Проектирование трансформаторной подстанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование трансформаторной подстанции

Введение

трансформаторный подстанция электрический

Подстанция - это электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения электроэнергии. Повышающие подстанции размещают рядом с электростанциями и служат для связи электростанций с электроэнергетической системой и передачи электроэнергии потребителям высоким напряжением.

Расстояние между тяговыми подстанциями, на которых используется переменный ток, выше, чем для станций с использованием постоянного тока - до пятидесяти километров. А напряжение, которое снимает электротранспорт 27,5кВ. Запитка от внешней сети для них составляет от 110-ти, до 220-ти кВ.

Тяговая подстанция может быть стационарной или передвижной. Передвижные используются достаточно редко. Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетеки мощности между узлами сети, называют транзитными. Узловые и проходные подстанции являются транзитными, поскольку мощность, передаваемая по линиям, проходит через сборные шины этих подстанций. По месту размещения подстанции бывают - открытые, оборудование которых расположено на открытом воздухе и закрытые, оборудование которых расположено в здании

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока.

С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

1. Основная часть проекта

1.1 Описания принципиальной схемы электрических соединений трансформаторной подстанции

Питание на трансформаторы Т1 и Т2, поступает от линии электропередачи по вводам W1 и W2, на которых установлены разъединители QS1 и QS2 типа РНДЗ-110/1000. Между вводами выполняется перемычка с двумя разъединителями QS3 и QS4, QS3 имеет привод ПДН - 1, QS4 с ручным приводом ПР - 90. На первичной стороне трансформаторов Т1 и Т2 установлены разъединители QS5 и QS6 такие же как на вводах.. Наличие перемычки с разъединителем имеющим дистанционное управление, позволяет обеспечить питание любого трансформатора по любому вводу или двух трансформаторов по одному вводу. Второй разъединитель перемычки QS4 с ручным приводом используется при ремонте QS3 для создания видимого разрыва цепи, трансформатор Т2 остается в работе, получая электроэнергию по вводу W2. Разрядники FV1 и FV2 типа РВС - 110 защищают изоляцию РУ - 110 кВ от перенапряжений.

Электроэнергия от Т1 и Т2 подается по двум вводам на секционированную выключателем Q5 систему сборных шин РУ - 35 кВ. На каждом вводе установлены многообьемные масляные выключатели Q2 и Q3 типа С-35-630-10У1 со встроенными трансформаторами тока ТА4 и ТА6 типа ТВ-35/10-300/5 . Для подключения счетчиков денежного расчета применяются трансформаторы тока ТА3 и ТА5. К линиям вводов выключатели Q3 и Q4 подключаются линейными разъединителями с двумя заземляющими ножами QS5 и QS6 типа РНДЗ-35/1000, а к секциям разъединителями QS9 и QS10 типа РНДЗ-35/1000. Секционный выключатель Q5 подключается к секциям шин с помощью секционных разъединителей QS11 и QS12 типа РНДЗ-35/1000. Разъединители с двух сторон выключателя ввода или секционного позволяют обеспечить безопасность производства ремонтных работ на выключателях и трансформаторах тока.

К каждой секции РУ - 35 кВ подключается понижающий трансформатор Т3 и Т4 через выключатель Q6 и Q7 со встроенными трансформаторами тока TA8 и TA9 и разъединитель QS15 и QS16 с одним заземляющим ножом, позволяющим отделить выключатель от секции при ремонте.

Трансформаторы напряжения TV1 и TV2 и разрядники FV5 и FV6 типа РВС - 35 присоединяются к секциям шин через разъединители QS13 и QS14, которые имеют заземляющие ножи для заземления FV и TV при ремонте и ножи для заземления секций шин. Понижающие трансформаторы Т3 и Т4 могут работать параллельно на шину РУ - 10 кВ, раздельно или поочередно с возможностью автоматического включения резервного трансформатора.

