Тяговые подстанции постоянного тока

В случае установки трехобмоточного трансформатора необходимо учесть нагрузку шин 35 кВ и неодновременность максимумов ее и нагрузки шин 10 кВ, кВА

 

где мощность на шинах 10 кВ;

мощность нетяговых потребителей 35 кВ;

коэффициент неодновременности максимумов нагрузок на шинах 10 и 35 кВ, 0,9 0,95.

Мощность на шинах 10 кВ определяется суммарной мощностью потребителей с учетом того, что максимум отдаваемой мощности различным потребителям наступает неодновременно, кВА

 

 

где мощность на тягу поездов;

мощность нетяговых потребителей 10 кВ;

мощность собственных нужд,

;

коэффициент, учитывющий разновременность наступления максимумов тяговой и нетяговой нагрузок и нагрузки собственных нужд, 0,95 0,98

где постоянные потери, %;

переменные потери, %;

- суммарная активная и реактивная мощности потребителей, кВт, квар.

Определение мощности на тягу по заданному действующему значению выпрямляющего тока подстанции, кВа

 

 

Где номинаьное выпрямленное напряжение на шинах подстанции, кВ;

действующее значение выпрямленного тока подстанции, А.

Силовые трансформаторы общего назначения по своим основным техническим параметрам должны удовлетворять требованию ГОСТ 11677-75, а также ГОСТ на трансформаторы различных классов напряжения.

Условное обозначение трансформатора содержит буквенное обозначение, характеризующее число фаз (О – однофазные, Т - трёхфазные), вид охлаждения (М – естественное масляное, Д – масляное с дутьём и естественной циркуляцией масла, ДЦ – масляное с дутьём и принудительной циркуляцией масла), число обмоток, если их больше двух, работающих на самостоятельные сети (для трёхобмоточного трансформатора применяют букву Т), и вид переключения ответвлений; цифровое обозначение, характеризующее номинальную мощность и класс напряжения; год выпуска рабочих чертежей трансформаторов данной конструкции; климатическое исполнение и категорию размещения по ГОСТ 15150-69 и 15543-70.

Кроме того, в обозначении трансформаторов могут быть следующие буквы: Н – выполнение одной из обмоток с устройствами РПН; А – автотрансформатор (впереди обозначения); Р – трансформатор с расщеплённой обмоткой низшего напряжения (после числа фаз); Ж – для железнодорожного транспорта, электрифицированного на переменном токе; Э – трансформаторы, предназначенные для электрификации железных дорог (ставилось ранее в конце общего обозначения).

Силовые трансформаторы имеют устройства для переключения ответвлений обмоток: РПН – ступенчатое регулирование (переключение) под нагрузкой; ПБВ – переключение при отключенном трансформаторе, т.е. без возбуждения.

Трансформаторы допускают параллельную работу в следующих сочетаниях: двухобмоточные друг с другом, трёхобмоточные друг с другом на всех трёх обмотках; двухобмоточные с трёхобмоточными, если установлено, что нагрузка на одной из обмоток параллельно работающих трансформаторов не превышает её нагрузочную способность.

В аварийных случаях трансформаторы с системами М, Д, ДЦ допускают кратковременные перегрузки сверх номинального тока независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры охлаждения среды и места установки согласно ГОСТ 14209-69.

Трёхобмоточный трансформатор допускает любое распределение длительных нагрузок по его обмоткам при условии, что ни одна из обмоток не будет нагружена током, превышающим ток перегрузки, а суммарные нагрузочные потери не превысят сумму потерь холостого хода и наибольшего из значений потерь короткого замыкания трёх пар обмоток.

