СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	6
1	Расчет мощности подстанции	6
1.1	Определение мощности районных потребителей	7
1.2	Расчет мощности тяговой нагрузки тяговой подстанции	8
1.3	Расчет мощности собственных нужд	9
1.4	Расчетная мощность для выбора главных понижающих трансформаторов	10
1.5	Расчет мощности главных понижающих трансформаторов	10
1.6	Определение полной мощности подстанции	11
2	Расчет максимальных рабочих токов	12
3	Расчет параметров короткого замыкания	15
3.1	Создание расчетной схемы для определения параметров короткого замыкания	16
3.2	Расчет относительных сопротивлений элементов цепи короткого замыкания	18
3.3	Схема замещения	20
3.4	Расчет параметров цепи короткого замыкания	22
4	Выбор и проверка электрического оборудова6ия подстанций по режиму короткого замыкания	23
5	Расчет контура заземления	26
6	Выбор аккумуляторной батареи	28
7	Расчет молниезащиты	30
8	Потребители собственных нужд	31
	Заключение	32
	Список использованных источников	33

ВВЕДЕНИЕ

Высокая оценка электрической энергии в развитии общества объясняется большим преимуществом ее перед всеми другими видами энергии, а именно транспортабельностью на большие расстояния, дробимостью и легкостью превращения в другие виды энергии, что позволяет применить ее для самых разных нужд общественного производства и потребностей населения.

Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Удовлетворение потребностей железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется в основном путем присоединения железнодорожных установок к районным сетям энергосистемы.

Энергию на тягу поездов получают от энергосистемы через их высоковольтные линии и районные подстанции и, непременно, через специальные тяговые подстанции. Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением, оснащенным мощной современной силовой аппаратурой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов, разъединители, короткозамыкатели) и усилительной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме телеуправления.

Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования тока (только для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Как известно первой тягой, которая применялась на железных дорогах, была тепловозная. В дальнейшем увеличение грузовых и пассажирских перевозок привело к тому, что встал вопрос об использовании электрической тяги. Это было верное направление. Отсутствие загрязнения окружающей среды, больший, по сравнению с тепловозной тягой, коэффициент полезного действия, снижение себестоимости перевозок – это одни из положительных сторон электрической тяги.

29 августа 1929 года была завершена электрификация первого участка Москва – Мытищи на постоянном токе. Сначала электрификация осуществлялась напряжением 1,5 кВ, но из-за больших потерь его увеличили до 3 кВ.

Тяговые подстанции постоянного тока в России строятся вдоль полотна железной дороги на расстоянии 25—50 км. Это расстояние зависит, как от размеров движения поездов, так и от профиля пути. Получают электроэнергию от подстанций РАО «ЕЭС России» по воздушным и кабельным линиям электропередачи напряжением 6—500 кВ. Электроэнергия поступает в первичное открытое или закрытое распределительное устройство.

Далее электроэнергия поступает на понижающий трансформатор, откуда она подаётся на преобразовательный агрегат (выпрямитель) - при работе контактной сети на постоянном токе. С преобразовательного агрегата выпрямленный ток подаётся на основную и резервную системы шин и распределяется в контактную сеть через быстродействующие автоматы. В Российской Федерации номинальное напряжение выпрямленного тока железнодорожных тяговых подстанций нормируется Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации и установлено на уровне 3300В.

1 Расчет мощности подстанции

Подстанция получает питание по вводам от сети внешнего электроснабжения. Питающие напряжение подается на первичные обмотки главных понижающих трехобмоточных тр-ов. Вторичные обмотки тр-ов напряжением 10кВ запитывают РУ-10кВ, которое служит для обеспечения электрической энергии железной дороги по фидерам к.с. От третьей обмотки запитывается РУ-35 кВ для питания нетяговых потребителей.

Ввод-1 220кВ Ввод-2 220кВ

ОРУ – 220кВ

Т-1

Т-2

220

35

220

35

10

10

ОРУ-35 кВ

РУ -10кВ

10

10

ТСН-1

ТСН-2

10

10

Нетяговые

потребители

0,4

0,4

3,3

3,3

ТП-1

ТП-2

Ф1ПЭ

Ф2ПЭ

Нетяговые потребители

ПА1

ПА2

КРУН-10кВ СЦБ

РУ-3,3кВ

Фидеры контактной сети

Ф1СЦБ

Ф2СЦБ

РУ-0,4кВ

0,4

Т СЦБ

10

Рисунок 1.1- Структурная схема тяговой подстанции постоянного тока 220 кВ

1.1 Определение мощности районных потребителей

Для определения полной мощности указанных потребителей S_max, кВА, используют следующую формулу 1.1:

S_max =(S₃₅+S₁₀ )* K_р,, (1.1)

S_max = (48072+10325)*0,9=52557 кВА

Полная мощность остальных потребителей определяется аналогично и полученные данные записываются в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Мощности районных потребителей

Потребители	Тип, длина линии	Р, кВт	Кс	cosφ	Smax,кВА/ Iрmax,А
ОРУ-35кВ
ТП-35/10	Вл-10км	30000	1	0,8	3750
ТП-35/10	Кл-4км	7000	0,7	0,8	6125
ТП-35/0,4	Кл.2км	400	0,9	0,8	450
РУ-10кВ
Ф1 ПЭ	Вл-21км	8000	1	0,85	9411
Ф2 ПЭ	Вл-18км	5000	1	0,8	6250
ТП-10/0,4	Кл-15км	10000	0,8	0,8	10000
ТП-10/0,4	Кл.2км	1000	0,9	0,8	1125
КТП-10/0,4	Кл.1км	500	1	0,8	625
КРУН СЦБ
Ф1 СЦБ	Вл-21км	50	1	0,8	62,5
Ф2 СЦБ	Вл-18км	45	1	0,8	56,25

1.2 Расчет мощности тяговой нагрузки тяговой подстанции

ЭЧЭ

Ф1

Ф5

Ф2

Ф3

Ф4

Ф11

Ф22

Ф51

Ф52

Ф44

Ф33

А

В

I₁

I₃

I

II

Б

Г

I₂

I₄

Рисунок 1.2 - Схема питания и секционирования станции

I₁=2500А I₂=2000А I₃=1800А I₄=2900А

Определение мощности на тягу преследует цель выбора тягового трансформатора, мощность которого является составляющей мощности главного понижающего трансформатора.

Наиболее простым методом является определение мощности на тягу по заданному действующему значению выпрямляющего тока подстанции.

S_тяг=1,05*U_dн*I_Д.Т.П. ,кВА (1.2)

где U_dн = 3,3 кВ - номинальное выпрямленное напряжение на шинах подстанции;

I_Д.Т.П. – действующее значение выпрямленного тока подстанции, А;

S_тяг=1,05*3,3*(2500+2000+1800+2900)=31878 кВА