Схема РУ - 10 кВ предусматривает использование одинарной секционированной выключателем системы сборных шин. Размещают оборудование РУ в закрытых помещениях или в шкафах наружной установки. В обоих случаях используют комплектные устройства, состоящие из шкафов или камер, в которых размещают выключатели и трансформаторы тока. Схема РУ -10 кВ с выключателями Q8 - Q20 установленных на выкатных тележках, что позволяет обходиться без разъединителей. На каждом присоединении РУ используются стационарные заземляющие ножи, обеспечивающие безопасность ведения работ внутри шкафов. ОТ шин 10 кВ отходят 8 линий, питающие потребителей. Потребители первой категории вагонное депо, водопровод и канализация, котельная, для надежного электроснабжения получают питание по двум линиям, отходящим от разных секций. При отключении или повреждении одной линии ил одной секции потребитель будет получать энергию по другой линии от второй секции. Одиночная линия может быть использована для питания потребителей второй или третьей категории. Питание потребителей первой категории по такой одиночной линии возможно , если имеется резервное питание от другого источника питания. Для питания потребителей собственных нужд : релейной защиты, автоматики, телемеханики, цепей управления и сигнализации, освещения и электрического отопления, подогрева оборудования в зимнее время,

освещение, а также проведение ремонтных работ предусмотрена установка двух трансформаторов собственных нужд Тсн1 и Тсн2. Тсн присоединяется к шинам через выключатели Q8 и Q20. Трансформаторы тока ТА10 и ТА22 используются для подключения релейных защит. Учет энергии, расходуемой на собственные нужды подстанции, ведется со стороны вторичного напряжения Тсн.

К секциям шин РУ - 10 кВ присоединяются трансформаторы напряжения TV3 и TV4 защищаемые предохранителями FU1 и FU2 типа ПКТ - 10, и разрядниками FV7 и FV8 типа РВП - 10, защищающие изоляцию РУ - 10 кВ от перенапряжений. Трансформатор напряжения и разрядник одной секции размещаются на общей выкатной тележке.

Секционирование шин выполняется с помощью двух шкафов: в одном установлен секционный выключатель Q14 с трансформаторами тока TA16; во-втором выдвижной элемент XT, выполняющий роль разъединителя.

1.2 Определение наибольших мощностей потребителей

Для определения наибольшей полной мощности потребителей, необходимо рассчитать их активные и реактивные мощности, после чего суммарные активные и реактивные мощности для наибольшей суммарной нагрузки.

Активная мощность каждого потребителя, кВт

,

где Р_уст - установленная мощность потребителя электроустановки, кВт;

К_с - коэффициент спроса, учитывающий режим работы, загрузку и КПД оборудования.

Металлообрабатывающий завод

.

Завод сельскохозяйственных машин

Фабрика по переработке сельскохозяйственных продуктов

Деревообрабатывающая фабрика

Вагонное депо

Суммарная активная мощность всех потребителей, кВт

,

где К_ум - коэффициент участия в максимуме нагрузки: для потребителей железнодорожного транспорта и других потребителей с неравномерным графиком нагрузки ; для предприятий с механическим оборудованием, насосные установки и другие потребители с непрерывным технологическим процессом и с равномерным графиком .

Реактивная мощность отдельного потребителя вычисляется по формуле

,

где ц - тангенс угла ц, определяется по заданному коэффициенту мощности.

Металлообрабатывающий завод

квар.

Завод сельскохозяйственных машин

квар.

Фабрика по переработке сельскохозяйственных продуктов

квар.

Деревообрабатывающая фабрика

квар.

Вагонное депо

квар.

Суммарная реактивная мощность всех потребителей

 квар,

1.3 Определение суммарной полной мощности потребителей

Полная мощность определяется с учетом потерь в высоковольтных сетях и в трансформаторах подстанции. При этом постоянные потери считаются неизменными в течении суток независимо от времени нахождения трансформатора и принимаются равным 1-2% от полной мощности, а переменные в сетях и обмотках трансформатора, зависят от изменяющиеся в течение суток нагрузки, принимаются в пределах 5-8%.

С учетом этого полная мощность потребителей определяется геометрической суммой активной и реактивной мощностей, кВА

где - постоянные потери, принимаемые равными от 1% до 2%;

- переменные потери, принимаемые равными от 5% до 8%;

- суммарная активная мощность потребителей, кВт;

- суммарная реактивных мощностей потребителей, квар.

кВА.

