Расчет мощности тяговых подстанций и выбор силового оборудования на них

Максимальная расчетная нагрузка тяговых подстанций не явля­ется единственно определяющей для определения мощности трансфор­маторов, так как мощность трансформаторов зависит от степени не­равномерности нагрузки.

Необходимая трансформаторная мощность для питания тяго­вой и районной (нетяговой) нагрузки равна

S = (Sт + Sр)*kр, (2.1)

где S - необходимая трансформаторная мощность для питания

тяговой и нетяговой нагрузки, кВА;

Sт - трансформаторная мощность для питания тяговой наг­рузки, кВА;

Sр - трансформаторная мощность для питания нетяговой нагрузки, кВА;

kр - коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов

тяговой и районной нагрузок, kр = 0.93.

Трансформаторная мощность для питания тяговой нагрузки опре­деляется по следующей формуле:

(P'+ P")*kм

Sт = -------------, (2.2)

cos (f)

где p' и p" - среднесуточные нагрузки плеч питания подстан-

ции, кВт;

kм - коэффициент, учитывающий влияние внутрисуточ-

ной неравномерности движения на износ изоляции

обмоток трансформатора;

cos (f) - коэффициент мощности подстанции, принят равным

0.93.

Значение коэффициента kм может быть определено по кривым

рис.1-11, приведенным в [1]. Кривые для нахождения kм аппроксими­рованы следующее выражение:

(Pсим)-0.499*t2+0.768*t-0.677

kм = (-0.166*t+1.204)|-------|, (2.3)

9 Pмакс 0

где Pсим - среднесуточная нагрузка подстанции в месяц ин-

тенсивной работы на 5 год эксплуатации, кВт;

где A'(") - расход электроэнергии на движение одного поезда,

отнесенный к соответствующему плечу питания

подстанции, кВт*ч;

N среднесуточные размеры движения поездов на пятый

Pмакс - максимальная нагрузка подстанции, кВт; t - среднее время хода по фидерной зоне, ч.

Среднесуточная потребляемая мощность плеча питания тяговой подстанции равна

kз*kд*kт.с.()

S'(")= ------------| SA'(")Nчет+ SA'(")Nнеч|, (2.4)

24 9 чет неч 0

год эксплуатации в месяц интенсивной работы;

kз - коэффициент, учитывающий повышенный расход элек-

троэнергии в зимнее время, kз = 1.08;

kд коэффициент, учитывающий расход электроэнергии

на собственные нужды подвижного состава,kд=1.02; kт.с. - коэффициент, учитывающий среднегодовые потери

электроэнергии в тяговой сети, kт.с. = 1.07. Результаты расчета мощности тяговых подстанций приведены в

табл.2.1. Расчеты выполнены с применением ПЭВМ типа IBM PC.

Таблица 2.1

Мощности тяговых подстанций

Учитывая приведенные выше результаты расчетов и условия ре­зервирования выбираем на каждой тяговой подстанции (ТП) по 2 тран-

сформатора типа:

на 1-ой ТП - трансформаторы типа ТДТН-25000/110-66;

на 2-ой ТП - трансформаторы типа ТДТН-25000/110-66;

на 3-ой ТП - трансформаторы типа ТДТН-16000/110.

Таблица 2.2 Основные технические характеристики силовых трансформаторов

Как известно из курса "Тяговых подстанций" преобразователь­ные агрегаты подстанций выбираются из следующего условия:

Pвыпр

nпр = ------, (2.5)

Pном

где nпр - количество преобразовательных агрегатов (в нашем

случае выпрямителей),

Pвыпр - выпрямительная мощность тяговой подстанции, кВт, Pном - номинальная мощность одного выпрямителя, кВт.

На тяговой подстанции для преобразования переменного тока в постоянный выбираем 12-ти-пульсовые выпрямители ТПЕД-3150 из со­ображений широкой распрастраннности этих выпряимтелей, их высоких технических характеристик и отсутствия рекуперации на рассматри­ваемом участке.

Номинальная мощность агрегата - Pном=10400 кВт.

18317 26530 8009

nтягТП1=-----=1.76; nтягТП2=-----=2.55; nтягТП3=-----=0.77.

10400 10400 10400

Принимаем на каждой ТП по два выпрямителя, учитывая, что, когда поезда движутся по участку с минимальным межпоездным интер­валом и выпрямительная нагрузка на ТП максимальна, часть нагрузки ТП2 возьмут на себя выпрямители 1-ой тяговой подстанции.

В качестве тяговых трансформаторов выбираем на каждой ТП по два трансформатора ТРДП-12500/10, их основные характеристики:

Sном = 11400 кВА; uк% = 8.41.