Передвижные тяговые подстанции
Особенности тяговых подстанций метрополитенов, основное оборудование, схемы распределительных устройств. Назначение, оборудование передвижных тяговых подстанций постоянного и переменного тока. Схемы и оборудование постов секционирования и пунктов параллельного соединения постоянного и переменного тока
Методические указания
Общие сведения о тяговых подстанциях метрополитенов можно получить, изучив материал §107 [3]. При изучении материала обратить внимание на классификацию тяговых подстанций метрополитенов, категории и виды потребителей электроэнергии от тяговых подстанций метрополитенов, уровни напряжений на шинах подстанций.
Назначение постов секционирования, пунктов параллельного соединения постоянного и переменного тока, их конструкцию и схемы рекомендуется рассмотреть по учебнику[3] §122, 123 на страницах 453-457.
Назначение передвижных тяговых подстанций постоянного и переменного тока, варианты размещения оборудования этих подстанций рассматриваются в §8.20 на страницах 440-448 учебника [1].
Вопросы для самоконтроля
1. Какие потребители получают электроэнергию от тяговых подстанций
метрополитенов?
2. Как классифицируются тяговые подстанции метрополитенов в зависимости:
- от выполняемых функций;
- от места расположения?
3. Укажите уровни напряжений на шинах тяговой подстанции
Метрополитена.
4.Назовите основное оборудование распределительных устройств
тяговых подстанций метрополитенов.
5. Укажите назначение постов секционирования постоянного тока, их
основное оборудование, схему ПС.
6. Исходя из какого условия выбирается ток уставки быстродействующего
выключателя постоянного тока?
7. Укажите назначение постов секционирования переменного тока, их
основное оборудование, схему ПС.
8. Укажите назначение пунктов параллельного соединения постоянного
тока, их основное оборудование, схему ППС.
9. Укажите назначение пунктов параллельного соединения переменного
тока, их основное оборудование, схему ППС.
10.Укажите назначение передвижных тяговых подстанций.
11. Начертите схему размещения оборудования передвижной тяговой
подстанции постоянного тока.
12. Начертите схему размещения оборудования передвижной тяговой
подстанции переменного тока.
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМУ ЗАЧЕТУ
1. Тяговые подстанции постоянного тока: назначение, классификация, нормы присоединения к питающей сети.
2. Преобразовательный агрегат тяговой подстанции постоянного тока: назначение, состав, подключение к шинам переменного и постоянного тока.
3. Силовые кремниевые приборы: назначение, классификация, параметры.
4. Мостовая шестипульсовая схемы выпрямления: конструкция и характеристика выпрямителя, принцип действия.
5. Мостовая двенадцатипульсовая схема выпрямления: конструкция и характеристика выпрямителя, принцип действия.
6. Быстродействующий выключатель постоянного тока ВАБ-43: назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия.
7. Быстродействующий выключатель постоянного тока ВАБ-49: назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия.
8. Быстродействующий выключатель постоянного тока ВАБ-206: назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия.
9. РДШ: назначение, конструкция, принцип действия.
10. Питающий фидер контактной сети постоянного тока: назначение, основное оборудование.
11. Обратный фидер контактной сети постоянного тока: назначение, основное оборудование.
12. Сглаживающее устройство: назначение, конструкция, принцип работы.
13. РУ-3,3 кВ тяговой подстанции постоянного тока: назначение, основное оборудование.
14. Особенности электроснабжения устройств СЦБ на тяговой подстанции постоянного тока. Резервирование электроснабжения устройств СЦБ.
15. Защита фидеров контактной сети постоянного тока от токов короткого замыкания и токов перегрузки.
16. Земляная защита РУ-3,3 кВ: назначение, принцип работы.
17. Схемы распределительных устройств тяговой подстанции постоянного тока. Подключение потребителей.
18. Определение мощности тяговой подстанции постоянного тока.
19. Передвижные тяговые подстанции постоянного тока: назначение, основное оборудование.
20. Посты секционирования и пункты параллельного соединения постоянного тока: назначение, основное оборудование.
21. Тяговые подстанции переменного тока: назначение, классификация, нормы присоединения к питающей сети.