1.4 Выбор типа, количество понижающих трансформаторов

Расчет полной мощности для выбора главных понижающих трансформаторов определяется нагрузкой вторичных цепей, кВА

где S_сн - номинальная мощность трансформатора собственных нужд, кВА;

Число главных понижающих трансформаторов на подстанциях определяется категорией потребителей и, как правило, их устанавливается две с учетом надежного электроснабжения при аварийном отключении одного из трансформаторов.

В нормальном режиме в работе могут находиться один или два трансформатора в зависимости от величины нагрузки. При этом «Правила устройств ЭУ» допускают аварийную перегрузку на 40% во время максимума общей нагрузки продолжительностью не более шести часов в сутки в течении не более пяти суток.

Как правило, на подстанции оба трансформатора находятся в работе. Мощностью целесообразно принять такой, чтобы при отключении одного, электроснабжение обеспечивалось оставшимся в работе трансформатором

с учетом допустимой перегрузки.

Поэтому мощность главных понижающих трансформаторов рекомендуется определять исходя из условий аварийного режима. кВА.

где S_макс - суммарная нагрузка первичной обмотки трансформатора;

- коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора, по отношению к его номинальной мощности К_ав = 1,4;

n_тр - количество допустимой аварийной перегрузки трансформатора по отношению к его номинальной мощности n_тр = 2.

В результате расчета, мною был выбран трансформатор типа ТД-16000/35;

Напряжения короткого замыкания между обмотками:

- U_к = 8%;

Схема подключения: .

1.5 Определение мощности на шинах первичного напряжения на подстанции

Полная мощность подстанции зависит от схемы внешнего электроснабжения и от количества главных понижающих трансформаторов.

,

где S_н.тр - мощность главного понижающего трансформатора, кВА;

n_тр - число установленных на проектируемой подстанции главных понижающих трансформаторов.

1.6 Расчет максимальных рабочих токов на шинах и по присоединениям РУ - 110, 35, 10 кВ

Токоведущие части и электрооборудование подстанции выбирают по условию их длительной работы при номинальной повышенной нагрузке, не превышающей максимальной рабочей. Для этих целей необходимо рассчитать максимальные рабочие токи I_pмакс, сборных шин и всех присоединений к ним.

При расчете наибольших рабочих токов сборных шин и присоединений учитывается запас на перспективу развития подстанции, принимаемый равным 30% расчетной мощности, возможные аварийные перегрузки до 40%, увеличения значений токов параллельно включенных трансформаторов и линий в случае отключения одного из трансформаторов или линии.

Расчет максимальных рабочих токов на вводах подстанции

где К_пр - коэффициент перспективного развития подстанции, увеличивающий рабочий потребляемый ток на 30 % К_пр = 1,3;

- суммарная мощность главных понижающих трансформаторов проектируемой подстанции, кВА;

U_н1 - номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора проектируемой подстанции, кВ.

Расчет максимальных рабочих токов на перемычке подстанции



где К_рн - коэффициент распределения нагрузки на сборных шинах первичного напряжения, равный 0,6.

Расчет максимальных рабочих токов первичных обмоток главных понижающих трансформаторов

где S_н.тр - номинальная мощность силового трансформатора;

- коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора, по отношению к его номинальной мощности К_ав = 1,4.

Расчет максимальных рабочих токов вторичных обмоток главных понижающих трансформаторов

где U_н2 - номинальное напряжение вторичной обмотки силового

трансформатора, кВ;

Расчет максимальных рабочих токов на сборных шинах вторичного напряжения

.

Расчет максимальных рабочих токов линий, питающих потребителей

где Р_макс - максимальная активная мощность потребителей, кВт;

- коэффициент мощности потребителей.

Металлообрабатывающий завод

Завод сельскохозяйственных машин

Фабрика по переработке сельскохозяйственных продуктов

Деревообрабатывающая фабрика

Вагонное депо

1.7 Расчет максимальных токов короткого замыкания для характерных точек подстанции

Рисунок 1 - Расчетная схема

Рисунок 2 - Основная схема замещения

Производим упрощение основной схемы замещения

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5



Рисунок 6

Рисунок 7



Рисунок 8

Рисунок 9

Таблица 1 - Сводная таблица токов короткого замыкания

Точка короткого замыкания	Формула	Режим
		максимальный
1	2	3
К1(110)кВ
	Iб=
	Iк =
	iy =
	Sк =
	Bк = Iк2 ()	3,72 () = 23
К2(35)кВ
	Iб=
	Iк =
	iy =
	Sк =
	Bк = Iк2 ()	2,52 () = 7,4
К3(10)кВ		1,358
	Iб=
	Iк =
	iy =
	Sк =
	Bк = Iк2 ()	4,052 () = 11,3

