Расчёт мощности подстанции

 

 

Целью расчета является определение суммарной мощности всех потребителей для определения расчетной мощности главных понижающих трансформаторов и выбора их типов, а также определения полной мощности подстанции.

2.1 Мощность тяговой нагрузки

Мощность на тягу поездов рассчитывается по формуле 2.1, кВА

(2.1)

где – номинальное выпрямленное напряжение на шинах подстанции, кВ;

- действующее значение выпрямленного тока подстанции, А.

Выбранный тип выпрямителя указан в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики выпрямителя

Тип	Номинальное напряжение, В	Допустимая перегрузка по току,% в течение	Тип и количество полупроводниковых диодов	Схема выпрямления	Вид охлаждения	Разрядники	Вид установки
15мин	2мин	10 с	тип	количество
∆Px., кВт	∆Pкз, кВт
ТПЕД-3150-3,3кВ-У1		Iн=3150 А	ДЛ 153-2000-20-УХЛ2; 48×6	Двенадцатипульсовая последовательная;	Воздушное естественное	РВКУ-1,65 А01		наружная

 

 

2.2 Определяемое количество выпрямителей рассчитывается по формуле

(2.2)

где - действующее значение выпрямленного тока, А;

- номинальный выпрямленный ток выбранного типа полупроводникового преобразователя, А.

Преобразовательный агрегат тяговой подстанции постоянного тока состоит из выпрямителя, который, выбран и тягового трансформатора, который необходимо выбрать, рассчитав его мощность

(2.3)

где N- принятое целое число выпрямителей.

кВА

Выбранный тип тягового трансформатора указан в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Технические характеристики выбранного тягового трансформатора

Тип

Номинальное напряжение обмоток

Номинальная мощность

Номинальный ток преобразователя

Номинальные токи обмоток

Напряжение короткого замыкания

Ток холостого хода

Потери

Схема соединения обмоток

сетевой

вентильной

сетевой

вентильный

Холостого хода

Короткого замыкания

U 1н кВ

U 2нкВ

кВА

А

А

Iх.х, А

U к, %

%

∆Px.x, кВт

∆Pкз, кВт

Сетевой

вентильнй

ТДП-12500/10ЖУ1

1,52

7,0

1,1

16,0

72,5

∆ или Y

∆

 

 

2.2 Мощность нетяговых потребителей

Для каждого потребителя вычисляется наибольшая активная мощность P_max по заданным значениям установленной мощности потребителей P _у и коэффициента спроса K_с, учитывающего режим работы, загрузки и КПД потребителей рассчитывается по формуле 2.4, Вт

P_maxn=P_уn K_сn, (2.4)

где n=1,2,3… номера потребителей электрической энергии.

P_max1=7000*0,65=4550кВт;

P_max2=1300*0,6 =780кВт;

P_maxn3=3500∙0,55 =1925кВт;

P_maxn4=700∙0,65 =455кВт;

На основании заданных типовых суточных графиков активной нагрузки потребителей и рассчитанных наибольших активных мощностей вычисляют активные нагрузки потребителей для каждого часа по выражению рассчитываются по формуле 2.5, кВт

(2.5)

где - значение мощности в процентах из типового графика для n-го потребителя в t час;

100 - переводной коэффициент из процентов в относительные единицы.

Рассчитанные активные почасовые нагрузки сведены в таблицу 2.3.

 

Рисунок 2.1 Сельскохозяйсвенная нагрузка

Рисунок 2.2 Электротехнический завод

Рисунок 2.3 график электрических нагрузок потребителя 2

Вокзал и освещение станции

Рисунок 2.3 график электрических нагрузок потребителя 3

 

Локомотивное депо

График 2.4 график электрических нагрузок потребителя 4

 

Таблица 2.3 - Расчётные активные нагрузки потребителей

Часы сутки	Активные нагрузки, кВт
Сельскохозяйственная нагрузка	Железобетонный завод	Щебеночный завод	Вокзал	∑Pmax
			1405.25	408.5	3725.75
			1212.75	341.25
				341.25	5585.25
				408.5	5585.25
	1046.5			172.5	5410.5
	1046.5		1501.5	172.5
			1578.5	400.4	7308.9
				172.5	6245.5
		296.4	500.5	400.4	2536.1
		296.4	1038.5		3337.5
		296.4	1510.25		3818.5
			1405.25	400.4	3856.65
		296.4	1038.5	400.4	4193.3
	3081.5	296.4	1770.5		5271.3
14	4455	327.6	1770.5	172.5	5537.1
		296.4	1116.5	400.4	3833.5
		296.4	577.5	172.9	4214.3
		296.4	885.5	172.9	3750.8
				172.9	4241.4
			1508.5	400.4	3609.9
		639.6	1732.5	400.9	4309.5
		639.6	1116.5		3495.6
		639.6			3495.6
			1809.5	400.4	4309.4

 

Из таблицы видно что, наибольшая активная нагрузка произошла в 10 часов.