22. Тяговые трансформаторы тяговых подстанций переменного тока. Условия параллельной работы трансформаторов.
23. Схема фазировки тяговых подстанций переменного тока для выравнивания нагрузки по фазам.
24. РУ-27,5 кВ тяговой подстанции переменного тока: назначение, основное оборудование.
25. Питающий фидер контактной сети переменного тока: назначение, основное оборудование.
26. Масляные выключатели фидеров контактной сети переменного тока: назначение, конструкция, номинальные параметры.
27. Вакуумные выключатели фидеров контактной сети переменного тока: назначение, конструкция, номинальные параметры.
28. Особенности электроснабжения устройств СЦБ на тяговой подстанции переменного тока. Резервирование электроснабжения устройств СЦБ.
29. Защита фидеров контактной сети переменного тока от токов короткого замыкания и токов перегрузки.
30. Схемы распределительных устройств тяговой подстанции переменного тока. Подключение потребителей.
31. Определение мощности тяговой подстанции переменного тока.
32. Передвижные тяговые подстанции переменного тока: назначение, основное оборудование.
33. Посты секционирования и пункты параллельного соединения переменного тока: назначение, основное оборудование.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
Таблица 1 Номера задач и вопросов контрольной работы
| Две последние цифры шифра | Вариант | Номера задач и вопросов | Две последние цифры шифра | Вариант | Номера задач и вопросов |
| 01 51 | 1 11 21 31 | 26 76 | 6 19 28 32 | ||
| 02 52 | 2 12 22 32 | 27 77 | 7 20 29 31 | ||
| 03 53 | 3 13 23 31 | 28 78 | 8 11 30 31 | ||
| 04 54 | 4 14 24 32 | 29 79 | 9 12 23 32 | ||
| 05 55 | 5 15 25 31 | 30 80 | 10 13 24 31 | ||
| 06 56 | 6 16 26 32 | 31 81 | 1 14 25 32 | ||
| 07 57 | 7 17 27 31 | 32 82 | 2 15 26 31 | ||
| 08 58 | 8 18 28 32 | 33 83 | 3 16 27 32 | ||
| 09 59 | 9 19 29 31 | 34 84 | 4 17 28 31 | ||
| 10 60 | 10 20 30 32 | 35 85 | 5 18 29 31 | ||
| 11 61 | 1 12 22 31 | 36 86 | 6 19 30 32 | ||
| 12 62 | 2 13 23 32 | 37 87 | 7 20 21 31 | ||
| 13 63 | 3 14 24 31 | 38 88 | 8 11 22 32 | ||
| 14 64 | 4 15 25 32 | 39 89 | 9 12 23 31 | ||
| 15 65 | 5 16 26 31 | 40 90 | 10 13 24 32 | ||
| 16 66 | 6 17 27 32 | 41 91 | 1 14 25 31 | ||
| 17 67 | 7 18 28 31 | 42 92 | 2 15 26 32 | ||
| 18 68 | 8 19 29 32 | 43 93 | 3 12 27 31 | ||
| 19 69 | 9 20 30 31 | 44 94 | 4 11 28 32 | ||
| 20 70 | 10 11 22 32 | 45 95 | 5 16 29 31 | ||
| 21 71 | 1 14 23 31 | 46 96 | 6 17 30 32 | ||
| 22 72 | 2 15 24 32 | 47 97 | 7 18 21 31 | ||
| 23 73 | 3 16 25 31 | 48 98 | 8 19 22 32 | ||
| 24 74 | 4 17 26 32 | 49 99 | 9 20 23 31 | ||
| 25 75 | 5 18 27 31 | 50 100 | 10 11 24 32 |
ЗАДАЧИ 1-10
Определите количество работающих преобразовательных агрегатов тяговой подстанции постоянного тока. Рассчитайте мощность подстанции и произведите выбор силовых трансформаторов.
Рассчитайте наибольший ток короткого замыкания на шинах 3,3 кВ.
Начертите схему подключения преобразовательного агрегата к шинам переменного и постоянного тока. На схеме укажите марки оборудования.
