Дипломная (вкр): Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования)
Однако при верхнем присоединении катодного кабеля необходимо помнить, что измерительный шунт расположен внизу и в этом случае потребуется его перенос в катодную ячейку.
В тяговой подстанции №90 установка выпрямителей предусмотрена в электропомещении №2 на втором этаже, а установка преобразовательных трансформаторов на первом этаже в электропомещении № 1.
Распределительное устройство выпрямленного тока состоит из сборных положительной, отрицательной и запасной шин, выключателей и разъединителей с приводами, измерительных приборов, устройств зашиты управления и сигнализации. Так же, как и для РУ 10 кВ, аппараты каждой линии монтируются в самостоятельных ячейках.
Функциональные блоки КРУ +600В (12 ячеек) расположены на втором этаже тяговой подстанции в электропомещении №2.
В конструктивном отношении РУ выпрямленного тока могут быть однорядными (прислонного типа) и двухрядными (отдельно стоящими), с расположением на одном этаже и в двух ярусах, сборными, комплектными.
Распределительные устройства 600 В комплектуют из ячеек различного назначения: для многоагрегатных подстанций из ячеек с катодным выключателем, с запасным и секционным выключателями и с линейными выключателями.
Функциональные блоки РУОШ установлены в электропомещении №1 на первом этаже. В электропомещении №1 размещаются панели замены полярности типа СП-600-УХЛ 4, к которым подключаются кабели питающих линий 600 В.
Благодаря применению ячеек выкатного типа серии КВ-600 и шкафов РУОШ удалось существенно уменьшить их габариты. Так как силовое оборудование ячеек размещается на выкатном элементе, повышается надежность и удобство эксплуатации при обслуживании и замене основных устройств.
Ячейки фидера, запасного выключателя и катодного выключателя оснащаются малогабаритными быстродействующими выключателями ВАБ-209 (с магнитным удержанием).
На втором этаже тяговой подстанции размещаются ячейки собственных нужд с трансформаторами ТС-40/10-УХЛ 3.
3. Выбор месторасположения тяговой подстанции
.1 Метод определения центра электрических нагрузок
Для того чтобы решить задачу выбора месторасположения- тяговой подстанции, необходимо иметь следующие данные:
- точный план города, с тем чтобы можно было устанавливать возможные места расположения тяговой подстанции и возможные схемы прокладки высоковольтных и низковольтных кабелей;
- расположение первичных источников питания; схему путей городского электрического транспорта, месторасположения депо городского электрического транспорта; тип подвижного состава;
- график движения (число пар поездов в час) в часы интенсивного движения.
На генеральный план наносят оси координат, сетку с шагом 10 мм. Так как проектируемые трамвайная и троллейбусная линии имеют большую протяженность и являются разветвленными, их делят на участки. На каждом участке находят центр тяжести нагрузок и его координаты. Величина нагрузки на участке в соответствующем масштабе показана в виде окружности (см. чертеж 1 "Выбор месторасположения тяговой подстанции").
Ток на участке контактной сети, А:
(13)
где Iм - ток машины, А; l - длина участка проектируемой контактной сети, км; N-рабочая частота движения подвижного состава, машин/час; Vср - средняя скорость на проектируемом участке, км/ч.
Затем, путем умножения тока участка на соответствующую координату, находят нагрузку на участке.
Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси абсцисс, А:
(14)
где In - ток на участке контактной сети, вычисленный выше по формуле (13), А; Xуч.-координата участка проектируемой линии по оси абсцисс, км.
Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси ординат, А:
(15)
где In - ток на участке контактной сети, вычисленный выше по формуле (13), А; Yуч.-координата участка проектируемой линии по оси, км.
Центр тяжести электрических нагрузок определяются по методу определения центра тяжести плоских фигур.
Координата Y
месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок находится
по следующей формуле:
(16)
где
- сумма
токов на участках в зависимости от координаты нагрузок по оси ординат, А×км; 
- сумма
токов на участках контактной сети трамвая и троллейбуса, А.
Координата X месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок:
(17)
где
- сумма
токов на участках в зависимости от координаты нагрузок по оси абсцисс, А×км; - сумма
токов на участках контактной сети трамвая и троллейбуса, А.
В центре тяжести нагрузок или близко к нему, как позволяет план города, следует располагать тяговую подстанцию. После того как установлено месторасположение подстанции, ведется трассировка прокладки высоковольтных питающих линий (кабелей) высокого напряжения от источников питания и проводится секционирование контактной сети.
.2 Определение координат месторасположения тяговой подстанции
Месторасположение тяговой подстанции для городского электрического транспорта выбирают в центре электрических нагрузок.
Проектируемые троллейбусные и трамвайные линии разбивают на участки (см.
