Выбор числа, типа силовых и тяговых агрегатов. Электрическая энергия, которая необходима для работы подвижного состава, вырабатывается на различных электростанциях

Электрическая энергия, которая необходима для работы подвижного состава, вырабатывается на различных электростанциях. От электрических станций по трёхфазным ЛЭП высокого напряжения электрическая энергия передаётся к трансформаторным подстанциям, расположенным вдоль электрифицированных железных дорог (тяговым подстанциям). Согласно заданию необходимо спроектировать тяговую подстанцию постоянного тока, присоединённую к системе внешнего энергоснабжения транзитным способом. Важнейшей задачей проектирования является выбор главного понижающего трансформатора, выпрямительного агрегата. Т.к. железная дорога является потребителем первой категории (т.е. перерыв в ее электроснабжении может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов или причинить ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом), принимаем два выпрямительных агрегата и понижающих трансформатора, из которых один является резервным. В выпрямительных установках используют кремниевые полупроводниковые вентили, соединенные в двенадцатипульсовую схему выпрямления последовательного типа.

Необходимое число выпрямителей определяется по следующей формуле:

(1)

где средний ток подстанции, А;

номинальный ток выпрямителя.

Следовательно принимаем число рабочих выпрямителей равное 1.

Согласно расчетам составляем таблицу параметров выпрямительного агрегата.

Таблица 1

Параметры выпрямительного агрегата.

Тип выпрямителя	Номинальный выпрямленный ток, А	Номинальное выпрямленное напряжение, В	Тип вентилей	Число вентилей, соединённых	Общее кол. вентилей
последовательно	параллельно
В-ТПЕД-3150-3,3К-21-У1	3150	3300	ДЛ153-2000-20	2	2	48

Схема выпрямления двенадцати пульсовая последовательного типа.

Для выбранного преобразователя подобран тяговый трансформатор ТРДП–12500/10Ж-У1, параметры которого приведены в табл. 2.

Таблица 2

Тип трансформатора

Номинальная мощность, МВА

Напряжение сетевой обмотки, кВ

Схема и группа соединения обмоток

Схема выпрямления преобразователя

Номинальное фазное напряжение вентильной обмотки, В

Потери, кВт

Ixx, %

Uk, %

Масса, т

Номинальное напряжение преобразователя, кВ

Номинальный ток преобразователя, кА

DPx, кВт

DPк, кВт

ТРДП-12500/10Ж-У1

11,4

10

m=12 послед.

755

16

71,5

0,9

7,5

22,5

3,3

3,2

Параметры тягового трансформатора

Максимальная расчётная мощность, на основании которой выбирается тип главного понижающего трансформатора, определяется по формуле:

(2)

где S_T –мощность тяговой нагрузки, кВА;

S_СН –мощность трансформатора собственных нужд; Задано 400 кВА;

k_Р – коэффициент, учитывающий равномерность наступления максимумов тяговой и не тяговой нагрузки; принимаем 0,96.

Мощность тяговой нагрузки определяется следующим образом:

; (3)

S_T =3300·2900=9570 (кВА).

Тогда расчетная мощность равна:

(кВА).

По справочным данным производим выбор главного понижающего трансформатора, основываясь на условии выбора, которое приводится ниже.

Условие выбора:

Согласно этому условию выбираем трансформатор типа ТДН-16000/110.

Электрические характеристики этого трансформатора приведены в табл.3.

Таблица 3

Электрические характеристики трансформатора

ТИП	Номинальная мощность, МВА	Напряжение обмоток	Ixx, %	Uk, %
DPx, кВт	DPк, кВт	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
ТДН - 16000/110	16	18	85	0,9	–	10,5	–

По номинальной мощности собственных нужд S_н.тсн=400 кВА выбирается трансформатор собственных нужд типа ТС-400-10/0,4. Его характеристики приведены в табл. 4.

Таблица 4

Электрические характеристики трансформатора собственных нужд

Номинальная мощность, кВА	Напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	Напряжение КЗ, %	Ток ХХ, %
400	ВН	НН	ХХ	КЗ	6	2,3/3,68
10	0,4	Уровень А	Уровень Б	3,70
0,66	0,78/1,05