Таблица 2 Исходные данные первого задания
| Данные для расчета | Номера задач |
| Эффективный ток подстанции IЭ, А | ||||||||||
| Мощность районных по- требителей SРП, кВА | ||||||||||
| Мощность железно-дорожных нетяговых потребителей SПЭ, кВА | ||||||||||
| Мощность КЗ на шинах, от которых питаются преобразова-тельные агрегаты SК, МВА | ||||||||||
| Номинальное напряжение сетевой обмотки тягового трансформатора UН1, кВ | ||||||||||
| Марка выпрямителя | ТПЕД-3150-3.3 | ПВЭ-5АУ1 | ||||||||
| Напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора во всех вариантах принять равным 110 кВ |
ЗАДАЧИ 11-20
Вычислите мощность тяговой подстанции однофазного переменного тока промышленной частоты. Выберите
силовые трансформаторы. Начертите схему подключения тягового трансформатора к шинам первичного и
вторичного напряжений.
Таблица 3 Исходные данные второго задания
| Данные для расчета | Варианты | ||||||||||
| Действующее значение тока наиболее загруженного плеча питания I/д | А | ||||||||||
| Действующее значение тока наименее загруженного плеча питания I//д | А | ||||||||||
| Мощность, передаваемая нетяговым потребителям по линии ДПР, Sдпр | кВА | ||||||||||
| Мощность, районных потребителей, Sрп | кВА | ||||||||||
| Номинальные напряжения на шинах подстанции ТП-Uн1/Uн2/Uн3 | кВ | 220/35/ 27,5 | 110/10/ 27,5 | 110/35/ 27,5 | 220/35/ 27,5 | 110/10/ 27,5 | 110/10/ 27,5 | 220/35/27,5 | 220/35/27,5 | 110/ 35/ 27,5 | 220/35/27,5 |
ЗАДАНИЯ 21-30
21, 26
Назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия быстродействующего выключателя ВАБ-49.
22,27
Назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия быстродействующего выключателя ВАБ-43.
23, 28
Назначение, конструкция, номинальные параметры, принцип действия быстродействующего выключателя ВАБ-206.
24, 29
Назначение, конструкция, номинальные параметры сглаживающего устройства тяговой подстанции постоянного тока.
25, 30
Назначение, конструкция, номинальные параметры компенсирующего устройства тяговой подстанции переменного тока.
ЗАДАНИЯ 31-40
31, 33, 35, 37, 39
Начертите схему распределительного устройства напряжением 3,3 кВ. На схеме:
- выполните подключение двух питающих фидеров контактной сети, ячейки
ШСА, обратного фидера контактной сети, сглаживающего устройства;
- укажите марки оборудования.
Опишите алгоритм оперативных переключений при выводе в ремонт фидерного выключателя без перерыва в электроснабжении участка контактной сети.
32,34,36,38,40
Начертите схему распределительного устройства напряжением 27,5 кВ. На схеме:
- выполните подключение двух питающих фидеров контактной сети, ТСН,
фидера ДПР, запасного выключателя и запасной шины;
- укажите марки оборудования.
Опишите алгоритм оперативных переключений при выводе в ремонт фидерного выключателя без перерыва в электроснабжении участка контактной сети.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Перед выполнением задач 1-10 необходимо изучить теоретический материал по учебнику [1] в главе 8, связанный с тяговыми подстанциями постоянного тока электрифицированных железных дорог. Целью данных расчетов является умение определять мощность тяговой подстанции постоянного тока, выбор количества и марок силовых трансформаторов.
Порядок решения задачи
1 Расчет мощности на тягу поездов
SТЯГ = 1,05٠Udном٠IЭ,
SТЯГ = 1,028٠Udном٠IЭ, (1)
где Udном – номинальное напряжение на шинах, Udном = 3,3 кВ;
IЭ – эффективный ток подстанции, А (см.исходные данные).
Первой формулой необходимо воспользоваться, если задан выпрямитель с шестипульсовой схемой выпрямления марки ПЭВ-5АУ1, второй-, если выпрямитель с двенадцатипульсовой схемой выпрямления марки
ТПЕД-3150-3,3.
