МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине «Тяговые подстанции» на тему:

«Тяговые подстанции»

Выполнил студент Е.Д. Ешгуровой

группы ЭС – 104

Руководитель Фёдоров

Нормоконтроль Фёдоров

Санкт – Петербург

2004 г.

Введение

Электрическая тяга является основным потребителем электроэнергии на железнодорожном транспорте. Кроме того, электроэнергия на железных дорогах расходуется на различные технические нужды: освещение вокзалов и станций, выполнение работ по ремонту подвижного состава, пути, изготовление запасных частей и т.д. Удовлетворение потребности железнодорожного транспорта в электроэнергии осуществляется с помощью тяговых подстанций, которые получают энергию от систем внешнего электроснабжения.

Тяговые подстанции – это комплекс электротехнических устройств, предназначенных для питания электрической тяги поездов, устройств автоблокировки, не тяговых потребителей продольного электроснабжения и районных потребителей (нагрузок).

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы, автотрансформаторы, полупроводниковые преобразователи, батареи конденсаторов), коммутационной (выключатели переменного и постоянного тока, разъединители, короткозамыкатели) и вспомогательной аппаратурой, большая часть которой работает в режиме автотелеуправления.

В ходе выполнения данного курсового проекта, согласно выданному заданию, производится разработка эскизного проекта тяговой подстанции постоянного тока 3,3 кВ. Для проектирования тяговой подстанции выполняется:

1. Краткое обоснование главной схемы тяговой подстанции и выбор числа, типа и мощности рабочих и резервных тяговых агрегатов и трансформаторов.

2. Расчет токов к.з. на шинах РУ.

3. Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов, измерительных трансформаторов.

4. Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции.

5. Расчет контура заземления тяговой подстанции.

1. Выбор числа, типа силовых и тяговых агрегатов

На тяговой подстанции постоянного тока устанавливают два понижающих трансформатора, а также два тяговых трансформатора и две выпрямительных установки. Трансформатор вместе с выпрямительной установкой называется преобразовательным агрегатом. Т.к. железная дорога является потребителем первой категории (т.е. перерыв в ее электроснабжении может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов или причинить ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом), принимаем два выпрямительных агрегата и понижающих трансформатора, из которых один является резервным.

Необходимое число выпрямителей определяется по следующей формуле:

(1)

где средний ток подстанции, А;

номинальный ток выпрямителя, А.

Следовательно, принимаем число рабочих выпрямителей равное 1.

Максимальная расчётная мощность определяется по следующей формуле:

(2)

где S_T –мощность тяговой нагрузки, кВА;

S_РП –мощность районных потребителей, кВА;

S_СН –мощность трансформатора собственных нужд, принята 250 кВА;

S_ПЭ- мощность продольного электроснабжения, кВА;

k_Р –коэффициент, учитывающий равномерность наступления максимумов тяговой и не тяговой нагрузки, принимаем 0,98.

Мощность тяговой нагрузки определяется по формуле:

(3)

В соответствии с мощностью тяговой нагрузки подобран тяговый трансформатор ТРДП–12500/35ЖУ1, параметры которого приведены в табл. 1.

Таблица 1

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Потери, кВт		Преобразователь		Ixx, %	Ukз, %
		Pxх, кВт	Pкз, кВт	Напряжение, В	Ток, А
ТРДП-12500/35 Ж-У1	11400	13,5	81	3300	3150	0,9	8

Параметры тягового трансформатора

На основании расчетной мощности выбирается понижающий трансформатор.

Расчетная мощность определяется по следующей формуле:

(4)

В соответствии с расчетной мощностью подобран понижающий трансформатор типа ТМ–4000/35/10У1, параметры которого приведены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры понижающего трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Сочетание напряжений		Потери, кВт		Ixx, %	Ukз, %
		ВН	НН	Pxх, кВт	Pкз, кВт
ТМ-4000/35/10 У1	4000	35	10,5	6,7	33,5	1,0	7,5

По мощности собственных нужд S_сн= 250 кВА выбирается трансформатор собственных нужд типа ТМ-250-35/0,4, параметры которого приведены в табл. 3.

Таблица 3

Параметры трансформатора собственных нужд

Тип трансформатора	Номинальная мощность, кВА	Сочетание напряжений		Потери, кВт		Ixx, %	Ukз, %
		ВН	НН	Pxх, кВт	Pкз, кВт
ТМ-250/35/0,4 У1	250	35	0,4	1	3,7	2,6	6,5