мощность, кВА:

, (11)

где P_p- расчетная активная мощность, кВт; Q_p-расчетная реактивная мощность, квар.

Расчетный ток, А:

, (12)

В таблице 3 представлен расчет электрических нагрузок по форме Ф 636-92.

По результатам расчета мощности нагрузок собственных нужд выбрано два трансформатора на 40 кВА ТСЗ-40/10 производства ЗАО "Электрофизика" г. Санкт-Петербург.

Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок

2.4 Состав электрооборудования КРУ 10 кВ

Строительство и оборудование тяговой подстанции предусматривается на камерах КСО 298 завода "Союз-Электро" СПб с вакуумными выключателями BB/TEL-10-20/1000, с устройством АВР на стороне 10 кВ. Обслуживание камер одностороннее.

Тяговая подстанция получает питание по сети 10 кВ от городской распределительной подстанции БКРТП 2 по двум кабельным линиям.

В КРУ-10 кВ на камерах КСО 298 предусматривается установка следующего оборудования:

а)   камеры ввода (2 штуки) со встроенным оборудованием:

)     разъединитель РВФЗ - 10/630-II с приводом ПР-10;

2)   выключатель высоковольтный ВВ/TEL-10-20/1000;

)     трансформатор тока с тремя вторичными обмотками ТОЛ-10-I-1 400/5/5/5, класс точности обмоток 0,5S/0,5S/10Р;

)     трансформатор тока ТЗЛЭ-200;

)     ОПН РТ/TEL-10/11,5.

б)   камера секционного выключателя (1 штука) со встроенным оборудованием:

)     разъединитель РВФЗ - 10/630-II с приводом ПР-10;

2)   выключатель высоковольтный ВВ/TEL-10-20/1000;

)     трансформатор тока с двумя вторичными обмотками ТОЛ-10-I-1 200/5/5, класс точности обмоток 0,5S/10Р;

)     трансформатор тока ТЗЛЭ-200;

)     ОПН РТ/TEL-10/11,5.

в)   камера секционного разъединителя (1 штука) со встроенным оборудованием:

)     разъединитель РВЗ - 10/630-II с приводом ПР-10.

г)   камеры трансформатора напряжения (2 штуки) со встроенным оборудованием:

2)   предохранитель ПКН-001-10;

)     трансформатор напряжения НАМИТ-10000/100V3/100/3.

д)   камеры преобразовательного агрегата (3 штуки) со встроенным оборудованием:

)     разъединитель РВФЗ - 10/630-II с приводом ПР-10;

2)   выключатель высоковольтный ВВ/TEL-10-20/1000;

)     трансформатор тока с двумя вторичными обмотками ТОЛ-10-I-1 200/5/5, класс точности обмоток 0,5S/10Р;

)     трансформатор тока ТЗЛЭ-200;

)     ОПН РТ/TEL-10/11,5.

е)   трансформатор ТРСЗП-1250/10-УХЛ 3 силовой сухой трехфазный трехобмоточный с расщепленными обмотками для питания полупроводниковых двенадцатипульсовых преобразователей, напряжением 10500±2×2,5%/448В. Схема и группа соединения обмоток Y/∆/Y_-0-11. Трансформатор производства ЗАО "Электрофизика" г. Санкт-Петербург.

ж)  выпрямитель В-МПЕ-Д-2к-600-УХЛ 4 на номинальный ток 2000 А, номинальное выпрямленное напряжение 600 В, схема соединения - двенадцатипульсовая с естественным охлаждением.

з)   камеры трансформатора собственных нужд (2 штуки) со встроенным оборудованием:

1)   разъединитель РВФЗ - 10/630-II с приводом ПР-10;

2)   предохранитель ПКТ 101-10-10-31,5 У 3;

)     трансформатор собственных нужд ТС-40/10-УХЛ 3 силовой сухой трехфазный, завод изготовитель - ЗАО "Электрофизика" г. Санкт-Петербург.