2 Определение количества работающих преобразовательных агрегатов
Nрасч = 
, (2)
где Idном – номинальный ток выпрямителя, Idном = 3000 А у выпрямителя
ПЭВ-5АУ1, Idном = 3150 А у выпрямителя ТПЕД-3150-3,3.
Правила округления N:
- если дробная часть составляет 10% и более от целого числа Nрасч, то N округляется в большую сторону;
- если дробная часть менее 10% от целого числа Nрасч, то N округляется в меньшую сторону.
3 Выбор тягового трансформатора
Условие выбора:
Sном.тт ≥ 
, (3)
где N – число преобразовательных агрегатов, определенное
формулой 2;
SНОМ.ТТ – номинальная мощность тягового трансформатора, кВА.
При выборе тягового трансформатора необходимо учесть заданную схему выпрямления, расчетную мощность, напряжение сетевой обмотки. Тяговый трансформатор выбирается из таблиц 4 или 5.
К установке принимается тяговый трансформатор марки……. (указать полную марку трансформатора)
Sном.тт = ….. кВА > Sрасч.т = …… кВА.
Таблица 4 Характеристики тяговых трансформаторов для
мостовых шестипульсовых схем выпрямления
| Марка тягового трансформатора | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение сетевой обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вентильной обмотки UНОМ2, В | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схемы и группы соединения обмоток |
| ТМП-6300/10Ж | 9,5 | Y/D -11 | |||
| ТМП-6300/35Ж | 8,5 | Y/D -11 | |||
| ТДП-12500/10Ж | Y/D -11 | ||||
| ТСЗП-6300/10 | 6,4 | Y/D -11 |
Таблица 5 Характеристики тяговых трансформаторов для
мостовых двенадцатипульсовых схем выпрямления
| Марка тягового трансформатора | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение сетевой обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вентильной обмотки UНОМ2, В | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схемы и Группы соединения обмоток |
| ТРМП-6300/35Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРМП-6300/10Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРДП-12500/35Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРДП-12500/10Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРДП-16000/35Ж | 7,35 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРДП -16000/10Ж | 7,35 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРСЗП-6300/10Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРСЗП-12500/35Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 | |||
| ТРСЗП-12500/10Ж | 8,2 | Y/Y/D -0-11 |
4 Расчет мощности собственных нужд подстанции
Мощность собственных нужд подстанции составляет 0,8 – 1,2 процента от мощности на тягу поездов. Учитывая, что устройства автоблокировки питаются через трансформатор собственных нужд, мощность собственных нужд необходимо увеличить на 50 – 100 кВА.
Предположим, что в расчет принимается 0,8 процента от мощности на тягу поездов и мощность автоблокировки составляет 80 кВА, то расчетная мощность собственных нужд будет определяться по формуле:
SСН = 
٠SТЯГ + 80 = …. кВА, (4)
Условие выбора трансформатора собственных нужд подстанции:
SН.ТСН ≥ SСН, (5)
где SН.ТСН – номинальная мощность трансформатора собственных
нужд, кВА;
SСН – расчетная мощность собственных нужд подстанции,
определенная по формуле 4, кВА.
При выборе трансформатора собственных нужд необходимо учитывать расчетную мощность собственных нужд и напряжение первичной обмотки трансформатора собственных нужд. Выбор ТСН произвести по таблице 6.
К установке принимается трансформатор собственных нужд марки…… (указать марку трансформатора).
SН.ТСН = …..кВА > SСН = ….. кВА.
