2020-05-13
136
1.5.1 Основной расчет:
Для расчета трансформаторной мощности выбираем по каталогу мощность трансформаторов Sн по каталогу в качестве базовой Sн= 2 x 60 =120 МВА;
Мощность трансформаторов, в МВА, необходимую для питания тяги определим по формуле:
, (21)
где Kу= 0.97 – коэффициент участия в максимуме районной нагрузки.
Sp.pасч – мощность районных потребителей; согласно исходным данным:
Sp.pасч = 7 МВА;
Пользуясь формулой (21), получим:
.
По мощности Sнт определим соответствующий ей номинальный ток, в А, для двух трансформаторов:
(22)
где Uш – напряжение на шинах тяговой подстанции Uш = 27.5 кВ;
Согласно формуле (22) будем иметь:
.
Кратность нагрузки по обмоткам трансформатора: 1. Для заданного количества поездов:
; (23)
где Iэо - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для заданного
режима, А;
Используя формулу (23) получим:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 25 |
;
2. Для режима сгущения
; (24)
где Iэсг - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для режима
сгущения, А;
Используя формулу (24) получим:
;
3. Для максимального режима
, А (25)
где Iэмах - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для режима
максимальной пропускной способности, А;
Если Kmax ³ 1,5, то надо выбирать следующий по шкале более мощный
трансформатор.
Используя формулу (25) получим:
;
Мощность трансформатора выбираем по средней интенсивности относительного износа витковой изоляции и проверяем по максимальной температуре наиболее нагретой точки обмотки и верхних слоев масла.
Средня
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 26 |
, (26)
где 
. (27)
где Qинтб - температура наиболее нагретой точки, при которой срок службы
трансформатора условно принят за единицу, Qинтб =980 С; Qохлс - температура окружающей среды в период восстановления
нормального движения, задается в зависимости от района; согласно
исходным данным Qохлс =300С
α = 0.115 - коэффициент, определяющий скорость старения изоляции;
и так, согласно формуле (27):
;
; (28)
; (29)
где 
(30)
a, b, g, h - постоянные в выражениях, аппроксимирующие зависимости
разности температур обмотка-масло и масло - окружающая среда(они
равны: a = 17,7; b = 5,3; g = 39,7; h = 15,3ºC); to - среднее время хода поезда основного типа по фидерной зоне;
to = (77.75+81.5)/120 = 1.32 часа;
τ = 3ч - тепловая постоянная времени масла.
Используя формулу (30) получим:
Согласно формулам (28) и (29) получим:
;
;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 27 |
Так как F1<1, то по полученной интенсивности износа F1 пересчёт номинального тока производить не надо.
Если F1 >1, то полученной интенсивности износа F1 производится пересчёт номинального тока, то есть находится такой ток, при котором относительная интенсивность износа будет номинальной по формуле:
, (31)
где nсг – число суток с предоставлением окон за год;
nсг = 
суток.
Выбор мощности трансформатора по току Ioном (в предположении, что износ изоляции обмотки происходит только в период восстановления нормального движения после окна) занижает мощность не более чем на 8%, поэтому необходимая расчетная мощность лежит в пределах [Smin и Smax], которые определяются по формулам:
Smin = Kу×(3× I0ном×Uш + Sp.pасч); (32)
Smax= Kу ×(3×K×I0ном ×Uш + Sp.pасч); (33)
где Kу = 0,97; K = 1,08.
Используя формулы (32) и (33) получим минимальную и максимальную мощность в кВА:
Smin = 0.97×(3×1414.68×27.5 + 7×103) = 119999;
Smax= 0.97×(3×1.08×1414.68×27.5 + 7×103) = 129056;
1.5.2 Уточнённый расчета мощности трансформатора
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 28 |
Коэффициент, учитывающий износ изоляции обмотки за счет нагрева масла в период нормального графика:
; (34)
Используя формулу (34) найдём этот коэффициент:
;
Более точное значение среднегодового износа находят по формуле:
, (35)
где nвл – число суток в весенне-летний период;
nсг – число суток с предоставлением окон;
= 21-2.5–1.32 = 17,18 часа;
(36)
где Qохл0 – эквивалентная температура в весенне-летний период; согласно
исходным данным Qохл0 = 250 С;
Согласно формуле (36) получим:
;
Используя формулу (35) будем иметь:
Используя формулу (31) произведём пересчёт номинального тока, А:
Расчётная мощность в кВА:
Sрасч = Kу×(3× Ioном×Uш + Sp.pасч) (37)
Sрасч = 3× Ioном×Uш (38)
Используя формулу (37) или (38) найдём расчетную мощность в кВА:
Sрасч = 0.97×(3×443.8×27.5 + 7×103) = 42305:
Sрасч = 3×443.8×27.5 = 36613.5.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 29 |
Вывод: выбранные трансформаторы по мощности проходят.
1.5.3 Проверка трансформаторов по максимальному току,
максимально допустимому току и максимально допустимым температурам обмотки и масла
Ток, соответствующий располагаемой мощности для тяги, в А, определим по формуле:
, (39)
Используя формулу (39) получим:
.
Коэффициент сгущения:
; (40)
Используя формулу (40) получим:
<1.5;
Максимальную температуру масла определим по формуле:
<950 С; (41)
Используя формулу (41) получим:
0С <95 0С;
Максимальная температура обмотки:
<1400 C; (42)
Используя формулу (42) получим:
0С <1400 C;
В нормальных условиях заданные размеры движения должны быть обеспечены при работе одного трансформатора: 
95 0С; (43)
140 0 С (44)
где I1нт – ток, соответствующий мощности, которая может быть использована
для тяги при работе одного трансформатора, который определяется по
формуле (22), в А:
Согласно формуле (43) получим:
0С £ 950 С
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 30 |
Вывод: Трансформаторы по максимальному току, максимально допустимому
току и максимально допустимым температурам обмотки и масла
проходят.