1.8 Выбор и проверка основного оборудования и токоведущих частей РУ - 35, 10 кВ

1.8.1 Выбор сборных шин

Сборные шины распределительных устройств РУ - 35 кВ выполняются алюминиевыми шинами трубчатого сечения, на вводах и перемычке РУ - 110 кВ выбор осуществляется гибких алюминиевых шин. В закрытых РУ - 10 кВ сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами прямоугольного сечения.

Токоведущие части выбираются по условию:

где - максимальный ток той рабочей цепи, где производится выбор токоведущей части;

I_доп - длительный допускаемый ток для выбранной токоведущей части.

Таблица 2 - Выбор сборных шин

Наименования присоединений и сборных шин	Максимальный рабочий ток, А	Тип токоведущих частей, мм2	Допустимый ток, А
Вводы РУ - 10 кВ	440	40х4	480
Сборные шины РУ - 10 кВ	798	60х6	880
Потребители РУ - 10 кВ	390	40х4	480

Проверка на термическую стойкость заключается в определении минимального необходимого сечения токоведущей части на расчетном участке цепи по режиму короткого замыкания при нагревании его максимальной допустимой температуры.



где q_в - сечение токоведущей части, мм²;

q_мин - минимально допустимое сечение токоведущей части по режиму короткого замыкания.

Расчет минимального сечения проводника, мм²

где В_к - тепловой импульс тока короткого замыкания для расчетной точки подстанции, кА²c;

С - величина, которая зависит от температуры нагрева проводника и от температуры окружающей среды, принимаем 88.

Таблица 3 - Проверка токоведущих частей

Наименования присоединений и сборных шин	Сечение токоведущих частей, мм2	Тепловой импульс,	Коэффициент С,	Минимально допустимое сечение, мм2
Вводы РУ - 10 кВ	160	23	88	1,73
Сборные шины РУ - 10 кВ	360	7,4	88	0,9
Потребители РУ - 10 кВ	160	11,3	88	1,2

1.8.2 Выбор коммутационного оборудования

Выбор и проверка выключателей.

Выбор выключателей производится по важнейшим параметрам в зависимости от места установки в зависимости от места установки (наружная или внутренняя) и условий работы по напряжению и току так, чтобы выполнить условия:

гдеи -ближайшие большие напряжения и ток выбираемого высоковольтного выключателя;

и - рабочее напряжение и максимальный рабочий ток цепи, в которой должен быть установлен выключатель.

После выбора выключателя его паспортные характеристики сравнивают с расчётными условиями в той цепи, где он устанавливается в нормальном режиме работы и режиме короткого замыкания.

Выбранный высоковольтный выключатель проверяется на электродинамическую и термическую стойкость по следующим условиям:

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется:

а) по предельному периодическому току короткого замыкания:

где -эффективное значение периодической составляющей предельного сквозного тока по паспорту, кА;

-установленное значение тока трёхфазного короткого замыкания, где установлен выключатель, кА.

б) по ударному току:



где -амплитудное значение предельного сквозного тока, кА;

-ударный ток, кА.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока короткого замыкания:

где -предельный ток термической стойкости по паспорту, кА;

-время протекания тока термической устойчивости, с;

-тепловой импульс тока короткого замыкания, .

в) по номинальному периодическому току отключения:

где номинальный предельно отключаемый ток выпрямительный при его нормальном напряжении, кА;

ток трёхфазного короткого замыкания, кА.

Выбор и проверка выключателей сведены в таблицу 4.