Таблица 6 Характеристики трансформаторов собственных нужд
| Марка ТСН | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение первичной обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вторичной обмотки UНОМ2, кВ | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схемы и группы соединения обмоток |
| ТСЗ –25/10 | 0,4 | 3,85 | Y/Y* - 0 | ||
| ТСЗ-40/10 | 0,4 | 4,9 | Y/Y* - 0 | ||
| ТСЗ-63/10 | 0,4 | 3,2 | Y/Y* - 0 | ||
| ТСЗ-100/10 | 0,4 | 3,5 | Y/Y* - 0 | ||
| ТСЗ-160/10 | 0,4 | Y/Y* - 0 | |||
| ТСЗ-250/10 | 0,4 | Y/Y* - 0 | |||
| ТСЗ-400/10 | 0,4 | 6,3 | Y/Y* - 0 | ||
| ТМГ-25/35 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | ||
| ТМГ-40/35 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | ||
| ТМГ-63/35 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | ||
| ТМГ-100/35 | 0,4 | Y/Y* - 0 | |||
| ТМГ-160/35 | 0,4 | Y/Y* - 0 | |||
| ТМГ-250/35 | 0,4 | Y/Y* - 0 | |||
| ТМГ-400/35 | 0,4 | Y/Y* - 0 |
5 Расчет полной мощности тяговой подстанции постоянного тока
SТП = (SТЯГ + SРП + SСН +SПЭ)٠KP, (6)
где КР – коэффициент, учитывающий разновременность наступления
максимумов нагрузок, КР = 0,95.
6 Выбор главного понижающего трансформатора
Условие выбора:
SН.ГПТ ≥ Sрасч.ТП, (7)
где SН.ГПТ – номинальная мощность главного понижающего
трансформатора, кВА;
Sрасч.ТП – расчетная мощность тяговой подстанции, кВА.
Расчетная мощность тяговой подстанции определяется по формуле
Sрасч.ТП = 
, (8)
где Кав – коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном
режиме, 
Кав = 1,4;
n – число трансформаторов, n = 2.
При выборе главного понижающего трансформатора необходимо учитывать расчетную мощность подстанции, напряжение первичной и вторичной обмоток трансформатора. Выбор главного понижающего трансформатора произвести по таблице 7.
К установке принимается главный понижающий трансформатор марки…… (указать марку трансформатора).
SН.ГПТ = …..кВА > Sрасч.ТП = ….. кВА.
Таблица 7 Характеристики главных понижающих трансформаторов
| Марка главного понижающего трансформатора | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение первичной обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вторичной обмотки UНОМ2, кВ | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схемы и группы соединения обмоток |
| ТДН-10000/110 | 10,5 | Y*/D-11 | |||
| ТМН-10000/110 | 10,5 | Y*/D-11 | |||
| ТДН-16000/110 | 10,5 | Y*/D-11 | |||
| ТДН-25000/110 | 10,5 | Y*/D-11 | |||
| ТДН-25000/110 | 10,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДЦН-25000/110 | 10,5 | Y*/D-11 | |||
| ТДН-31500/110 | 11,6 | Y*/D-11 | |||
| ТДН-40000/110 | 10,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДН-10000/110 | 34,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТМН-10000/110 | 38,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДН-16000/110 | 38,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДН-25000/110 | 38,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДЦН-25000/110 | 38,5 | 10,5 | Y*/D-11 | ||
| ТДН-40000/110 | 38,5 | 10,5 | Y*/D-11 |
7 Расчет тока короткого замыкания на шинах РУ-3,3 кВ
IК = 
, (9)
где Idн – номинальный выпрямленный ток одного выпрямителя, А
(см. пояснения к формуле 2)
N – число выпрямителей (определено формулой 2);
ΣSПА – суммарная мощность преобразовательных агрегатов, МВА
(определяется для выбранного тягового трансформатора по
таблице 4 или 5);
SК – мощность короткого замыкания на шинах, к которым
подключены преобразовательные агрегаты, МВА (см.задание);
uК – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %
(определяется по выбранному тяговому трансформатору,
таблицы 4 или 5).
Образец схемы подключения преобразовательного агрегата с шестипульсовой схемой выпрямления к шинам переменного и постоянного тока представлен на рисунке 8.15. стр.386 учебника [1]. Схему необходимо выполнить для преобразовательного агрегата с двенадцатипульсовой схемой выпрямления, с соблюдением требований ГОСТ.
Перед выполнением задач 11-20 необходимо изучить теоретический материал по учебнику [1] в главе 8, связанный с тяговыми подстанциями переменного тока электрифицированных железных дорог. Целью данных расчетов является умение определять мощность тяговой подстанции переменного тока, выбирать количество и марки силовых трансформаторов.