чертеж 1 "Выбор месторасположения тяговой подстанции №90). Количество
участков и их длины приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Участки троллейбусной и трамвайной линий
|
Количество участков |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Длина участка, км |
0,96 |
0,88 |
0,92 |
1,30 |
0,66 |
0,45 |
0,60 |
0,50 |
Ток на участке контактной сети определен по формуле (13).
- для участка 1:
- для участка 2:
- для участка 3:
- для участка 4:
- для участка 5:
- для участка 6:
- для участка 7:
- для участка 8:
Затем, путем умножения тока участка на соответствующую координату, находят нагрузку на участке.
Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси абсцисс определен по формуле (14).
- на участке 1:
- на участке 2:
- на участке 3:
- на участке 4:
- на участке 5:
- на участке 6:
- на участке 7:
- на участке 8:
Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси ординат по формуле (14).
- на участке 1:
- на участке 2:
- на участке 3:
- на участке 4:
- на участке 5
- на участке 6:
- на участке 7:
- на участке 8:
Результаты
расчета сведены в таблицу 5.
Таблица 5 - результаты расчетов координат нагрузок на линии
|
№ участка |
Ток, А |
Координата Y, км |
Координата X, км |
Нагрузка Ix, А×км |
Нагрузка Iy, А×км |
|
1 |
148,96 |
0,40 |
0,84 |
59,58 |
125,13 |
|
2 |
136,55 |
1,32 |
0,86 |
180,25 |
117,43 |
|
3 |
142,75 |
0,86 |
0,38 |
122,77 |
54,25 |
|
4 |
237,9 |
1,76 |
1,32 |
418,7 |
314,03 |
|
5 |
102,41 |
0,78 |
1,33 |
79,88 |
136,21 |
|
6 |
69,83 |
0,42 |
1,11 |
29,33 |
77,51 |
|
7 |
93,10 |
0,38 |
0,57 |
35,38 |
53,07 |
|
8 |
77,58 |
0,20 |
0,19 |
15,52 |
14,74 |
|
ИТОГО: |
1009,08 |
|
|
941,41 |
892,37 |
Координата Y месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок определена по формуле (16):
Координата X месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок по формуле (17):
По результатам расчета выбрано месторасположение тяговой подстанции на
пересечении Ленинского проспекта и проспекта Героев. Схема месторасположения
тяговой подстанции представлена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Схема месторасположения тяговой подстанции
4. Расчет тяговой сети
.1 Методы расчетов тяговой сети
Существующие расчетные методы подразделяют на две группы:
- расчеты, основанные на конкретном графике движения (метод сечения графика движения поездов);
- расчеты, основанные на заданных размерах движения (метод равномерно распределенной нагрузки и обобщенный аналитический).
Для трамвая и троллейбуса из-за уличных помех наблюдаются значительные отклонения реального графика движения от запланированного расчетного. Поэтому нецелесообразно применять для расчета электроснабжения методы первой группы.
Следует отметить, что для проектных расчетов методы, основанные на конкретном графике движения, применять нецелесообразно, так как определенный график на перспективу не может быть предугадан, т. е. область применения этих методов - поверочные расчеты.
Метод равномерно распределенной нагрузки основывается на замене действительных перемещающихся и изменяющихся поездных нагрузок на эквивалентные по потреблению энергии нагрузки, неизменные во времени и равномерно распределенные вдоль контактной сети.
Чем больше трамваев и троллейбусов на участке, чем равномернее движение их по участку и потребление тока каждым из них, тем ближе результаты расчетов к действительности. И, наоборот, погрешность метода будет значительной при малом числе машин на линии и неравномерном потреблении тока каждым из них.
Так как интенсивность движения на отдельных участках сети может быть различной, то для приближения расчетов к действительности сеть делят на расчетные участки, каждый из которых характеризуется своей в среднем неизменной интенсивностью нагрузок, которая определяется числом электроподвижного состава на единицу длины сети, скоростью и характеристиками электроподвижного состава.
К достоинствам метода следует отнести простоту расчетных формул, небольшую трудоемкость вычислений и возможность расчетов сетей практически любой степени сложности.
В аналитическом наиболее полно учитываются особенности работы системы электроснабжения электроподвижного состава: изменение значений тяговых нагрузок и непрерывное их перемещение по участку, а также изменение во времени числа поездов, одновременно находящихся на участке. Точный учет перечисленных факторов весьма сложен, поэтому в данном проекте применяется метод равномерно распределенной нагрузки.
Электрические расчеты устройств электроснабжения выполняют для максимальных заданных частот движения при наихудших условиях движения и максимальном расчетном потреблении тока единицами подвижного состава. Как правило, это соответствует зимнему сезону, когда полностью включены отопительные приборы