Выбор и проверка основного электрооборудования тяговой подстанции Антропшино

3. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

3.1. Предложения по корректировке схемы главных электрических соединений тяговой подстанции Антропшино

При анализе существующей схемы подстанции требуется упомянуть об  установке на подстанции нового электрооборудования. Оно нуждается в замене, так как существующее оборудование является устаревшим материально и морально.

3.1.1. Открытое распределительное устройство 110 кВ

Вводной выключатель МКП-110 рационально заменить на более современный и надежный элегазовый выключатель ВГТ-110, конструктивное исполнение которого представлено на плакате 4. Это позволит избавиться от большой массы выключателя, большой энергоемкости подогрева баков.

Существующие разъединители РЛНД-110 необходимо заменить в связи с их техническим износом на РГ-110.

Разрядники РВС-110 можно заменить на современные ОПН-110.

3.1.2.  Распределительное устройство 35 кВ

Нуждаются в замене выключатели МКП-35 и С-35 на вакуумные выключатели ВБЭТ-35. Замена разъединителей РЛНД-35, в связи с их износом, на РДЗ-35 позволит обеспечить надежность коммутационных переключений. Требуется установка трансформатора ТМГ-4000-35 для обеспечения питания проектируемого модуля 10 кВ с целью обеспечения надежности и бесперебойности электроснабжения продольного электроснабжения и СН подстанции.

3.1.3.   Распределительное устройство 3,3 кВ постоянного тока

Требуется замена тяговых трансформаторов ТМРУ-6300/35 на ТРДП-12500/35 ЖУ1 с заменой выпрямителей ПВЭ-3 на двенадцатипульсовые выпрямители ТПЕД.

3.2. Проверка эксплуатируемых и выбираемых токоведущих частей и электрических аппаратов подстанции Антропшино

Электрические аппараты выбирают по условиям длительного режима работы сравнением  рабочего напряжения и наибольшего длительного рабочего тока присоединения, где предполагается установить данный аппарат, с его номинальным напряжением и током. При выборе учитывается необходимое исполнение аппарата (для наружной и внутренней установки). Выбранные аппараты проверяют по условию короткого замыкания.

3.2.1. Выбор тягового трансформатора

Произведен расчет для номинального режима при идеальных силовых полупроводниковых приборов (СПП) и пренебрежении сопротивлении питающей сети.

Среднее выпрямленное напряжение в режиме холостого хода вычислено по формуле:

U_do= U_dn +∆ U_dy                                  (3.1)

где U_dn – номинальное напряжение, В;

∆ U_dy – потери напряжения на коммутацию, В.

Потеря выпрямленного напряжения на коммутацию ∆ U_dy принята для расчета 3%  U_dn.

∆ U_dy = 0,03 ∙3300 = 100 (В).

U_do= 3300 + 100 = 3400 (В).

Вторичное линейное напряжение «звезды» и вторичное фазное напряжение «треугольника» рассчитано по формуле:

U_2Λλ= ;                                                                            (3.2)

U_2Λλ= = 1258,8 (В).

Вторичное фазное напряжение «звезды», В:

U_2Λ∆= U_{2 Фλ}= ;                                     (3.3)

U_2Λ∆= U_{2 Фλ}= = 726,77 (В).

Для нормальной работы выпрямителя необходимо выполнить условие:

U_2Λ = U_2Ф∆ = U_2Λλ .                                         (3.4)

Средний ток плеча  I_п , А:

I_п =;                                                      (3.5)

I_п ==1000 (А).

Эффективное значение тока I_пэф плеча схемы выпрямления , А:

I_пэф =,                                                 (3.6)

I_пэф ==1732,10 (А).

Действующее значение тока  I_2λ вторичной обмотки, А:

I_2λ =;                                                (3.7)

I_2λ ==2449,56  (А).

I_2Фλ = I_2λ ,                             I_2Ф∆= = = 1414,29 (А).

Коэффициенты трансформации

 n_λ = ,             n_∆ = ,(3.8)

n_λ = =29,39,n_∆ = =16,97.

Ток первичной обмотки I₁ , А:

  I₁ = ,                                              (3.9)

  I₁ = =159,91 (А).

Расчетная мощность трансформатора:

         S_T = ;                  (3.10) 

S_T =  = 10464699=10,46 (МВ∙А).

На основе рассчитанной мощности выбран тяговый трансформатор ТРДП-12500/35ЖУ1 со следующими параметрами:

тип – масляный;

масса – 22,5 т;

номинальная мощность S_H=11400 кВА;

напряжение к.з. u_k = 8%;

потери мощности х.х. Р_хх = 16 кВт;

потери мощности к.з. Р_кз = 72 кВт;

ток х.х. I_хх = 0,9%.

3.2.2. Выбор выпрямителя

Выбран трансформатор ТРДП-12500/35 ЖУ1.

По исходным данным, полученным в ЭЧ-4, необходимо спроектировать преобразователь, имеющий следующие номинальные значения тока и напряжения: I_dn=3000 А, U_dn=3300 В. Максимальный ток самого нагруженного фидера контактной сети  I_ФИД= 850 А.

Зная значение тока и напряжения, определено значение номинальной мощности преобразователя Р_dn , кВт:

Р_dn= I_dn∙ U_{dn .}     (3.11)

Р_dn= 3000∙3500 = 10500000 Вт = 10500 кВт.

Надежность и экономичность работы тяговых подстанций во многом определяются типом принятого выпрямителя. Исторически сложилось так, что до недавнего времени применялись выпрямители, включенные