Тяговые и трансформаторные подстанции

- виду установки - наружная;

- конструктивному исполнению - техполюсный, с заземляющими ножами, с качающейся рабочей частью, с ручным приводом, с полимерными изоляторами.

Выбранный разъединитель проверяем на соответствие:

- на электродинамическую стойкость: 17,05 ? 25;

- на термическую стойкость: 61,677 ? 300.

3.4.3 Предохранители

Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения в РУ - 10 кВ. Для защиты трансформаторов на напряжение 10 кВ выбираем предохранители типа ПКТ-101-10-3,2-12,5 У3.

Выбираем предохранитель по номинальному току:

Iн ? Iраб.max; 3А ? 1А;

Проверяем выбранный предохранитель по номинальному току отключения:

Iн откл ? Iк; 12,5 кА ? 11,3 кА;

3.5 Выбор измерительных трансформаторов

3.5.1 Выбор объема измерений

Контрольно - измерительные приборы устанавливаются для контроля электрических параметров в схеме подстанции и расчетов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую тяговой подстанцией.

Измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со стороны всех ступеней напряжения; на всех питающих и отходящих линиях, фидерах контактной сети, ТСН (по вводу НН).

Измерение напряжения осуществляется на шинах всех РУ и преобразовательных агрегатах (со стороны выпрямленного напряжения).

Учет активной и реактивной энергии с помощью счетчиков выполняется на вводах низкого напряжения понизительных, тяговых трансформаторов, фидерах потребителей, ТСН (счетчик активной энергии устанавливается по вводу НН)

3.5.2 Разработка схем измерений

Схемы измерений необходимы для определения расчетных длин проводов, зависящих от схемы подключения. Схемы подключения трансформаторов тока используемых на проектируемой тяговой подстанции приведены ниже.

lрасч = l lрасч = v3 l

3.5.3 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирают:

- по напряжению электроустановки: Uн ? Uн уст;

- по номинальному току первичной обмотки: I1н ? Iраб.max;

- по роду установки;

- по классу точности.

Выбранные трансформаторы тока проверяются:

- на электродинамическую стойкость: iу ? kдин·v2· I1н,

где kдин - коэффициент динамической стойкости. kдин = ;

- на термическую стойкость: Вк ? (кт·I1н)2·t,

где t - время протекания тока термической стойкости, с;

кт - кратность термической стойкости, кт = ;

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки: z2 ? z2 ном;

где z2 - вторичная нагрузка наиболее нагруженной фазы трансформатора тока.

Так как индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, то z2 = r2.

где r2 = rприб + rпр + rк, rприб = ,

где Sприб - мощность, потребляемая приборами и реле;

I2н - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока;

rпр - сопротивление проводов: rпр = ;

где - удельное сопротивление материала провода. Для снижения потерь и погрешностей в измерения выбираем провода контрольных кабелей с медными жилами ( = 1,75·10-8);

qпр - сечение проводов; примем qпр = 2,5·10-6 м2;

lпр.расч - расчетная длина соединительных проводов, которая зависит от схемы соединения трансформаторов тока с приборами (100 м).

Технические данные выбранных трансформаторов тока:

Параметры	Марка трансформатора тока
	ТГФМ-110 II/2500 УХЛ	ТГФМ-110 II/300 УХЛ	ТРГ-35 II/1200 УХЛ	ТРГ-35 II/50 УХЛ	ТРГ-35 II/1600 УХЛ	ТПЛ-10 М	ТПЛ-10 М
Номинальный первичный ток, I1н , А	1500	300	1200	50	1600	600	100
Номинальный вторичный ток, I2н , А	5	5	5	5	5	5	5
Класс точности обмоток: - для измерений -для защиты	0,5S 10Р	0,5S 10Р	0,5S 10Р	0,5S 10Р	0,5S 10Р	0,5S 10Р	0,5S 10Р
Номинальная вторичная нагрузка, ВА: - обмотки для измерений - обмотки для защиты	30 50	30 50	50 60	50 60	50 60	10 15	10 15
Номинальная предельная кратность	40	40	20	20	20	13	13
Время протекания тока термической стойкости, с	3	3	3	3	3	3	3
Ток термической стойкости, Iт , кА	60	60	23	23	23	45	45
Ток электродинамической стойкости, кА	150	150	102	102	102	200	200