Для определения наибольшей полной мощности потребителей необходимо рассчитать их реактивные мощности и суммарную реактивную

мощность для часа наибольшей суммарной нагрузки по формуле 2.6:

(2.6)

где P_n– активная мощность потребителя, попавшая в час наибольшей суммарной нагрузки, кВт;

tg φ_n– тангенс угла φ, определяемый для каждого потребителя по заданному коэффициенту мощности K_м = cos φ,

(2.7)

Полная мощность определяется с учётом потерь в высоковольтных сетях и в трансформаторах подстанции.

Полная мощность потребителей определяется геометрической суммой активной и реактивной мощности рассчитывается по формуле 2.8, кВА

(2.8)

где P_пост – постоянные потери, %;

P_пер – переменные потери, %;

∑ P_max – суммарная активная мощность потребителей, кВт;

∑ Q_max – суммарная реактивная мощность потребителей, кВАр.

2.3 Мощность собственных нужд. Выбор трансформатора собственных нужд

Мощность трансформаторов собственных нужд (ТСН) выбирается исходя из мощности, необходимой для питания собственных нужд переменного тока.

Для тяговых подстанций переменного тока S _с.н принимается равной 0,5% от мощности на тягу, определяется по формуле 2.9

(2.9)

По рассчитанной мощности на собственные нужды подстанции выбирается трансформатор собственных нужд из условий 2.10 – 2.12:

S_н.тр≥S_с.н (кВА) (2.10)

U_1н≥ U_1раб (кВ) (2.11)

U_2н≥U_2раб= 0,4кВ (2.12)

Характеристика выбранного трансформатора приведена в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Технические характеристики выбранного трансформатора собственных нужд

 

Тип	Номинальная мощность	Номинальное напряжение обмоток	Потери	Ток холостого хода	Напряжение Короткого замыкания
Первичной	вторичной	Холостого Хода	Корот-кого замыкания
,кВА	,кВ	, кВ	кВт	кВт
ТМ-160/10			0,4	0,460	2,65	2,4	4,5

 

2.4 Полная расчетная мощность для выбора главных понижающих трансформаторов

Мощность на шинах 10кВ определяется суммарной мощностью потребителей по формуле 2.13, кВА

(2.13)

где – мощность на тягу поездов;

S_с.н – мощность собственных нужд;

– полная мощность потребителей 10кВ;

K_р – коэффициент, учитывающий разновременность наступления максимумов тяговой и нетяговой нагрузок и нагрузки собственных нужд, K_р =0,95 ÷ 0,98.

Расчётная наибольшая мощность для выбора трёхфазных трёхобмоточных главных понижающих трансформаторов определяется по формуле 2.14, кВа.

(2.14)

 

2.5 Выбор главных понижающих трансформаторов

Число главных понижающих трансформаторов на подстанциях определяется категорией потребителей и, как правило, их устанавливается два с учётом надёжного электроснабжения при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Мощность главных понижающих трансформаторов рекомендуется определять, исходя из условий аварийного режима, определяется по формуле 2.15, кВА

(2.15)

где S_max – суммарная полная нагрузка первичной обмотки трансформатора;

K_ав – коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора по

отношению к его номинальной мощности, K_ав­ = 1,4;

n_тр – количество главных понижающих трансформаторов, принятое или заданное к установке на подстанции.

По расчётной мощности выбирается тип главного понижающего трансформатора по условиям 2.16 – 2.19:

S_н.тр ≥ S_{тр. расч} (2.16)

U_1н ≥ U_1раб (2.17)

U_2н ≥ U_2раб ( 2.18)

U_3н ≥U_3раб ( 2.19)

Характеристика выбранного масляного трансформатора приведена в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 - Электрические характеристики выбранного двухобмоточного трёхфазного масляного трансформатора с высшим напряжением 110 кВ

Тип	Номинальная мощность	Напряжение обмоток	Потери	Ток холостого хода	Напряжение короткого замыкания	Схема и группа соединения обмоток
Высшего напряжения	Низшего напряжения	холостого хода	короткого замыкания
Sн., кВА	U1нкВ	U3н кВ	ΔPх.х кВт	ΔPк.з кВт	Iх.х,%	Uк,%
ТДН 25000/110			11,0			2,5	10,5	Y*/ Y -11

2.6 Полная мощность подстанции

Полная мощность подстанции зависит от схемы внешнего электроснабжения, определяющей ее тип, и от количества и мощности главных понижающих трансформаторов.

Мощность промежуточной отпаечной подстанции определяется по формуле 2.20:

(2.31)

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

n_тр – число установленных на проектируемой подстанции главных понижающих трансформаторов,

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: