Электроснабжения участка ЖД
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Полученные результаты занесём в таблицу 17.
Таблица 17. Средние токи плеч питания и квадраты эффективных токов
NIA, АIB, АIAЭ, АIВЭ, АN=N0907,64675,71888,01683,94N=NСР474,53556,46472,90586,46N=NИМ542,32635,96520,97651,55
Токи обмоток а и с в предположении, что углы сдвига фаз средних нагрузок на обоих плечах равны, определяются по формулам:
. (13)
Как видно из таблицы 17, наибольшие значения величин ,,, получаются при N= N0, поэтому токи обмоток и определим только для N= N0:
.
За максимальный эффективный ток обмотки принимается больший из токов или , поэтому в данном случае:
.
Эквивалентные по нагреву масла токи обмотки при том же предположении могут быть найдены по формуле:
. (14)
По этой же формуле находят эквивалентный по нагреву масла ток обмотки при заданных размерах движения , подставляя в нее ,,,, рассчитанные для этих размеров движения, и ток - в период восстановления нормального графика после окна. В этом случае ,,, определяются для увеличения в отношении размеров движения.
По формуле (14) определяем:
.
Чтобы найти ток необходимо определить величины, приведенные в формулах (8), (9), (11) и (12), для увеличения в отношении размеров движения.
Определим средние токи фидеров по формуле (8):
;
;
Определим квадраты эффективных токов фидеров по формуле (9):
Таблица 18. Средние и эффективные токи фидеров (для увеличенных размеров движения)
, А, А, А, А, А, А, А, А356,53162,06258,92349,22142814,727827,184547,3138567,1
По формуле (11) определим средние токи плеч питания:
;
По формуле (12) определим квадраты эффективных токов плеч питания:
.
Определим ток :
.
Для дальнейших расчетов выбираем по каталогу мощность трансформаторов . В качестве базовой принимаем ее равной 50 МВА (два трансформатора по 25 МВА).
Мощность трансформатора, которую допустимо использовать для тяги , определяется по формуле:
, (15)
где - коэффициент участия районной нагрузки в максимуме.
По формуле (15) для определяем:
.
Для дальнейших расчетов принимаем .
По мощности найдём соответствующий ей номинальный ток:
. (16)
где .
По формуле (16) находим:
.
По мощности находим так же отношения:
(17)
По формуле (17) определяем:
Средняя интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:
; (18)
где
; (19)
где - температура окружающей среды в период восстановления нормального движения;
- базовая температура наиболее нагретой точки обмотки, при которой скорость расчетного износа витковой изоляции соответствует сроку службы трансформатора, условно принятого за единицу ;
1/0С;
; (20)
. (21)
где:
. (22)
В формулах (20), (21) и (22):
(a, b, g, h) - постоянные в выражениях, аппроксимирующих зависимости разности температур обмотки - масло и масло - окружающая среда (они равны a=20,5; b=2,5; g=39,7; h=15,3 0С);
() - при переменном токе - среднее время хода поезда по фидерной зоне поездов основного типа в четном и нечетном направлениях;
- тепловая постоянная времени масла; можно принять равной 2,5 ч для трансформаторов мощностью до 32 МВА и 3,5 ч - для трансформаторов большей мощности.
По формулам (18), (19), (20), (21) и (22) определяем:
;
;
;
;
.
Согласно исследованиям, выбор мощности трансформатора по току (в предположении, что износ изоляции происходит только в период восстановления нормального движения после окна) может привести к ее занижению не более чем на 8%.
Поэтому необходимая расчетная мощность может лежать в пределах и , равных:
. (23)
По формуле (23) находим:
.
Так как по стандартной шкале мощность трансформаторов, выбранная по и , одна и та же, то на этом выбор трансформатора по износу заканчивается.
Тип и характеристики выбранного понизительного трансформатора для тяговых подстанций переменного тока приведены в таблице 19.
Таблица 19. Характеристики понизительного трансформатора тяговой подстанции переменного тока 220 кВ
ПараметрТип трансформатораТДТНЖ-40000/230Мощность , кВА40000Напряжение обмоток, кВВН230СН38,5НН27,5Потери электроэнергии, кВт66240Ток холостого хода , %1,1Напряжение короткого замыкания , ,5Эквивалентное приведенное сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов , Ом2,44
Выбранные по износу изоляции трансформаторы должны быть проверены по максимально допустимому току и максимально допустимым температурам обмотки и масла.
Обозначим выбранную по каталогу, исходя из интенсивности износа изоляции, мощность трансформаторов через . Тогда ток, соответствующий располагаемой мощности для тяги, находится как:
(24)
Максимальная кратность нагрузки при выбранной мощности трансформатора определяется для суток с предоставлением окна.
Расчёт таких суток базируется на замене реального графика эквивалентным двухступенчатым. Для условий проекта:
(25)
При таком соотношении следует принять:
(26)
Максимальная температура масла может быть определена по формуле:
(27)
Максимальная температура обмотки определяется как:
(28)
По формулам (27) и (28) определим:
В нормальных условиях заданные размеры движения должны быть обеспечены при работе одного трансформатора:
(29)
(30)