Выбранный трансформатор тока ТГФМ-110 II/2500 УХЛ для ввода 110 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 27,22 ? 150

- на термическую стойкость: 366,472 ? 10800,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,7 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,7+0,05= 0,75

0,75 ? 30

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и панель ЭПЗ-1643, ШДЭ-2801, ЭПЗ-1636 с потребляемыми мощностями 8, 40, 15 и 21 ВА соответственно. Суммарная потребляемая мощность 84 ВА.

rприб = =3,4 Ом;

rпров = = 0,7 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =3,4+0,7+0,05= 4,2

4,2 ? 50

Выбранный трансформатор тока ТГФМ-110 II/300 УХЛ для обмотки ВН 110 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 27,22 ? 150

- на термическую стойкость: 366,472 ? 10800,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,7 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,7+0,05= 0,75

0,75 ? 30

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и реле ДЗТ-11 с потребляемыми мощностями 8 и 92 ВА соответственно. Суммарная потребляемая мощность 100 ВА.

rприб = =4 Ом;

rпров = = 0,7 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =4+0,7+0,05= 4,2

4,75 ? 50

Выбранный трансформатор тока ТРГ-35 II/1200 УХЛ для ввода 35 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 21,34 ? 102

- на термическую стойкость: 140,066 ? 15870,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,0525+0,05= 0,58

0,58 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и реле ДЗТ-11 с потребляемыми мощностями 8 и 92 ВА соответственно. Суммарная потребляемая мощность 100 ВА.

rприб = =4 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =4+0,525+0,05= 4,58

4,58 ? 60

Выбранный трансформатор тока ТРГ-35 II/50 УХЛ для фидера районных потребителей 35 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 21,34 ? 102

- на термическую стойкость: 140,066 ? 15870,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,525+0,05= 1,03

1,03 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле с потребляемой мощностью 8 ВА.

rприб = = 0,3 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,3+0,525+0,05= 0,88

0,88 ? 60

Выбранный трансформатор тока ТРГ-35 II/1600 УХЛ для ввода 27,5 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 18,31 ? 102

- на термическую стойкость: 70,835 ? 15870,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,525+0,05= 0,575

0,575 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и реле ДЗТ-11 с потребляемой мощностью 8 и 92 ВА соответственно.

rприб = = 4 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 = 4+0,525+0,05= 4,58

4,58 ? 60

Выбранный трансформатор тока ТРГ-35 II/1200 УХЛ для фидера контактной сети 27,5 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 18,31 ? 102

- на термическую стойкость70,835 ? 15870,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,525+0,05= 0,58

0,58 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и защиту БМРЗ с потребляемыми мощностями 8 и 3 ВА соответственно. Суммарная потребляемая мощность 11 ВА.

rприб = = 0,44 Ом;

rпров = = 0,525 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,44+0,525+0,05= 1,02

1,02 ? 60

Выбранный трансформатор тока ТПЛ-10 М для ввода 10 кВ проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 17,05 ? 200;

- на термическую стойкость: 61,677 ? 607500;

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,042 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,042+0,05= 0,09

0,09 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и реле ДЗТ-11 с потребляемой мощностью 8 и 92 ВА соответственно.

rприб = = 0,24 Ом;

rпров = = 0,042 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,24+0,042+0,05= 0,332

0,332 ? 60

Выбранный трансформатор тока ТПЛ-10 М для фидера 10 кВ районного потребителя проверяется:

- на электродинамическую стойкость: 21,34 ? 200

- на термическую стойкость 140,066 ? 15870,

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 0,5S:

в цепь обмотки с классом точности 0,5S включаем прибор учета электрической энергии типа «Альфа». Мощность потребляемая счетчиком 0,003 ВА.

rприб = =0,00012 Ом;

rпров = = 0,042 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,00012+0,042+0,05= 0,09

0,09 ? 50

- на соответствие классу точности для номинальной нагрузки для обмотки 10Р:

в цепь обмотки с классом точности 10Р включаем токовые реле и защиту БМРЗ с потребляемыми мощностями 8 и 3 ВА соответственно. Суммарная потребляемая мощность 11 ВА.

rприб = = 0,44 Ом;

rпров = = 0,042 Ом;

rк = 0,05 Ом

r2 =0,44+0,042+0,05= 0,532

0,532 ? 60

Трансформаторы напряжения.