Порядок решения задачи
1 Расчет мощности на тягу поездов
SТЯГ = UШ٠(2٠ I/Д +0,65٠I//Д)٠КНР٠ККУ٠КМ, (10)
где UШ - напряжение на шинах РУ-27,5 кВ;
I/Д – действующее значение тока наиболее загруженного плеча (фазы)
питания тяги, А;
I//Д – действующее значение тока наименее загруженного плеча (фазы)
питания тяги, А;
КНР – коэффициент неравномерности нагрузки фаз трансформатора,
КНР = 0,9;
ККУ – коэффициент компенсирующего устройства, учитывающий
снижение требуемой мощности на тягу поездов при работе
компенсирующего устройства, ККУ = 0,93;
КМ – коэффициент влияния неравномерного движения поездов в течении суток на износ изоляции обмоток трансформатора, КМ = 1,45 для однопутных участков, КМ = 1,25 для двухпутных участков.
2 Расчет мощности собственных нужд тяговой подстанции
Мощность собственных нужд подстанции составляет 0,5 – 0,7 процента от мощности на тягу поездов. Учитывая, что устройства автоблокировки питаются через трансформатор собственных нужд, мощность собственных нужд необходимо увеличить на 50 – 100 кВА.
Предположим, что в расчет принимается 0,5 процента от мощности на тягу поездов и мощность автоблокировки составляет 80 кВА, то расчетная мощность собственных нужд будет определяться по формуле:
SСН = 
٠SТЯГ + 80 = …. кВА, (11)
3 Расчет полной мощности тяговой подстанции переменного тока
SТП = (ST + SРП +SДПР + SСН)٠КРМ, (12)
где КРМ – коэффициент разновременного наступления максимумов
нагрузок, КРМ = 0,95.
4 Выбор тягового трансформатора
Условие выбора:
SН.ТТ ≥ Sрасч.ТП, (13)
где SН.ГПТ – номинальная мощность тягового трансформатора, кВА;
Sрасч.ТП – расчетная мощность тяговой подстанции, кВА.
Расчетная мощность тяговой подстанции определяется по формуле
Sрасч.ТП = , (14)
где Кав – коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном
режиме, Кав = 1,4;
n – число трансформаторов, n = 2.
При выборе тягового трансформатора необходимо учитывать расчетную мощность подстанции, напряжение первичной и вторичных обмоток трансформатора. Выбор тягового трансформатора произвести по таблице 8.
К установке принимается тяговый трансформатор марки…… (указать марку трансформатора).
SН.ГПТ = …..кВА > Sрасч.ТП = ….. кВА.
Таблица 8 Характеристики тяговых трансформаторов трансформаторов
| Марка главного понижающего трансформатора | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение первичной обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вторичной обмотки UНОМ2, кВ | Номинальное напряжение тяговой обмотки UНОМ3, кВ | Схемы и группы соединения обмоток |
| ТДТНЖ-16000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖУ-16000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-16000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-16000/220 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖ-16000/220 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖУ-16000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-16000/220 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-25000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖ-25000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖУ-25000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-25000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-25000/220 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖ-25000/220 | 38?5 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | ||
| ТДТНЖУ-25000/220 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-25000/220 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТН-31500/110 | 38?5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-40000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖ-40000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖУ-40000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-40000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-40000/220 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖ-40000/220 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖУ-40000/220 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-40000/220 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-63000/110 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-63000/110 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 | ||
| ТДТНЖ-63000/230 | 27,5 | Y*/D/D-11-11 | |||
| ТДТНЖУ-63000/230 | 38,5 | 27,5 | Y*/Y*/D-0-11 |
5 Выбор трансформатора собственных нужд
Условие выбора:
SН.ТСН ≥ SСН, (15)
где SН.ТСН – номинальная мощность трансформатора собственных
нужд, кВА;
SСН – расчетная мощность собственных нужд подстанции,
определенная по формуле 11, кВА.
При выборе трансформатора собственных нужд необходимо учитывать расчетную мощность собственных нужд и напряжение первичной обмотки трансформатора собственных нужд. Выбор ТСН произвести по таблице 6.