Таблица 4 - Выбор и проверка выключателей

Наименования присоединения	Тип выключателя	Соотношения паспортных данных
		Условия выбора	Условия проверки
1	2	3	4	5	6	7	8
Вводы РУ-10 кВ	ВВЭ-10-20/630У3
Сборные шины РУ-10 кВ	ВВЭ-10-31,5/2000У3
Металлообрабатывающий завод	ВВЭ-10-20/630У3
Завод сельскохозяйственных машин	ВВЭ-10-20/630У3
Фабрика по переработке сельскохозяйственных продуктов	ВВЭ-10-20/630У3
Деревообрабатывающая фабрика	ВВЭ-10-20/630У3
Вагонное депо	ВВЭ-10-20/630У3

1.8.3 Выбор измерительных трансформаторов

Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

- в зависимости от конструкции и места уставки;

- по номинальному напряжению:

где-первичное напряжение трансформатора напряжения, кВ;

-напряжение на шинах РУ, к которым подключают первичную обмотку трансформатора, кВ.

Выбранный трансформатор напряжения должен быть проверен при нагрузке вторичной цепи по условию:

где номинальная мощность трансформатора в выбранном классе точности при использовании однофазных трансформаторов, соединённых в трёхфазную группу звездой, кВА;

мощность, потребляемая приборами и реле, кВА

Для проверки трансформатора напряжения составляется расчётная схема (рисунок), где указываются все приборы и аппараты, подключаемые к его вторичной обмотке. По расчетной схеме определяется количество всех приборов, необходимых для расчёта суммарной активной и реактивной мощности, подключаемых приборов.

Мощность, потребляемая измерительными приборами и реле, подключаемые ко вторичной обмотке, ВА

где и -сумма активных и реактивных мощностей приборов и реле, подключаемых к наиболее загруженной фазе, которая определяется по расчетной схеме, Вт и вар

Рисунок 11 - Расчетная схема для проверки трансформатора напряжения НТМИ - 10 - 66

Таблица 6 - Расчет нагрузки трансформатора напряжения НТМИ-10

Прибор	Тип	Число катушек напряжение в приборе	Число приборов, шт	Потребляемая мощность одной катушкой, ВА	Потребляе мая мощность, ВА			Общая потребляемая мощность
					Одного при бора	Всех при бо ров			Вт	Вт
Счетчик активной энергии	САЗУ	2	6	4	4	48	0,38	0,93	18,24	44,64
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3	6	7,5	7,5	135	0,38	0,93	51,3	125,55
Вольтметр	Э378	1	1	2			1	0	2	-
Реле напряжения	РУ-54	1	3	1			1	0	3	-
Итого	74,54	170,19

Таблица 7 - Расчет нагрузки трансформатора напряжения ЗНОМ-35

Прибор	Тип	Число катушек напряжение в приборе	Число приборов, шт	Потребляемая мощность одной катушкой, ВА	Потребляемая мощ-ность, ВА			Общая потребляемая мощность
					Одно го прибора	Всех при боров			Вт	Вт
Счетчик активной энергии	САЗУ	2	1	4	4	8	0,38	0,93	3,04	7,44
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3	1	7,5	7,5	22,5	0,38	0,93	8,36	20,47
Вольтметр	Э378	1	1	2	2	2	1	0	2	-
Реле напряжения	РН-54	1	3	1	1	3	1	0	3	-
Итого	16,4	27,9

Условия проверки можно считать удовлетворёнными, так как:

Таблица 8 - Расчет нагрузки трансформатора напряжения НКФ-110

Прибор	Тип	Число катушек напряжение в приборе	Число приборов, шт	Потребляемая мощность одной катушкой, ВА	Потребляемая мощность, ВА			Общая потребляемая мощность
					Одного прибора	Всех приборов			Вт	Вт
Счетчик активной энергии	САЗУ	2	1	4	4	8	0,38	0,93	3,04	7,44
Счетчик реактивной энергии	СР4У	3	1	7,5	7,5	22,5	0,38	0,93	8,36	20,47
Вольтметр	Э378	1	1	2	2	2	1	0	2	-
Реле напряжения	РН-54	1	3	1	1	3	1	0	3	-
Итого	16,4	27,9

Таблица 9- Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока

Наименование присоединение	Тип трансформатора тока	Условия выбора	Паспортные данные	Условия проверки
				Мощность трансформа тора тока в классе точности	Кратность стойкости	на термическую стойкость	на электродинамическую стойкость
					термической	электродинами-ческой
		кВ	А	0,5	1	3			к	кА
Вводы РУ-10 кВ	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Шины РУ-10 кВ	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Металлообрабатыв завод	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Завод сельскохозяйственн продуктов	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Фабрика по переработке сельскохозяйственн продуктов	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Деревообрабатывающ фабрика	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160
Вагонное депо	ТПОЛА-10			15	-	30	65	160

Полная мощность потребляемая от трансформатора напряжения НКФ-110



Условия проверки можно считать удовлетворёнными, так как:

Проверка выбранного трансформатора тока

где Z₂ - вторичная расчётная нагрузка трансформатора тока;

Z_2н - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности, Ом.