Трансформаторы напряжения выбираются:

- по напряжению установки: Uн ? Uуст;

- по конструкции и схеме соединения обмоток (в соответствии с измерительными приборами и реле, присоединяемых к трансформатору напряжения);

- по классу точности (при питании расчетных счетчиков - 0,5; щитовых приборов, контрольных счетчиков и реле - 1; 3);

- на соответствие классу точности по вторичной нагрузке S2 ? S2ном,

где S2ном - номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классе точности (при установке однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду S2ном представляет собой сумму мощностей трех трансформаторов соединенных по схеме открытого треугольника - двух трансформаторов);

S2 - суммарная мощность, потребляемая подключенными к трансформатору напряжения приборами:

S2 = ,

Sприб - мощность потребляема всеми катушками одного прибора;

сosцприб - коэффициент мощности прибора.

Характеристики выбранных трансформаторов напряжения приведены в таблице:

Параметры	НАМИ-110	НАМИ-35	ЗНОМ-27,5	НТМИ-10
Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ	110/v3	35	27,5	10
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В	100/v3	100	100	100/v3
Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В	100	100	127	100
Номинальная мощность, ВА, основной вторичной обмотки в классе точности: 0,2 0,5 1 3	200 250 600 800	--- 360 500 1200	150 250 600	150 300 500
Номинальная мощность, ВА, дополнительной вторичной обмотки в классе точности: 1 3	400 1200	--- 240	---	---
Предельная мощность первичной обмотки, ВА	2000	2000	1000	1000
Предельная мощность основной вторичной обмотки, ВА	1200	1900	1250	---
Предельная мощность дополнительной вторичной обмотки, ВА	1200	1000	1000	---

Выбранные трансформаторы напряжения проверяем на соответствие выше приведенным условиям:

Для систем сборных шин 110 кВ:

Прибор	Тип прибора	Nкат	Nприб	Sн			Sпр, Вт	Qпр, Вар
Вольтметр	Э378	1	2	2	1	0	8	-
Счетчик электрической энергии	«Альфа»	3	6	4	0,5	0,86	4	6,1
Панели защит линий	ЭПЗ-1636	-	4	-	1	0	100	-
	ЭПЗ-1643	-	4	-	1	0	40	-
	ШДЭ-2801	-	4	-	1	0	4	-

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 0,5S

S2 = 15,5 ВА;

S2ном = 3·250 = 750 ВА; 15,5 ? 750.

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 3

S2 = 304 ВА;

S2ном = 3·800 =2400 ВА; 304 ? 2400.

Для ТН обходной системы шин нагрузка будет подключена только к обмотке класса точности 3. Подключаем к этой обмотке только ШДЭ-2801и вольтметр. Проверим выбранный ТН в выбранном классе точности:

S2 = 12 ВА;

S2ном = 800 ВА; 12 ? 800.

Для систем сборных шин 35 кВ:

Прибор	Тип прибора	Nкат	Nприб	Sн			Sпр, Вт	Qпр, Вар
Вольтметр	Э378	1	2	2	1	0	4	-
Счетчик электрической энергии	«Альфа»	3	8	6	0,5	0,86	40	37,1
Устройство защиты фидеров	БМРЗ	3	8	4	1	0	34,9	-

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 0,5S

S2 = 21,01 ВА;

S2ном = 360 ВА; 21,01 ? 360.

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 3

S2 = 98,79 ВА;

S2ном = 1200 ВА; 98,79 ? 1200.