 

 

Таблица 1 -Исходные данные

N варианта                  
Род тока Постоян. 3.3 кВ Перемен. 27.5 кВ Перемен. 2х27.5 кВ
Тип ТП опорная транзитная отпаечная тупиковая
Число вводов                  
Напряжение вводов ТП, кВ                  
Напряжение районных потребителей (РП), кВ                  
NN РП по таблице 2 1, 2 1, 3 1, 5 2, 5 2, 4 2, 7 4, 7 4, 5 4, 6
Руст1 , МВт                  
кс1 0.20 0.21 0.23 0.31 0.32 0.34 0.44 0.46 0.47
cos ϕ1 0.68 0.70 0.74 0.86 0.80 0.81 0.67 0.68 0.73
Руст2 , МВт                 3.2
кс2 0.50 0.40 0.30 0.50 0.35 0.48 0.22 0.40 0.23
cos ϕ2 0.78 0.70 0.65 0.84 0.66 0.73 0.78 0.82 0.70
Ток поезда по ФЗ 1-3 Iп, А             - - -
Ток поезда по ФЗ 2-4 Iп, А             - - -
Максимальное число поездов на ФЗ 1-3 Nф             - - -
Максимальное число поездов на ФЗ 2-4 Nф             - - -
Ток плеча Iпл, А - - - - - -      

 

N варианта                  
Род тока постоян. 3,3 кВ перемен. 27,5 кВ перемен. 2x27,5 кВ
Тип ТП транзитная Опорная тупиковая опорная
Число вводов                  
Напряжение вводов ТП, кВ                  
Напряжение районных потребителей (РП), кВ                  
NN РП по таблице 2 1, 4 1, 6 1, 7 2, 6 2, 8 2, 9 4, 9 3, 8 4, 8
Руст.1,МВт                  
Кс1 0,22 0,25 0,33 0,33 0,35 0,36 0,45 0,48 0,43
cosφ1 0,74 0,76 0,73 0,78 0,8 0,83 0,75 0,72 0,7
Руст.2, МВт   2,8   3,0 1,1 1,3 1,4 1,5 1,4
Кс2 0,48 0,3 0,22 0,22 0,34 0,45 0,46 0,35 0,36
cosφ2 0,65 0,7 0,7 0,7 0,64 0,69 0,67 0,64 0,66
Ток поезда по Ф3 1-3 Iп             - - -
Ток поезда по Ф3 2-4 Iп             - - -
Максимальное число поездов на Ф3 1—3 Nф             - - -
Максимальное число поездов на Ф3 2—4 Nф             - - -
Ток плеча Iпл, А - - - - - -      

 

 

1 Силовые тяговые трансформаторы выбирают по расчётной максимальной мощности и классам напряжения по таблицам 3,4,5,6,7,8

Выбор типа указанных трансформаторов выполняется в соответствии с исходным данными по таблице. На ТП переменного тока 1х27,5 кВ следует использовать динамически устойчивые по отношению к воздействию токов к.з. силовые трансформаторы типа ТДТНЖУ, технические данные которых приведены в таблице 3. Паспортные данные тяговых трансформаторов ОРДНЖ и ОРДТНЖ, применяемых на ТП переменного тока 2х27,5 кВ, указаны в таблице 4. В случае разработки схемы ТП постоянного ока с одноступенчатой трансформацией необходима установка силового трансформатора ТРДТНП, чьи технические данные представлены в таблице 5. Параметры преобразовательных трансформаторов типа ТРДП и двенадцатипульсового выпрямителя ТПЕД приведены в приложении.

 

 

 


Таблица 3 – Электрические характеристики 2х-обмоточных 3х-фазных силовых трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ

 

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания между обмотками Схема и группа соединения обмоток
высшего напряжения низшего напряжения х.х. к.з.
ТДЦП-32000/110-У1     27,5; 11,0 27,0 141,0 0,5 - 11,0 - Y*-∆-11
ТДН-16000/110-У1     6,3; 6,6; 11,0; 34,5 - - 0,5 - - - Y*-∆-11
ТРДН-25000/110-У1     6,3-6,3; 10,5-10,5; 10,5-6,3 - - - - - - Y*-∆-∆-11-11
ТРДН-40000/110     6,3-6,3; 10,5-10,5; 10,5-6,3 - - - - - - Y*-∆-∆-11-11  
ТРЦП-25000/220-83У1     27,5       - - - Y*-∆-11

 

Примечания:

1.* - значения параметров: потери Х.Х., К.З. и ток Х.Х устанавливаются по результатам приемочных испытаний.