К установке принимается трансформатор собственных нужд марки…… (указать марку трансформатора).
SН.ТСН = …..кВА > SСН = ….. кВА.
Таблица 9 Характеристики трансформаторов собственных нужд
| Марка ТСН | Номинальная мощность SНОМ, кВА | Номинальное напряжение первичной обмотки UНОМ1, кВ | Номинальное напряжение вторичной обмотки UНОМ2, кВ | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схемы и группы соединения обмоток |
| ТМ-100/27,5 | 27,5 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | |
| ТМ-160/27,5 | 27,5 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | |
| ТМ-250/27,5 | 27,5 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | |
| ТМ-400/27,5 | 27,5 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 | |
| ТМ-630/27,5 | 27,5 | 0,4 | 6,5 | Y/Y* - 0 |
Для составления схемы подключения тягового трансформатора тяговой подстанции переменного тока к шинам первичного и вторичного напряжений следует предварительно изучить принципиальные электрические схемы ОРУ-110 (220) кВ, ЗРУ-10, ЗРУ-35 или ОРУ-35 кВ, схему РУ-27,5 кВ. Образцы схем можно рассмотреть в учебнике [1] на рисунках 8.21 стр.409 и 8.25 стр.420. и в приложениях методического пособия. Схему необходимо выполнить с соблюдением требований ГОСТ.
Перед выполнением задач 21,22,23,26,27,28 необходимо изучить теоретический материал по учебнику[1] в главе 5 страницы 216-235, связанный с быстродействующими выключателями постоянного тока тяговых подстанций электрифицированных железных дорог. Для ответов на поставленные вопросы рекомендуется использовать дополнительную литературу, технические паспорта на быстродействующие выключатели, интернет-ресурсы.
В ответах на задания 21-30 необходимо отразить следующее:
- назначение выключателя;
- номинальные параметры выключателя;
- основные элементы конструкции выключателя;
- принцип работы выключателя при оперативном включении, отключении,
автоматическом отключении при коротком замыкании в тяговой сети.
Номинальные параметры свести в таблицу, образец которой приведен ниже.
Таблица 10 Номинальные параметры быстродействующего выключателя
постоянного тока
| Название параметра | Значение параметра |
| Номинальное напряжение, кВ | |
| Номинальный ток, А | |
| Номинальный ток отключения, кА | |
| Ток уставки, А | |
| Ток держащей катушки, А | |
| Ток катушки включения, А | |
| Номинальное напряжение цепей управления, В | |
| Масса выключателя, кг |
Для пояснения конструкции быстродействующего выключателя постоянного тока, указания его основных элементов требуется выполнить эскиз (чертеж)самого выключателя. В связи с тем, что конструкция выключателя сложная, допускается приложение ксерокопии конструкции аппарата.
При подготовке ответа на вопросы 24, 29 можно воспользоваться материалом, изложенным в главе 8 на страницах 388-392 [1]. В ответе отразить:
- источники гармоник 100, 200, 400, 500 Гц;
- источники гармоник 300, 600,900, 1200 Гц;
- какое влияние и на что оказывают вышеуказанные частоты;
- каким способом задерживаются указанные выше частоты на тяговой
Подстанции;
- что входит в состав сглаживающего устройства;
- назначение фильтрустройства;
- какие элементы входят в состав фильтрустройства;
- на каком явлении основана работа фильтрустройства;
- назначение реактора.
Конструкцию сглаживающего устройства пояснить схемой, образец
которой приведен в учебнике [1] на странице 390 рисунок 8.16., а также указать марку реактора и конденсаторов, привести их расшифровку.
При выполнении схемы учесть, что на подстанции установлен выпрямитель с двенадцатипульсовой схемой выпрямления. В фильтрустройстве должны быть колебательные контуры, настроенные на частоты 100, 200, 400, 500, 600 Гц. При выполнении схемы необходимо соблюдать требования ГОСТ, которые предъявляются к условным графическим и буквенным обозначениям.
Индуктивности катушек фильтрустройства рассчитываются по формуле
16, результаты расчетов сводятся в таблицу11.