Для систем сборных шин 27,5 кВ:

Прибор	Тип прибора	Nкат	Nприб	Sн			Sпр, Вт	Qпр, Вар
Вольтметр	Э378	1	2	2	1	0	4	-
Счетчик электрической энергии	«Альфа»	3	7	6	0,5	0,86	40	37,1
Устройство защиты фидеров	БМРЗ	3	9	4	1	0	34,9	-

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 0,5S

S2 = 19,67 ВА; S2ном = 150 ВА; 19,67 ? 150.

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 3

S2 = 104,78 ВА;

S2ном = 600 ВА; 104,78 ? 600.

Для систем сборных шин 10 кВ:

Прибор	Тип прибора	Nкат	Nприб	Sн			Sпр, Вт	Qпр, Вар
Вольтметр	Э378	1	2	2	1	0	4	-
Счетчик электрической энергии	«Альфа»	3	10	6	0,5	0,86	40	37,1
Устройство защиты фидеров	БМРЗ	3	10	4	1	0	34,9	-



Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 0,5S

S2 = 27,78 ВА;

S2ном = 150 ВА; 27,78 ? 150.

Проверяем выбранный ТН в выбранном классе точности: 3

S2 = 110,44 ВА;

S2ном = 500 ВА; 110,44 ? 500.

Выбор устройств защиты от перенапряжения.

Защита от волн перенапряжения, набегающих по воздушным линиям, и от коммутационных перенапряжений выполним ограничителями перенапряжения. На проектируемой тяговой подстанции установим ОПН на выводах обмоток трансформаторов, на системах шин 35; 27,5; 10 кВ. ограничители напряжения выбираем по условию: Uн ? Uн.уст. Выбранные ограничители перенапряжений приведены ниже:

- для ОРУ - 110 кВ выбираем ОПН - У/TEL - 110 - УХЛ1; 110 = 110;

- для ОРУ - 35 кВ выбираем ОПН - У/TEL - 35 - УЛХ1; 35 = 35;

- для ОРУ - 27,5 кВ выбираем ОПН - У/TEL - 35 - УХЛ1; 35 ? 27,5;

- для ЗРУ - 10 кВ выбираем ОПН - Т/TEL - 10 - УХЛ1; 10 = 10.



Глава 4. Расчет параметров и выбор источников питания собственных нужд

4.1 Выбор аккумуляторной батареи и зарядно - подзарядного агрегата

В качестве аккумуляторных батарей (АБ) используются, как правило свинцово - кислотные и в отдельных случаях щелочные железно - никелевые АБ. Выбор АБ заключается в определении типового номера батареи, состоящей из СК - аккумуляторов стационарного типа, и расчете числа последовательно включенных элементов.

Число элементов АБ, работающей в режиме постоянного подзаряда, определяется: n = ,

где Uнш - напряжение на шинах АБ, равное 258 В, от которого питаются приводы выключателей;

Uподз - напряжение подзаряда, равное 2,15 В.

n = = = 120.

Номер АБ определяют, исходя из расчетной емкости Qрасч и наибольшего тока при разряде,

Qрасч = Iдл.разр·tав = (Iпост + Iав)·t ав ,

где Iдл.разр - расчетный ток длительного разряда;

Iпост - ток, потребляемый постоянно подключенными потребителями;

Iав - ток, потребляемый потребителями, подключенными к АБ в аварийном режиме;

t ав - время аварийного режима, равное 2 ч.

Iпост = ,

где Русз - мощность цепей управления, защиты и сигнализации;

Uбн = 220 В; Iав = ,

где Рав - мощность аварийного освещения.

Iпост = = 10 А ,

Iав = = 10,5А ,

Qрасч = (10+10,5)·2 = 41 А·ч.

Номер АБ по условиям длительного режима

Nдл ? 1,1·(),

где Q1 - емкость двухчасового разряда аккумулятора СК - 1, равная 22 А·ч.

Nдл ? 1,1·( ) = 2,05; принимаем Nдл = 3.

Наибольший ток при кратковременном режиме разряда АБ

Iкр.разр = Iдл.разр + Iвкл,

где Iвкл - ток, потребляемый наиболее мощным приводом при включении выключателя. 100 А потребляет привод ВЭО-27,5Б-20/1250 ХЛ1.

. Iкр.разр = 10+10,5+ 100 = 120,5 А.