2. Буквенное обозначение по конструктивному исполнению: Т – трехфазный, Р – с расщепленной обмоткой НН; по видам охлаждения: Д – дутьевой

(принудительная циркуляция воздуха при охлаждении радиаторов вентиляторами), ДЦ – дутьевой, с принудительной циркуляцией масла через охладитель с

помощью насоса; при наличии регуляторов напряжения: Н – с регулировкой напряжения под нагрузкой (наличие РПН). Число после буквенного обозначения

указывает мощность трансформатора в киловольт-амперах, следующая – класс напряжения обмотки ВН в киловольтах. Также указывается год разработки

конструкции, климатическое исполнение и категория размещения трансформатора (1 – на открытом воздухе).

3.Условные обозначения схемы соединения обмоток: Y – “звезда”, ∆ - “треугольник”, Y* - “звезда”с нулевым выводом.

 

Таблица 4 – Электрические характеристики 3х-обмоточных 3х-фазных силовых трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ

 

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания между обмотками Схема и группа соединения обмоток
высшего напряжения среднего напряжения низшего напряжения х.х. к.з.
ТМТ-300/110     38,5 11,0     4,8 10,5 17,0   Y*-Y*-∆-0-11
ТМТ-300/110     38,5 11,0     1,2 10,5 17,0   Y*-Y*-∆-0-11
ТМТН-10000/110     38,5 11,0     1,1 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТМТН-10000/110     38,5 10,5     5,0 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТМТН-10000/110     38,5 11,0     5,0 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-16000/110     38,5 11,0     5,0 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЭ-20000/110     27,5 11,0     0,8 10,5 17,0   Y*-∆-∆-0-11
ТДТНЭ-20000/110     38,5 11,0     2,5 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-25000/110     38,5 11,0     1,0 10,5 17,0   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЭ-25000/110     27,5 11,0     1,0 10,5 17,0   Y*-∆-∆-0-11
ТДТНЭ-25000/110     38,5 27,5     1,0 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-31500/110     38,5 11,0     1,0 10,5 17,0   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-40000/110     38,5 11,0     0,9 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЭ-40000/110     27,5 11,0     0,9 10,5 17,0   Y*-∆-∆-0-11
ТДТНЭ-40000/110     38,5 27,5     0,9 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-63000/110     38,5 11,0     0,85 17,0 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТДЦТП-32000/110     38,5 27,5     1,1 17,5 10,5   Y*-Y*-∆-0-11
ТРДТНЖ-40000/110У1, ХЛ1**     38,5 11,0 6,6 27,5-27,5 43,0   0,7 См. после табл. СН 38,5Y*-Y*-Y-Y-∆-∆-0-0-0-11-11СН 11 или 6,6 Y*-∆-Y-Y-∆-∆-11-0-0-11-11 ТДТНЖ-
ТДТНЖ-16000/110     27,5 6,6 11,0 21,0   0,8 10,5 17,5 6,5 Y*-∆-∆-11-11
ТДТНЖУ-16000/110*     38,5 27,5 - - - - - - Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЖ-25000/110     27,5 6,6 11,0 28,5   0,7 10,5 17,5 6,5 Y*-∆-∆-11-11
ТДТНЖУ-25000/110*     38,5 27,5 - - - - - - Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЖ-40000/110     27,5 6,6 11,0 39,0   0,6       Y*-∆-∆-11-11
ТДТНЖУ-40000/110     38,5 27,5 36,0   0,6 17,5 10,5 6,5 Y*-Y*-∆-0-11

 

Примечания:

1. * - значения параметров: потери Х.Х., К.З. и ток Х.Х устанавливаются по результатам приемочных испытаний.