.5 Состав электрооборудования КРУ 600В постоянного тока

Распределительное устройство +600 В постоянного тока принято с двойной системой плюсовых шин (основная и запасная). Комплектное распределительное устройство +600 В включает в себя: три выкатных ячейки катодных выключателей (камеры 1, 6, 11), восемь выкатных ячеек линейных автоматов (камеры 7, 8, 9, 10, 2, 3, 4, 5),выкатную ячейку запасного автомата (камера 12) (см. чертеж 4 "Принципиальная однолинейная схема"). Во всех ячейках КРУ +600В применяется выключатель ВАБ-209. На рисунке 5 изображена ячейка фидера КВ-600-Ф-УХЛ 4.

Рисунок 5 - Ячейка фидера КВ-600-Ф-УХЛ 4

Ячейка катодного выключателя типа КВ-600-КВ-УХЛ 4 предназначена для обеспечения подключения выпрямительного агрегата к главной шине + 600В.

Ячейка линейного выключателя типа КВ-600-ЛВ-УХЛ 4 предназначена для обеспечения присоединения и коммутации под током и без тока положительных питающих кабелей к шине +600 В.

Ячейка запасного выключателя типа КВ-600-ЗВ-УХЛ 4 предназначена для резервирования и коммутации любой из положительных питающих линий. Так же эта ячейка используется для подключения запасной шины к главной шине + 600В.

Распределительное устройство -600 В (РУОШ) состоит из 6 ячеек обслуживания минусовых фидеров, подключенных к отрицательной шине, связанной перемычкой с минусовыми выводами выпрямителей.

Ячейка отрицательной шины предназначена для обеспечения присоединения к коммутации без тока отрицательных питающих кабелей к отрицательной (минусовой) шине -600 В тяговых подстанций трамвая.

Ячейка заземляющего разъединителя типа РУОШ-600-ЗР-УХЛ 4 предназначена для заземления отрицательной -600 В шины тяговых подстанций троллейбуса с целью обеспечения безопасности проведения ремонтных работ на контактной сети.

Вышеуказанное оборудование в составе: КРУ +600В, КРУ -600В, тяговые трансформаторы ТРСЗП-1250/10-УХЛ 3, выпрямительные агрегаты В-МПЕ-Д-2к-600-УХЛ 4, вспомогательное оборудование, изготавливается и поставляется комплектно фирмой ООО "НИИЭФА-ЭНЕРГО" г. Санкт-Петербург.

.6 Компоновка силового оборудования

Распределительное устройство 10 кВ состоит из двух секций шин и 11 функциональных блоков:

-    ячейка №1,10 - основной ввод;

-    ячейка №2,9 - трансформатор собственных нужд типа ТС-40/10;

-    ячейка №3,8 - трансформатор напряжения типа НАМИТ 10000/100/3;

-    ячейка №4,7,11 - преобразовательно-выпрямительный агрегат;

-    ячейка №5 - секционный выключатель;

-    ячейка №6 - секционный разъединитель.

Каждая ячейка РУ представляет собой металлический шкаф одностороннего обслуживания, в котором смонтированы быстродействующий выключатель, разъединители, система шин. Рукоятка ручного привода разъединителей расположена на лицевой левой панели. Аппаратура управления, защиты и сигнализации размещена на лицевых панелях ячеек. Габаритные и установочные размеры всех ячеек одинаковы, кроме ячейки катодного переключателя, имеющей меньший размер. Для обслуживания аппаратуры, находящейся внутри шкафа, предусмотрены двери.

Все ячейки РУ-10 кВ расположены на втором этаже здания тяговой подстанции №90 вдоль стенки в электропомещении № 2. Там же, в электропомещении №2, установлены выпрямительные устройства В-МПЕ-Д-2,0-600 УХЛ 4.

Установка кремниевых выпрямителей должна обеспечивать удобства обслуживания: необходимый уровень вентиляции помещения с удалением избыточного тепла, максимальное приближение к трансформаторной камере для сокращения длины анодных проводов и удобства их прокладки.

С целью сокращения анодных проводов выпрямители желательно ставить у стены трансформаторной камеры, обеспечив свободный доступ к шкафу выпрямителя с обеих сторон. Трансформатор с выпрямителем соединяют анодными проводами, которые прокладывают по стене и крепят специальными зажимами из дерева (клипами).

Присоединение проводов может быть сверху и снизу шкафа. Оба способа присоединения равноценны и определяются конструкцией подстанции и компоновкой оборудования. Катодные кабели тоже можно подводить в верхнюю или нижнюю части шкафа выпрямителя.