Номер АБ по условиям кратковременного режима Nкр = ,

где 46 - ток кратковременного разряда для СК - 1.

Nкр = = 2,62, принимаем Nкр = 3.

Наибольший ток подзарядного агрегата

Iзар.н = Iпост + Iзар,

где Iзар = 5,25N - для СК - 3.

Iзар.н = 10 + (5,25·3) = 25,8 А

Мощность зарядного агрегата

Pзар ? Uзар · Iзар,



где Uзар = n·2,15+ (2ч3),

n - число элементов АБ.

Pзар ? (120·2,15+3)·25,8 = 6733,8 Вт,

Мощность подзарядного преобразователя

Pподз ? Uшн ·(Iподз+ Iпост),

где Iподз = Iпост + 0,15N;

Uшн = 258 В.

Pподз ? 258·((10+0,15*3)+10) = 5276 Вт.

По указанным условиям выбираем зарядный и подзарядный преобразователи. Выберем устройство зарядно - подзарядное УЗП - Е - 46/23 - 260/80 - УХЛ4.

Uзар = 260 В

Sном = 13,8 кВт

Sном ? Sзар

13,8 ? 6,73

Iн = 46 А

Iн ? Iзар

46 ? 25,8.

4.2 Выбор трансформатора собственных нужд

На тяговой подстанции устанавливаются два ТСН со вторичным напряжением 380/220 В, каждый из которых рассчитан на полную мощность собственных нужд.

Питание ТСН на тяговой подстанции осуществляется от шин ОРУ - 27,5 кВ. На тяговой подстанции используется элегазовое оборудование, поэтому дополнительные ТСН не предусматриваются. Необходимая мощность для питания СН переменного тока может быть определена суммированием мощностей всех потребителей.

Расчетная мощность ТСН определяется:

SрасчТСН = 0,8·Sу,

где Sу - установленная мощность ТСН:

Sу = ,

где , - суммарная соответственно активная и реактивная установленная мощность СН:

Pу = ки·Р

Qу = Ру·tgц,

где ки - коэффициент использования;

Р - заданная мощность СН;

tgц - тангенс ц конкретного вида СН.

Мощность подогрева баков и приводов выключателей приведены в таблице:

Тип выключателя	Р двигателей, кВт	Р приводов, кВт	Количество выключателей	Р общая, кВт
ВЭО-27,5Б-20/1250 ХЛ1		0,8	5	4
ВГТ-35И-50/3150 УХЛ1	1,1	1,65	14	38,5
ВГТЗ-110II-40/2500 УХЛ1	1,1	1,65	8	22
Итого:				62,5

Характеристика потребителей собственных нужд:



Наименование потребителя	Ки	Cos ц	ц	tgц	Р, кВт	Ру, кВт	Qу, кВАр
Рабочее освещение	0,7	1	0	0	23	16,1	0
Моторные нагрузки	0,75	0,8	41	0,88	34	25,5	22,44
Печи отопления и калориферы	0,65	1	0	0	24	15,6	0
Потребители СЦБ	0,75	0,8	41	0,88	45	33,8	29,7
Зарядно - подзарядный агрегат	0,7	1	0	0	13,8	9,7	0
Обогрев выключателей	0,7	1	0	0	62,5	43,8	0
Итого:						144,5	52,2

Установленная мощность ТСН:

Sу = = 153,6 кВА,

Расчетная мощность ТСН:

SрасчТСН = 0,8·153,6 = 122,9 кВА.

По рассчитанной мощности выбираем ТСН типа ТМЖ - 250/27,5/0,4.

Расчет заземляющего устройства.

Расчет заземляющего устройства (ЗУ) в курсовом проекте выполним графо - аналитическим методом, основанном на применении теории подобия, которая предусматривает:

Замену реального грунта с изменяющимся по глубине удельным сопротивлением эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя с1, толщиной h и сопротивлением нижнего слоя с2, значения которых определяются методом вертикального электрического зондирования.