где Z_пров - сопротивление проводов, Ом;

- сопротивление приборов, Ом;

- сопротивление контактов, в расчете принимаем 0,1 Ом.

Проверка выбранного трансформатора тока ТФЗМ - 110Б

Для данного типа

Z₂ = 0,36 Ом.

Выбранный трансформатор тока соответствует классу точности 0,5.

Проверка выбранного трансформатора тока ТФН - 35Н

Для данного типа

Z₂ = 0,38 Ом.

Выбранный трансформатор тока соответствует классу точности 0,5.

Проверка выбранного трансформатора тока ТПОЛА - 10

Для данного типа

Z₂ = 0,38 Ом.

Выбранный трансформатор тока соответствует классу точности 0,5.

Проверка выбранного трансформатора тока ТВ-35/10-300/5

Для данного типа

Z₂ = 0,359 Ом.

Выбранный трансформатор тока соответствует классу точности 3.

1.9 Обеспечение безопасности движения поездов

Одним из основных резервов стабилизации и развития экономики железнодорожного транспорта, улучшения организации перевозок пассажиров является устранение браков в поездной и маневровой работе.

Последствия несчастных случаев, крушений, аварий, браков и повреждений устройств электроснабжения является угроза жизни и здоровья людей, государству наноситься значительный материальный ущерб, утрачиваются грузы, выводятся и строя дорогостоящая техника и оборудование. Первостепенное значение в обеспечении безопасности движения поездов придаётся мерам по предупреждению и устранению причин, порождающие случае повреждения оборудования и укреплению трудовой и технической дисциплины работников, связанных с движением поездов.

Тяговые подстанции являются структурными подразделениями участка электроснабжения, призваны обеспечить бесперебойное снабжение электроэнергией электроподвижного состава. В целях обеспечения стабильной и безопасной работы оборудования тяговой подстанции разрабатываются организационные и технические мероприятия.

К организационным мероприятиям относятся:

- безусловное выполнение всеми работниками своих служебных обязанностей;

- постоянное повышение технических знаний, знание обслуживания оборудования;

- изучение приказов и других документов по безопасности движения;

- анализ допущенных случаев повреждений и отказов работы оборудования, принятие мер их предупреждению;

- изучение приказов и соблюдение требований инструкций ПТЭ, и инструкций по сигнализации на железнодорожном транспорте;

- контроль за своевременным проведением проверки и ревизий обслуживаемого оборудования;

- систематическое проведение обходов и осмотров состояния устройств тяговой подстанции, применение мер по устранению выявленных недостатков;

- изучение и соблюдение правил технической безопасности и охраны труда;

- изучение и выполнение правил и инструкций по действию персонала в аварийных случаях;

- контроль за соблюдением трудовой и технической дисциплины;

- проведение инструктажей по безопасности движения.

К техническим мероприятиям относятся качественное обслуживание и своевременное выполнение планово-предупредительных ремонтов и испытания оборудования.

В условиях обеспечения безопасности работы устройств и оборудования, повышение состояния безопасности движения, на тяговых подстанциях выполняется следующее:

- кроме основных фидеров контактной сети на тяговых подстанциях имеется запасной фидер, что даёт возможность при выходе из строя основного фидера обеспечить бесперебойное питание электроподвижного состава через запасной фидер контактной сети;

- фидера контактной сети и СЦБ оборудованы устройствами АПВ;

- для исключения ошибочного действия персонала при производстве коммутационных переключений на тяговых подстанциях разрабатываются технологические нормы, устанавливающие порядок действия персонала;

- устройства защит по автоматике фидеров контактной сети снабжены устройствами плавки гололёда методом короткого замыкания;

- в целях исключения неправильных или ошибочных действий оперативного персонала при переключении коммутационное оборудование тяговой подстанции оснащено защитной блокировкой;

- для предупреждения случаев вандализма и хищения из помещений тяговых подстанций оборудования, ограждения подсобные помещения и кладовые должны быть заперты на замок.