2. ** - трансформатор предназначен для передачи электрической энергии с пониженным значением несимметрии токов и напряжений на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог переменного тока систем 25 и 2х25 кВ.

Напряжение короткого замыкания между обмотками трансформатора ТРДТНЖ-40000/110У1, ХЛ1 имеет такие значения: ВН-СН: 26; ВН-(НН11+НН12): 38; ВН-(НН21+НН22): 10,6; СН-(НН11+НН12): 5,5; СН-(НН21+НН22): 13,7

3. Буквенное обозначение по конструктивному исполнению: Ж – для электрифицированных железных дорог, У – для трансформаторов с повышенной динамической стойкостью при КЗ, Т – трехфазный, Р – с расщепленной обмоткой НН, Т – трехобмоточный (вторая буква Т в обозначении); по видам охлаждения: М – масляный (естественное масляное), Д – дутьевой (принудительная циркуляция воздуха при охлаждении радиаторов вентиляторами), ДЦ – дутьевой, с принудительной циркуляцией масла через охладитель с помощью насоса, при наличии регуляторов напряжения: Н – с регулировкой напряжения под нагрузкой (наличие РПН). Число после буквенного обозначения указывает мощность трансформатора в киловольт-амперах, следующая – класс напряжения обмотки ВН в киловольтах. Также указывается год разработки конструкции, климатическое исполнение и категория размещения трансформатора (1 – на открытом воздухе, 3 – в закрытом помещении).

4. Условные обозначения схемы соединения обмоток: Y – “звезда”, ∆ - “треугольник”, Y* - “звезда”с нулевым выводом.

 

 

Таблица 5 – Электрические характеристики 3х-обмоточных 3х-фазных силовых трансформаторов с высшим напряжением 220 кВ

 

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания между обмотками Схема и группа соединения обмоток
высшего напряжения среднего напряжения низшего напряжения х.х. к.з.
ТДТН-25000/220     38,5 11,0     1,2 12,5   6,5 Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЭ-40000/220     27,5 11,0     1,1 12,5   9,5 Y*-∆-∆-0-11
ТДТНЭ-40000/220     38,5 27,5     1,1   12,5 9,5 Y*-Y*-∆-0-11
ТДТН-63000/220     38,5 11,0     1,0 12,5   10,5 Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЖ-16000/220*     27,5 6,6 11,0 - - - - - - Y*-∆-∆-11-11
ТДТНЖУ-16000/220*     38,5 27,5 - - - - - - Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЖ-25000/220     27,5 6,6 11,0 45,0   0,9 - - - Y*-∆-∆-11-11
ТДТНЖУ-25000/220*     38,5 27,5 - - - - - - Y*-Y*-∆-0-11
ТДТНЖ-40000/220     27,5 6,6 11,0 54,0   0,55 12,5 22,0 9,5 Y*-∆*-∆*-11-11
ТДТНЖУ-40000/220*     38,5 27,5 - - - 12,5 22,0 9,5 Y*-Y*-∆-0-11

 

Примечания:

1. * - значения параметров: потери Х.Х., К.З. и ток Х.Х устанавливаются по результатам приемочных испытаний.

2. Буквенное обозначение по конструктивному исполнению: Ж – для электрифицированных железных дорог, И – для выпрямительно-инверторных агрегатов, У – для трансформаторов с повышенной динамической стойкостью при КЗ, А – автотрансформатор (понижающий – А в начале, повышающий – А в конце), Т – трехфазный, 0 – однофазный, Р – с расщепленной обмоткой НН, Т – трехобмоточный (вторая буква Т в обозначении); по видам охлаждения: С – сухой (естественное воздушное), М – масляный (естественное масляное), Д – дутьевой (принудительная циркуляция воздуха при охлаждении радиаторов вентиляторами), ДЦ – дутьевой, с принудительной циркуляцией масла через охладитель с помощью насоса, МЦ – масляный, с принудительной циркуляцией масла и естественной – воздуха, при наличии регуляторов напряжения: Н – с регулировкой напряжения под нагрузкой (наличие РПН). Число после буквенного обозначения указывает мощность трансформатора в киловольт-амперах, следующая – класс напряжения обмотки ВН в киловольтах. Также указывается год разработки конструкции, климатическое исполнение и категория размещения трансформатора (1 – на открытом воздухе, 3 – в закрытом помещении).