Замену реального сложного заземляющего контура, состоящего из системы вертикальных электродов, объединенных уравнительной сеткой с шагом до 20 м, и любой конфигурации - эквивалентной квадратной расчетной моделью с одинаковыми ячейками, однослойной структурой земли (с3), при сохранении площадей (S), общей длины вертикальных (Lв) и горизонтальных (Lг) электродов, глубины их залегания (hг), значения сопротивления растеканию (Rэ) и напряжения прикосновения (Uпр).

Площадь заземляющего контура принимаем равной 16000 м2.

Предварительно принимаются следующие расчетные величины:

длина горизонтальных заземлителей Lг = (22 ч 25)·vS; Lг = 25· = 3162,3 м.

число вертикальных электродов nв = (0,3ч0,35) ·vS; nв = 0,35·v16000 = 44,3=45шт.

длина вертикального электрода lв ? 2·h, lв ? 2·1,4 = 2,8 ? 3 м.

где h - толщина верхнего слоя земли;

S - площадь контура заземления;

общая длина вертикальных электродов Lв = nв · lв; Lв = 45·3 = 135 м.

расстояние между вертикальными электродами а ? 2 · lв; а ? 2 · 3=6 м

глубина заложения горизонтальных электродов hг = 0,5 ч 0,8 м; hг = 0,8 м.

Сопротивление заземляющего контура

Rз = А·,



где = · - эквивалентное сопротивление грунта, Ом·м

при ; А=;

;

А= = 0,42;

при ; =;

;

= = 0,21

= ·50 = 72,84 Ом·м

Rз = 0,42· = 0,01 Ом.

Окончательным критерием безопасности тяговой подстанции переменного тока является величина напряжения прикосновения, определяемое по формуле:

Uпр = Iк(1) · Rз · кпр

где Iк(1) - ток однофазного к.з. на землю в РУ питающего напряжения, А;

кпр - коэффициент прикосновения:

кпр = М · в · ;

где в = - коэффициент, характеризующий условие контакта человека с землей;

Rст = 1,5· с1 - сопротивление растеканию со ступней человека;

Rчел = 1000 Ом - расчетное сопротивление тела человека;

М = 0,77 - функция отношения с1/ с2, приведенная в таблице № 23 учебно -методического пособия.

в = = 0,69

кпр = 0,77 · 0,69 · = 0,17

Iк(1) = 0,55 · Iк(3)

Iк(1) = 11,37 кА

Uпр = 11,37 · 0,01 · 0,17 = 0,02 кВ.

Допустимое значение напряжения прикосновения определяется в зависимости от времени протекания тока к.з. из [БЕЙ-МАМОШИНА стр 302 табл.20 путем несложных вычислений))))))] Uпр хх ? 70 В.

Проверяем наш контур на соответствие условию Uпр ? Uпр хх; 20? 70 В.



Глава 5. Экономическая часть проекта

5.1 Определение стоимости и расчет затрат на переработку электрической энергии

Определение стоимости проектируемой тяговой подстанции производится по укрупненным показателям стоимости строительства (УПСС) объектов электрификации железнодорожного транспорта с учетом основных узлов и элементов подстанции.

В связи с изменением стоимости СМР и оборудования тяговой подстанции, значения стоимости приведенных в [?2] необходимо умножить на поправочный коэффициент равный 300.

Для удобства сводим расчет стоимости оборудования с учетом поправочного коэффициента в таблицу.

Наименование	Строительные работы, тыс. руб.	Монтажные работы, тыс. руб.	Оборудование, тыс. руб
Верхнее строение пути	3 198	---	---
Здание тяговой подстанции	11 492	3 395	93 670
Благоустройство территории	3 264	---	---
ОРУ - 110 кВ	876 616	512 910	340 875
ОРУ - 35 кВ	2 250	1 260	11 300
ЗРУ - 10 кВ	25 200	246	5 655
Тяговый блок	4 380	3 063	72 801
Питание автоблокировки	138	66	2475
Шкафы СН	51	12	645
Прожекторное освещение		1 260	360
Заземляющее устройство	675	675	---
Отдельно стоящие молниеотводы	342	---	---
Порталы шинных мостов и опоры	579	693	---
Подвеска шин к трансформаторам	579	693	---
Резервуар для слива масла, 20 м3	459	12	---
Кабельные каналы	243 000	---	---
Прокладка кабелей	129 000	13 203	---
ИТОГО	Сстр?? = 4 111 400	Смонт?? = 537 488	Собор?? = 527 781

Стоимость тяговой подстанции определяем по формуле

СТП = ССТР + СМОНТ + СОБОР

СТП = 4 111 400 + 537 488 + 527 781 = 5 176 669 тыс. руб.