1.10 Мероприятия по охране труда, технике безопасности

Во всех цепях РУ должна быть предусмотрена установка разъединяющих устройств с видимым разрывом, обеспечивающих возможность отсоединения всех аппаратов от источника напряжения. РУ напряжением 3кВ и выше должны быть оборудованы оперативной блокировкой, исключающей возможность:

- включения выключателей, отделителей и разъединителей на заземляющие ножи и короткозамыкатели;

- включения заземляющих ножей на ошиновку, не отделённую разъединителями от ошиновки, находящейся под напряжением;

- отключения и включения отделителями и разъединителями тока нагрузки, если это не предусмотрено инструкцией аппарата.

Для РУ с простыми схемами электрических соединений рекомендуется применять механическую блокировку, а в остальных случаях- электромагнитную.

Блокировки безопасности должны не допускать открывания дверей в различные камеры РУ до момента отключения разъединителей, снимающих напряжение с токоведущих частей, расположенных в камере, и включения заземляющих ножей. Стационарные лестницы для подъёма на трансформаторы должны быть сблокированы с разъединителями и заперты на замок. Вторичные цепи трансформаторов напряжения должны, автоматически отключаться одновременно с первичной цепью, если есть возможность появления напряжения со вторичной стороны трансформатора.

Комплектные распределительные устройства (КРУ) без выкатных тележек имеют блокировки, исключающие доступ в отсек аппаратуры высокого напряжения со стороны выключателя при включённых разъединителях и не дают возможность включать разъединители при открытой двери шкафа. Конструкция КРУ с выкатными тележками обеспечивает их безопасное обслуживание. В частности, блокировки не позволяют выкатку тележки при включённом выключателе, вкатывание тележки в рабочее положение воз-можно лишь при отключённом положении заземляющего разъединителя. Заземляющий разъединитель невозможно включить при рабочим положении тележки. При выкатывании тележки из корпуса шкафа окна для прохода первичных контактов автоматически закрываются защитными шторками, что обеспечивает возможность работы в отсеке. Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции применяют следующие защитные меры: заземление, зануление, защитное отключение, разделяющий трансформатор, малое напряжение, двойную изоляцию, выравнивание потенциалов.

РУ напряжение выше 1000В должны быть оборудованы стационарными заземляющими ножами, окрашенными в чёрный цвет, рукоятки их приводов должны иметь красный цвет. В камерах закрытых РУ, в пролётах открытых РУ, в прочих местах, где для обеспечения безопасности эксплуатационных работ необходимо независимо от наличия заземляющих

ножей в закорачивание и заземление цепи, на токоведущих и заземляющих шинах должны быть подготовлены контактные поверхности для присоединения переносных заземлений.

Для обеспечения возможности лёгкого распознавания отдельных частей электроустановки должны быть выполнены чёткие надписи, указывающие на значение отдельных цепей, а также сделано одинаковое цветовое обозначение одноимённых шин. Выключатели или их приводы, приводы разъединителей, заземляющих ножей, короткозамыкателей должны иметь указатели их положения.

На внешней стороне входных дверей РУ, наружных дверях камер выключателей и трансформаторов, на ограждениях токоведущих частей должны быть вывешены предупреждающие знаки об опасности поражения электрическим током в виде чёрной стрелы на жёлтом фоне треугольника, имеющего чёрную кайму.

В каждом РУ должны находиться достаточное количество переносных заземлений, защитные средства и средства по оказанию первой помощи.

Тяговая подстанция получает электроэнергию по ЛЭП-110 кВ. Трансформатор Т понижает напряжение 110 кВ до 10 кВ, которое служит для питания преобразовательных агрегатов, обеспечивающих электроэнергией постоянного тока электроподвижной состав ЭПС. От шин 10 кВ осуществляется электроснабжение не тяговых потребителей НП, линейных потребителей, расположенных вдоль участка железной дороги, по воздушной линии продольного электроснабжения ВЛ ПЭ 10 кВ, и собственных нужд тяговой подстанции через трансформатор собственных нужд Тт. Собственные нужды подстанции включают в себя устройства управления, сигнализации, защиты, отопления, освещения, вентиляции и другие, которые обеспечивают работу подстанции в различных режимах.