L = 
, (16)
где f – резонансная частота контура, Гц;
С – емкость конденсатора контура, мкФ.
Таблица 11 Параметры фильтрустройства
| Резонансная частота, Гц | Емкость конденсатора контура, мкФ | Индуктивность катушки контура, мГн |
Для ответа на вопросы 25 и 30 необходимо изучить материал, содержащийся в дополнительной литературе, учебнике [3], рисунок 273 на странице 462.
Материал ответа должен содержать следующие данные:
- какое значение с экономической точки зрения имеет коэффициент
мощности в электроустановках переменного тока;
- номинальное и фактическое значения(цифры)коэффициента мощности;
- какие потребители снижают коэффициент мощности;
- способы повышения коэффициента мощности;
- в распределительном устройстве какого напряжения подключают установку поперечной емкостной компенсации переменного тока.
Конструкцию установки поперечной емкостной компенсации пояснить схемой (начертить схему поперечной емкостной компенсации),
образец которой приведен в учебнике [3] на странице 462 рисунок 273а. На схеме указать марки применяемого оборудования. Пояснить порядок ввода в работу компенсационной установки и порядок ее вывода из работы. Указать назначение двух выключателей, трансформатора
напряжения, реактора, разрядника, резистора. При выполнении схемы необходимо соблюдать требования ГОСТ, которые предъявляются к условным графическим и буквенным обозначениям.
Задания 31-49 выполняются в тетради или на отдельных листах (допускается на листах миллиметровой бумаги) карандашом. Схемы вычерчиваются в соответствии с требованиями ГОСТ. Оборудование на схемах должно быть пронумеровано, указаны его марки. Номера аппаратов и их марки подписываются также карандашом в правом верхнем углу от условного обозначения аппарата. Для успешного выполнения заданий необходимо изучить материал учебника [1]:
- РУ-3,3 кВ тяговой подстанции постоянного тока на страницах 392-397, рисунок 8.17;
Марки оборудования распределительного устройства свести в таблицу12.
Таблица 12 Оборудование РУ-3,3 кВ
| Наименование оборудования | Условное буквенное обозначение оборудования | Марки оборудования |
| Катодный выключатель | ||
| Фидерные выключатели | ||
| ШСА | ||
| Разъединители на вводах в РУ-3,3 кВ | ||
| Разъединители на фидерах контактной сети | ||
| Мачтовые разъединители | ||
| Ограничители перенапряжений на фидерах контактной сети |
- РУ-27,5 кВ тяговой подстанции переменного тока на страницах419-422, рисунок 8.25.
Однолинейные схемы тяговых подстанций постоянного и переменного тока приведены в приложениях методического пособия.
Марки оборудования распределительного устройства свести в таблицу13.
Таблица 13 Оборудование РУ-27,5 кВ
| Наименование оборудования | Условное буквенное обозначение оборудования | Марки оборудования |
| Выключатели на вводе в РУ-27,5 кВ, ТСН, фидерах ДПР | ||
| Выключатели на фидерах контактной сети | ||
| Разъединители | ||
| Трансформаторы тока | ||
| Трансформатор напряжения | ||
| Трансформатор собственных нужд (ТСН) | ||
| Ограничители перенапряжений |
ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО ПЛАНУ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ
Практическое занятие №1
Изучение конструкции быстродействующего выключателя постоянного тока
Практическое занятие №2
Изучение конструкции РУ-3,3 кВ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Почаевец В.С. Электрические подстанции. М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2012.
2. Марикин А.Н., Мизинцев А.В. Новые технологии в сооружении и реконструкции тяговых пордстанций. Учебное пособие для вузов ж.д.транспорта. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008.
3. Прохорский А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции. Учебник для техникумов ж.д.транспорта. М.: Транспорт, 1983.
4. Гринберг-Басин М.М. Тяговые подстанции. Пособие по дипломному и курсовому проектированию. Учебное пособие для техникумов ж.д. транспорта. М.: Траснспорт, 1986.
5. Правила устройства электроустановок. М.: КНОРУС, 2011.
6. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог. Сборник справочных материалов. М.: Трансиздат, 2004.
7. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. Новосибирск.: Норматика, 2014.