Годовые эксплуатационные расходы

СЭ = Сw + Сб + Срем + Сзп,

где Сw = · в · W - стоимость потерь электроэнергии;

в - стоимость 1 кВт · ч ( 2,55 руб/ кВт · ч. По данным ОАО «Трансэнерго» за сентябрь 2014 года)

W = 100х106 кВт · ч;

Сw = · 2,55 · 100 · 106 = 3 825 000 руб.

Са = · СТП - стоимость амортизационных отчислений;

Са = · 5 176 669 000 = 284 716 759 руб.

Срем = · СТП - стоимость годового обслуживания и ремонта тяговой подстанции;

Срем = · 5 176 669 000 = 155 300 070 руб.

Сзп = годовой фонт заработной платы, зависящий от метода обслуживания, штата должностных лиц и окладов, с учетом средств материального поощрения в размере 40 % от фонда заработной платы. Расчет годового фонда заработной платы сводим в таблицу:



Должность	Количество штатных единиц	Оклад, руб
Начальник	1	34200
Старший электромеханик	1	27680
Электромеханик	5	19430
Электромонтер	3	17800
Итого		СЗПмесяц?? = 212 430 руб.

Сзп = 12 · СЗПмесяц?? + · 12 · СЗПмесяц?? + СЗПмесяц??;

Сзп = 3 568 826,65 руб.

СЭ = 3 825 000 + 284 716 759 + 155 300 070+ 3 568 826,65 = 447 410 655,65 руб.

5.2 Определение себестоимости перерабатываемой электроэнергии

Определяем себестоимость перерабатываемой за год электроэнергии по формуле

в = , руб./ кВт·ч,

в = 4,47 руб./ кВт·ч.

Стоимость 1 кВА установленной мощности рассчитаем по формуле

СSу = ,

где Sу - установленная мощность всех силовых трансформаторов ТП, питающихся от входного РУ.

СSу = = 129 416,725 руб.

Основные технико - экономические показатели тяговой подстанции.

Для характеристики спроектированной тяговой подстанции приводятся следующие технико - экономические показатели:

Наименование	Единица измерения	Расчетное значение
Площадь ТП	м2	16 000
Установленная мощность оборудования	кВА	80 000
Обслуживающий штат	чел.	10
Стоимость ТП	тыс.руб.	5 176 669
Стоимость строительных работ	тыс.руб.	4 111 400
Стоимость монтажных работ	тыс.руб.	537 488
Стоимость оборудования	тыс.руб.	527 781
Стоимость 1 кВА	руб. / кВА· ч	129 416,725
Себестоимость перерабатываемой электроэнергии	руб. / кВт· ч	4,45



Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.

2. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - 4-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 424 с.

3. Бей Ю.М., Мамошин Р.Р. Тяговые подстанции: учебник для вузов. - М.:Транспорт,1986. - 319.

4. Гринберг - Басин М.М. Тяговые подстанции: пособие по дипломному проектированию. - М.: Транспорт, 1986. - 168с.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

6. Почаевец В.С. Электрические подстанции: учебник. - М.: ФГБОУ «Учебно - методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 491 с.

7. Справочник по электроснабжению железных дорог/ под.ред К.Г. Марквардта - М.: Транспорт, 1982. - Т.2. - 392 с.

8. Тяговые и трансформаторные подстанции: учебно - методическое пособие с заданием на курсовой проект/ сост. Е.Ю. Пузина. - Иркутск: ИрГУПС, 2011. - 60 с.

9. Интернет ресурсы производителей электротехнического оборудования: «Уралэлектротяжмаш», АВВ, Шнейдер Электрик, ЗМ.

Размещено на Allbest.ru

...