2. Специальная часть проекта

Упрощенная схема питания тяги и нетяговых потребителей от ТП постоянного тока.От шин собственных нужд 0,4 кВ питаются также устройства СЦБ (сигнализации, централизации, блокировки) через повышающий трансформатор ТСЦБ. Трехфазная воздушная линия ВЛ СЦБ 10 кВ прокладывается вдоль железной дороги от одной тяговой подстанции до другой.К ней подключаются через однофазные трансформаторы сигнальных точек автоблокировки ТСТА релейные шкафы СЦБ, обеспечивающие питание сигнальных ламп светофоров. При отключении питания релейного шкафа через Тстд в работу автоматически включается резервный трансформатор ТСТА и восстанавливается питание от линии продольного электроснабжения ВЛ СЦБ 10 кВ.

Вдоль трассы железной дороги расположено много не тяговых железнодорожных потребителей электрической энергии. К ним относятся установки, принадлежащие всем службам дороги, механизмы и инструменты, для работы которых необходима электроэнергия, а также освещение станций, переездов и других объектов. Кроме того электрической энергией снабжаются некоторые промышленные и сельскохозяйственные объекты, расположенные по обе стороны железной дороги. Для питания всех перечисленных потребителей, как указывалось выше, вдоль железной дороги на опорах контактной сети прокладывается трехфазная воздушная линия продольного электроснабжения ВЛПЭ 10 кВ. Для понижения напряжения 10 кВ до уровня, необходимого потребителю, используются трансформаторы комплектных трансформаторных подстанций ТКТП в однофазном или трехфазном исполнении.



Рисунок 13-Упрощенная схема питания тяговых и не тяговых потребителей от постоянного тока.

Основным потребителем электроэнергии от тяговой подстанции является электроподвижной состав ЭПС. Для его питания на тяговых подстанциях применяются преобразовательные агрегаты, состоящие из преобразовательного трансформатора Тпа и выпрямителя UD. Пониженное трансформатором до 3 кВ напряжение выпрямляется выпрямителем UD и подается на шины 3,3 кВ тяговой подстанции. Тяговая сеть перегона между подстанциями состоит из контактной сети и рельса. Контактная сеть соединена питающей линией через быстродействующий выключатель QF3 с шиной "плюс", а рельсы -- отсасывающей линией с шиной "минус" тяговой подстанции .Таким образом, если включен выключатель QF3 питающей линии контактной сети, то в тяговую сеть перегона, т.е. между контактной сетью и рельсом будет подано выпрямленное напряжение 3,3 кВ постоянного тока. Машинист, подняв на ЭПС токоприемник и включив выключатель QF4, соберет цепь тока через тяговые двигатели М, после этого ЭПС начнет движение. Участки контактной сети перегонов и станций отделяются друг от друга изолирующими сопряжениями ЯС, и ИС2, которые обеспечиваютбеспрепятственный проход токоприемника с одной секции контактной сети на другую, электрически изолированную от нее, без перерыва питания ЭПС.

Заключение

В графической части проекта мною была составлена принципиальная схема электрических соединений трансформаторной подстанции и в пояснительной записке дано описание принципиальной схемы электрических соединений трансформаторной подстанции. Далее была определена суммарная полная мощность потребителей, на основании которой был выбран тип понижающих трансформаторов ТМ - 4000/35.

Далее были рассчитаны максимальных рабочие токи на шинах и по присоединениям и токи короткого замыкания для характерных точек подстанции. На основании этих расчетов произведен выбор и проверка основного оборудования и токоведущих частей. Также в пояснительной записке были рассмотрены вопросы по обеспечению безопасности движения поездов и мероприятия по охране труда, технике безопасности.

Сделана специальная часть проекта на тему «Упрощенная схема питания тяговых и не тяговых потребителей от тяговой подстанции постоянного тока».

Список использованных источников

1 Почаевец, В.С. Электрические подстанции/ В.С. Почаевец. - М.: «Транспорт», 2012.

2 Петров, Е.Б. Электрические подстанции. Методическое пособие по дипломному и курсовому проектированию/ Е.Б. Петров. - М.: «Транспорт», 2014.

Размещено на Allbest.ru

...