3. Условные обозначения схемы соединения обмоток: Y – “звезда”, ∆ - “треугольник”, Y* - “звезда”с нулевым выводом.

 

 

Таблица 6 – Технические данные трансформаторов для железных дорог, электрифицированных на переменном токе напряжением 25 и 2×25 кВ

 

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания между обмотками Схема и группа соединения обмоток
высшего напряжения низшего напряжения х.х. к.з.
ВН-НН1 ВН- -НН2
ОРДНЖ-10000/110*     27,5-27,5 - - -       1/1-1-0
ОРДНЖ-16000/110     27,5-27,5     0,5       1/1-1-0
ОРДНЖ-25000/110*     27,5-27,5 - - -       1/1-1-0
ОРДНЖ-10000/220*     27,5-27,5 - - - 11,5 11,5   1/1-1-0
ОРДНЖ-16000/220     27,5-27,5     0,6 11,5 11,5   1/1-1-0
ОРДНЖ-25000/220*     27,5-27,5 - - - 11,5 11,5   1/1-1-0
АОМЖ-10000/27*2   27*2 27,5 6,5 26,5 0,5 2,0 1 авто
АОМЖ-16000/27*2-У1(ХЛ1)   27*2 27,5 9,0 37,5 0,35 2,0 1 авто
ОРМЖ-10000/27***   27*2 2,1-2,5 (КУ) 1,25-5 (ВДУ) 10,0 50,0 0,6 5,0 1/1-1-0-0

 

Примечания:

1. * - значения параметров: потери Х.Х. К.З. и ток Х.Х. устанавливаются по результатам приемочных испытаний.

2. *** - трансформатор предназначен для использования в установках регулируемой емкостной поперечной компенсации реактивной мощности,

устанавливаемых на постах секционирования электрифицированных железных дорог переменного тока. Может использоваться в качестве вольтодобавочного

трансформатора для повышения напряжения на отстающей фазе подстанции.

Для систем тягового электроснабжения систем 25 и 2*25 кВ применяют двух и трехобмоточные трехфазные трансформаторы типа ТДТНЖ, однофазные, двух

и трехобмоточные трансформаторы типа ОРДТНЖ и автотрансформаторы однофазные двухобмоточные типа АОМЖ.

3. Буквенное обозначение по конструктивному исполнению: Ж – для электрифицированных железных дорог, А – автотрансформатор (понижающий – А в

начале, повышающий – А в конце), Т – трехфазный, 0 – однофазный, Р – с расщепленной обмоткой НН, Т – трехобмоточный (вторая буква Т в обозначении), по

видам охлаждения: М – масляный (естественное масляное), Д – дутьевой (принудительная циркуляция воздуха при охлаждении радиаторов вентиляторами), при

наличии регуляторов напряжения: Н – с регулировкой напряжения под нагрузкой (наличие РПН). Число после буквенного обозначения указывает мощность

трансформатора в киловольт-амперах, следующая – класс напряжения обмотки ВН в киловольтах. Также указывается год разработки конструкции, климатическое

исполнение и категория размещения трансформатора (1 – на открытом воздухе, 3 – в закрытом помещении).

 

 

Таблица 7 – Электрические параметры 3х-фазных 2х- обмоточных масляных трансформаторов на напряжение до 35 кВ

 

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания
первичной вторичной х.х. к.з.
ТМ-25/10     0,4 0,105 0,6 3,2 4,5
ТМ-40/10     0,4 0,150 0,88 3,0 4,5
ТМ-63/10     0,4 0,220 1,28 2,8 4,5
ТМ-100/10     0,4 0,310 1,97 2,6 4,5
ТМ-100/27,5   27,5 0,4 0,390 1,97 2,6 6,5
ТМ-100/35     0,4 0,390 1,97 2,6 6,5
ТМ-160/10     0,4 0,460 2,65 2,4 4,5
ТМ-160/27,5   27,5 0,4 0,560 2,65 2,4 6,5
ТМ-160/35     0,4 0,560 2,65 2,4 6,5
ТМ-250/10     0,4 0,660 3,70 2,3 4,5
ТМ-250/27,5   27,5 0,4 0,820 3,70 2,3 6,5
ТМ-250/35     0,4 0,820 3,70 2,3 6,5
ТМ-400/10     0,4 0,920 5,50 2,1 4,5
ТМ-400/27,5   27,5 0,4 1,150 5,50 2,1 6,5
ТМ-400/35     0,4 0,150 5,50 2,1 6,5
ТМ-630/10     0,4 0,142 7,60 2,0 5,5
ТМ-630/27,5   27,5 0,4 0,170 7,60 2,0 6,5
ТМ-630/35     0,4 0,170 7,60 2,0 6,5

 

Примечание:

1. Приведенные характеристики одинаковы для трансформаторов внутренней и наружной установок.

2. Схема соединения обмоток:

высшего (первичного) напряжения – “звезда”;

низшего (вторичного) напряжения – “звезда” с выведенной нулевой точкой.

3. Группа соединения обмоток – нулевая.

4. Трансформаторы рекомендуются для собственных нужд.

 

 

Таблица 8 – Электрические параметры 3х-фазных 2х- обмоточных масляных трансформаторов с высшим напряжением 35кВ

Тип Ном. мощ-ность Номинальное напряжение обмоток Потери Ток х.х. Напряжение короткого замыкания Схема группа соединения обмоток  
высшего напряжения низшего напряжения х.х. к.з.
Y/∆-11
ТМ-1000-35     10,5 2,35 11,6 1,5 6,5 Y/∆-11
ТМН-1000-35     11,0 2,1 11,6 1,4 6,5 Y/∆-11
ТМ-1600-35     10,5 2,75 16,5 1,3 6,5 Y/∆-11
ТМН-1600-35     11,0 2,9 16,5 1,3 6,5 Y/∆-11
ТМ-2500-35     11,0 4,35 23,5 1,1 6,5 Y/∆-11
ТМН-2500-35     11,0 4,1 23,5 1,0 6,5 Y/∆-11
ТМ-4000-35     11,0 5,7 33,5 1,0 7,5 Y/∆-11
ТМН-4000-35     11,0 5,6 33,5 0,9 7,5 Y/∆-11
ТМ-6300-35     11,0 8,0 46,5 0,9 7,5 Y/∆-11
ТМН-6300-35     11,0 9,25 46,5 0,6 7,5 Y/∆-11
ТД-10000/35   38,5 10,5 12,3 65,0 0,8 7,5 Y/∆-11
ТД-16000/35   38,5 10,5 17,8 90,0 0,6 8,0 Y/∆-11

 

Примечание:

1. Приведенные характеристики одинаковы для трансформаторов внутренней и наружной установок.

2. Схема соединения обмоток:

высшего (первичного) напряжения – “звезда”;

низшего (вторичного) напряжения – “звезда” с выведенной нулевой точкой.

3. Группа соединения обмоток – нулевая.

4. Трансформаторы рекомендуются для собственных нужд.

 


 

Занятие 7

Тема занятия: «Расчёт мощности обмоток трансформаторов, питающих районные потребители.»

 

Студенты должны знать: порядок расчёта мощности обмотки, питающей нетяговые потребители

Студенты должны уметь: рассчитать необходимую мощность обмоток трансформаторов, питающих районные потребители и выбрать трансформатор

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: