Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1

Начальные данные

Для проверочного расчета оборудования тяговой подстанции начальные данные приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Расчетные характеристики.

Параметр Значение
Тип подстанции отпаечная
Уровень напряжения питающего РУ, кВ
Мощность недлинного замыкания на шинах питающего РУ в наивысшем режиме, кВА 1325,183
Наибольший ток недлинного замыкания на шинах питающего РУ, кА 6,653
Род тока на РУ питающем Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 тяговую сеть неизменный
Наибольшая двухчасовая мощность на тягу поездов, кВт
Наибольший ток инвертора ТП, А -в течение 15 мин один раз в час -в течение 2 минут один раз в час 1900* 2400*

Таблица 1.2 - Данные нагрузок по фидерам 6 кВ

№ фидера Мощность нагрузки, кВА
ПЭ1
ПЭ2

2. Реконструкция тяговой подстанции с
выпрямительно-инверторными преобразователями

Анализ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 оборудования имеющегося РУ-3,3кВ

За время эксплуатации тяговой подстанции Маховатня, её оборудование не один раз подвергалось частичной реконструкции. На текущий момент на ней эксплуатируются устройства разные по типу и годам выпуска (см. приложение А1). Все эти устройства определённым образом связаны меж собой и с различной степенью интеграции в процесс эксплуатации делают Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 свои функции.

Многие многообещающие функции одних установленных устройств, не могут быть реализованы полностью в силу их неоднородности и морального устаревания других устройств.

Для примера: терминал ИнТер разработан для интеграции в цепи управления таких быстродействующих выключателей, как ВАБ-49 либо
ВАБ-206, но таких на данной ТП нет в наличии. Напротив Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1, интеграция с
ВАБ-43 понижает надёжность и функциональность обоих устройств.

Катодные быстродействующие выключатели АБ-2/4 и ВАБ-28 подлежат подмене ввиду их изношенности и морального устаревания. Для данных БВ комплекты ЗИП не выполняются, как следует восстановление коммутационного ресурса и увеличение надёжности нереально.

ВАБ-43 за время собственной работы зарекомендовал себя с неплохой стороны . Эксплуатация вместе с Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 устройством УР-2 показала маленький износ контактов ВАБ-43. Но ввиду прекращения производства этого быстродействующего выключателя индустрией, нужно предугадать его подмену на более новый и имеющий возможность интеграции с ИнТер – ВАБ-206.

Устройство разрядное УР-2 подлежит подмене в виду использования устаревших частей на более новый и технологичный УР-3. В отличие от Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 УР-2, имеющего четыре разрядных ветки , устаревшие нерегулируемые пороговые элементы и маломощные тиристоры, УР-3 имеет одну ветвь управляемую массивным тиристором и многообещающим пороговым элементом.


Таблица 2.1 Оборудование установленное и предлагаемое к подмене

Наименование Тип заменяемого оборудования Год установки количество Вид работ Тип устанавливаемого оборудования
Тяговый тр-р 6-пульс. мостовая сх. ТДП-12500/10ИУ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ11 Не треб. ТДП-12500/10ИУ1*
Тяговый тр-р 6-пульс. нулевая сх. ТДРУ-20000/10Ж Демонт. установка ТДП-12500/10У1
Выпрямитель 6-пульс. мостовая сх. ПВЭ-3м ВТПЕД
Выпрямитель 6-пульс. нулевая сх ПВЭ-3м ВТПЕД
Инвертор 6-пульс. мостовая сх. И-ПТП-1,6к-3,8к-50-УХЛ4 И-ПТП-2,4к-3,8к-50-УХЛ4 2011 1989 1 1 И-ПТП-1,6к-3,8к Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1-50-УХЛ4* И-ПТП-1,6к-3,8к-50-УХЛ4
Выключатель переменного тока ВМПЭ-10-20/1000 ВМПЭ-10-20/1000* оборудование БМРЗ
Быстродействующий катодный выключатель АБ2/4 ВАБ-28-3000/30-К 4 5 ВАБ-49-4000/30-к ВАБ-49-4000/30-к оборудование ИнТер
Быстродействующий катодный выключатель ВАБ-43-4000/30-Л оборудован ИнТер ВАБ-206-4000/30-л оборудование ИнТер*
Защита релейная трансформатора релейная без скопления с фиксацией аварийных режимов БМРЗ
Защита Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 выпрямителя релейная без скопления с фиксацией аварийных режимов АЗДП; ИнТер
Защита инвертора Электрическая без скопления и фиксации аварийных режимов Электрическая*, ИнТер
Устройство разрядное УР-2 УРИ Защита ВИП УР-3 УРИ Защита ВИП
Ограничители перенапряжений РБК-3,3, РВКУ-3,3, РВПК-3,3 ОПН-3,3 ОПН-3,3-
Сглаживающее Устройство однозвенное Однозвенное с резонансно-апериодическим контуром

*-установленное оборудование не просит подмены


Однозвенное Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 сглаживающее устройство с 3-мя резонансными контурами и одним ёмкостным подлежит подмене на однозвенное ёмкостное с резонансно-апериодическим контуром, имеющим ряд преимуществ.

Анализ схем ВИП

2.2.1. Сопоставление выпрямительных преобразователей и выбор выпрямителя.

Одними из основных недочетов выпрямителя ПВЭ-3м являются те, что связанны с внедрением огромного числа вентилей (540 шт.)

¾ огромные Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 теплопотери в вентилях ,

¾ низкая расчётная надёжность

¾ экономически нецелесообразное увеличение надёжности за счёт роста количества вентилей сверх нужного.

Не считая того отсутствие действенной схемы защиты от пробоя, перегрева вентилей преобразователя и необходимость беспрерывного принудительного остывания являются слабенькими сторонами ПВЭ-3м.

Подлежат подмене: установленные 6-пульсовые преобразовательные агрегаты типа ПВЭ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1-3м на 6-пульсовые преобразовательные агрегаты типа В-ТПЕД-Ж-3,15к-3,3к, конструкция которого избавлена от вышеуказанных недочетов. Установленный тяговый трансформатор типа ТДРУ-20000/10Ж с соединением обмоток по нулевой схеме на тяговый трансформатор, для питания 6-пульсовых преобразовательных агрегатов, типа ТДП-12500/10ЖУ1 для мостовой схемы включения выпрямителя.

Устаревшие разрядники РБК-3,3, РВКУ-3,3 кВ, РВПК Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1-3,3 кВ защищающие преобразователи, меняем на нелинейные ограничители перенапряжения ОПН-3/3,8 -10/400(I)УХЛ1. Вновь установленные ОПН имеют характеристики, дозволяющие надёжнее защитить оборудование тяговой подстанции от атмосферных перенапряжений.


Таблица 2.2 – Главные технические характеристики выпрямителей

Параметр ПВЭ-3м,: В-ТПЕД-3,15к-3,3к В-МПП-Д-3,15к-3,3к
Номинальный ток на выходе выпрямителя (ср.зн Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1.), А
Номинальное напряжение на выходе выпрямителя (ср. зн.), В
Наибольшее напряжение на выходе выпрямителя (ср. зн.), В
Номинальная частота тока на входе выпрямителя, Гц
Номинальная мощность на выходе выпрямителя, кВт
КПД без учета трансформаторного оборудования, % более 99,5 99,5
соs j:для мостовой трехфазной схемы, более нулевая 0,93 0,93
Количество диодов
Тип диодов Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 ДЛ123-320-13 Д453-2000-24 Д183-4000-42
Тип защиты диодов индикация герконовая герконовая
Вид остывания Принудительное воздушное Естественное Принудительное воздушное

Допустимые характеристики
на шинах неизменного тока
на шинах переменного тока
Продолжительность перенапряжения, мс, менее
Напряжение питания оперативных цепей неизменного тока, В 110, 220 90-350 90-350
Напряжение питания оперативных цепей переменного тока, В 110, 220 85-264 85-264
Мощность, потребляемая от сети СН Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 Ватт менее
Предельные характеристики.
1р в 2ч в течение 15 минут 125% 125% 125%
1р в 1ч в течение 2 минут 150% 150% 150%
1р в 2мин в течение 10 секунд 200% 200% 200%
Вид остывания Принудительное воздушное Естественное Принудительное воздушное
Габаритные размеры Длина, мм, менее Ширина, мм, менее Высота, мм, менее
Масса выпрямителя, менее



В таблице 2.2 приведены технические характеристики имеющихся и Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 предлагаемых к подмене тяговых выпрямительных преобразователей. Как видно из таблицы, предлагаемые к установке выпрямители прибыльно отличаются от применяемых на тяговой подстанции, устаревших ПВЭ-3м.

Теплопотери в преобразователях рассчитываются по формуле

ΔРП=kсх

Надёжность преобразователей рассчитываются по формуле

Таблица 2.3

Параметр ПВЭ-3м,: В-ТПЕД-3,15к-3,3к В-МПП-Д-3,15к-3,3к
Теплопотери Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 в вентилях
Утраты мощности на вентиляцию
Расчётная надёжность выпрямителя

Набросок 2.1 – Соединение диодных шифанеров для 6-пульсового выполнения
В-ТПЕД

Основным различием выпрямителей является тип диодов , применяемых в их. Зависимо от технического задания, производитель достигает требуемых характеристик применяя прогрессивные технологии и материалы. Вентили более высочайшего класса напряжения и номинального тока позволяют упростить схему Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 их включения и сделать лучше эксплуатационные характеристики.

Производитель готов по желанию заказчика заносить нужные конфигурации в конструкцию изделия, нее ухудшающие его эксплуатационные свойства.

2.2.2. Выбор числа выпрямителей

Число и тип преобразовательных агрегатов и трансформаторов определяются числом и типом преобразователей, которые должны быть установлены на подстанции согласно расчётным значениям.

Расчетное количество Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 выпрямительных преобразователей определяется как

(1.4)

где IdТП – значение выпрямленного тока подстанции;

Idн – номинальный выпрямленный ток принятого типа выпрямителя.

Значение данного выпрямленного тока подстанции IdТП определяется по формуле

(1.5)

где Udн – номинальное выпрямленное напряжение на шинах подстанций;

РТ – данное значение мощности на тягу поездов.

= 3257,6 А,

= 1,03

Приобретенное значение NВ.РАСЧ округляем до большего целого Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 значения, не считая того, дополнительно к главным преобразователям принимается по одному запасному. На подстанции на этот момент установлено два выпрямительно-инверторных преобразователя и один выпрямительный преобразователь. Количество установленных выпрямителей на подстанции является достаточным.

2.2.3. Сопоставление инверторных преобразователей и выбор инвертора

Выпрямительно-инверторный преобразователь для электрифицированных стальных дорог (ВИПЭ-2У3). В выпрямительном режиме Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 он был рассчитан на номинальное напряжение 3300 В и номинальный ток 2500 А, а в инверторном соответственно – на 3800 В и 1600 А. Система управления ВИПЭ-2У3 обеспечивает импульсно-фазовое управление тиристорами, контроль, защиту и сигнализацию о работе преобразователя, получение горизонтальных и падающих наружных черт инвертора.

Буквенные обозначения инвертора И-ПТП-2,4к Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1-4к-3/Х У3: И – инвертор; П – неизменный ток на входе; Т – трехфазный переменный ток на выходе; П – принудительное воздушное остывание полупроводниковых устройств; отсутствие последующей буковкы гласит о том, что в качестве полупроводниковых устройств использованы тиристоры; 2,4к – номинальный инвертируемый ток в кА; 4к – номинальное инвертируемое напряжение в кВ; 3 – код модификации; Х – тип схемы Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 инвертирования: 6 – 6-пульсовая мостовая, 12 – 12-пульсовая поочередного типа; У – для умеренного климата; 3 – внутренняя установка).

В таблице ниже приведены технические свойства инверторов.


Таблица 2.4– Технические свойства инвертора И-ПТП-2,4к-4к

Параметр ВИПЭ-2У3 И-ПТП-2,4к-4к И-ПТП-2,0к-4к И-ПТП-1,6к-4к
Номинальное инвертируемое напряжение, В
Номинальный инвертируемый ток, А Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1
Спектр конфигурации уровня стабилизации напряжения инвертора, В 3700…3900 3700…3900 3700…3900 3700…3900
Остывание Принудительное воздушное Принудительное воздушное на термических трубах Принудительное воздушное на термических трубах Принудительное воздушное на термических трубах
Установка Внутренняя Внутренняя Внутренняя Внутренняя
Схема выпрямления 6 либо 12 пульсов 6 либо 12 пульсов 6 либо 12 пульсов 6 либо 12 пульсов
Полное количество тиристоров, шт
Тип используемых Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 тиристоров, шт Т15-250-12 Т253-1250-18 Т273-1250-46 Т273-1250-46
Количество тиристоров в полуфазе, шт
Масса, кг
Габаритные размеры Блок силовой: 6600х1410х3000 Шкафы выходных каскадов: 800х900х2250 3890х1000х2200 2100х1300х2400 2100х1300х2400
Наличие наибольшей токовой защиты + + +
Наличие защиты от пробоя тиристоров + + +
Наличие защиты от нарушения режима остывания + + +
Наличие защиты от перегрева тиристоров + +
Реализация Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 АПВ после аварийного отключения + + +
автоматическое обнаружение режима рекуперации
плавный запуск
управление наружной чертой инвертора

Таблица 3.1 – Главные технические характеристики И-ПТП-1,6к-3,8к-50

Наименование параметра ВИПЭ-2У3 И-ПТП-1,6к-3,8к-50 И-ПТП-2,4к-3,8к-50
Номинальная выходная частота, Гц
Номинальное напряжение на стороне неизменного тока, кВ 3,8 3,8 3,8
Номинальное напряжение на стороне переменного Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 тока, кВ 4,0 4,0 4,0
Число фаз выходного напряжения
Спектр конфигурации уровня стабилизации напряжения инвертора, В 3700…3900 3700…3900
Номинальный инвертируемый ток, кА 1,6 2,4
Номинальная инвертируемая мощность, кВт
Напряжение питания сети собственных нужда, В Оперативных цепей Неизменного тока Переменного тока от 90 до 350 от 100 до 240 от 90 до 350 от 100 до 240
Движков электровентиляторов Переменного тока частотой 50 Гц 198-242 198-242
Мощность потребляемая Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 от сети собственных нужд, Вт, менее Оперативных цепей
Движков электровентиляторов
Допустимые импульсные перегрузки по току от номинального значения, %
-в течение 15 мин один раз в час -в течение 2 минут один раз в час -в течение 10 с один раз в 2 мин 125* 150* 125* 150* 200* 125* 150* 200*
остывание принудительное комбинированное принудительное
Количество вентилей

В инверторе предусмотрена реализация Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 ряда функций :

- автоматическое обнаружение режима рекуперации. Делается при помощи датчика напряжения, установленного на входе инвертора и присоединенного к шинам неизменного тока «+» и «-»;

- реализация автоматического повторного включения (АПВ). Это позволяет уменьшить время возврата в работу инвертора и понизить возможность повреждаемости тиристоров;

- плавный запуск при включении инвертора, что Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 позволяет уменьшить броски тока и перенапряжения в контактной сети;

- управление наружной чертой инвертора (стабилизация и наклон);

- обнаружение пробоя тиристора в плече инвертора осуществляется с момента подачи силового питающего напряжения;

- контроль термического состояния тиристоров осуществляется с помощью инфракрасных датчиков температуры и с помощью микропроцессорной системы измерения температуры;

2.2.4. Выбор числа инверторов

Число Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 и тип инверторных преобразовательных агрегатов определяются числом и типом преобразователей, которые должны быть установлены на подстанции согласно расчётным значениям.

Расчетное количество выпрямительных преобразователей определяется как

(1.4)

где IИТП – значение принятого тока рекуперации подстанцией;

Id’н – номинальный ток рекуперации принятого типа инвертора.

Значение данного принятого мощности рекуперации подстанции определяется по формуле

(1.5)

где k в– коэффициент Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 возврата рекуперативной энергии в сеть для данного участка пути равным 0,42;

– данное значение мощности на тягу поездов.

= 4515 кВт,

= 0,65»1

Приобретенное значение NВ.РАСЧ округляем до большего целого значения, не считая того, дополнительно к главным инверторным преобразователям принимается по одному запасному.

Согласно расчётам довольно внедрение 2-ух инверторных преобразователей.

2.2.5. Выбор преобразовательного трансформатора

Масляные трансформаторы ТДП Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1-12500/…ЖУ1, ТДП-16000/…ЖУ1, ТДП-20000/…У1

Трансформаторы с расщепленной обмоткой по мостовой 12-фазной схеме выпрямления типа ТРДП-12500/10ЖУ1, ТРДП-16000/10ЖУ1 созданы для электрифицированного жд транспорта (с поочередным соединением преобразовательных секций).

Трехфазные масляные трансформаторы используются на тяговых подстанциях электрифицированных стальных дорог и созданы для питания: выпрямительно-инверторных секций по мостовой Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 шестипульсовой схеме – ТМП-6300/35ИУ1, ТДП-12500/10ИУ1, по мостовой двенадцатипульсовой схеме – ТРДТП-20000/35ИУ1; выпрямительных секций по двенадцатипульсовой схеме – ТРДП-12500/10ЖУ1, ТРДП-12500/35ЖУ1, ТРДП-16000/10ЖУ1, ТРДП-16000/35ЖУ1. Трансформаторы ТРДП-16000/10ЖУ1 и ТРДП-16000/35ЖУ1 при всем этом обеспечивают плавное бесконтактное регулирование напряжения преобразователя под нагрузкой средством управляемых реакторов и шифанеров управления.


Серия, тип Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 Предназначение Выпрямленный ток, А Выпрямленное напряжение, В Номинальная мощность сетевой обмотки, кВА Номинальное напряжение, кВ Масса масла, т Масса общая, т
Трансформаторы с расщеплёнными обмотками по мостовой 12-фазной схеме выпрямления (ПБВ± 5 %)
ТРДП-12500/10ЖУ1 Для электрифицированного жд транспорта (с поочередным соединением преобразовательных секций) 6; 6,3; 10; 10,5 4,5 22,5
ТРДП-12500/35ЖУ1 35; 38,5 4,72
ТРДП-16000/10ЖУ1 2000* 10,5 5,87 25,9
ТРДП-16000/35ЖУ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ11 5,85 25,4
Трансформаторы трёхобмоточные с расщеплёнными обмотками по мостовой 12-фазной схеме выпрямления (ПБВ± 5 %)
ТРДТП-20000/35ИУ1 Для выпрямительно-инверторных преобразователей электрифицированных стальных дорог 1600*/3150 3800*/3300 6500*/11000 6,3; 10,5; 35 8,45 28,4

*характеристики в инверторном режиме


Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1

Т – трансформатор трехфазный, Р – с расщепленной вторичной обмоткой, С – сухой с естественным воздушным остыванием при защищенном выполнении, П – специфичная область внедрения, преобразовательный, 12500 – типовая мощность Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 в кВт, 10– первичное напряжение в кВ, Ж – для электрифицированного жд транспорта, У – климатическое выполнение: умеренный, 1- для размещения на открытом воздухе.

1.5.3 Проверка токоведущих частей

Сечение сталеалюминевых проводов (АС) для ОРУ и дюралевых шин для ЗРУ выбирается по условию

IДОП ³ IР МАХ, (1.29)

где IДОП – очень допустимый ток проводника избранного сечения:
гибкие сталеалюминиевые провода круглого сечения Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1,
дюралевые шины прямоугольного сечения;

IР МАХ – рабочий наибольший ток данного присоединения.

Потому что токоведущие части ОРУ находятся на открытом воздухе и подвешиваются на гирляндах навесных изоляторов, то проверка на тепловую и электродинамическую стойкость для их не делается.

Токоведущие части ОРУ–110кВ проверяются по условию коронирования.

По этому условию Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 сечение проводов при напряжении 110 кВ должно быть более 70 мм2.

На расчетной тяговой подстанции ввод и перемычки РУ – 110 кВ выполнены гибким сталеалюминевым проводом АС – 95, для которого IДОП = 330 А [1].

Проверка провода по наибольшему рабочему току по условию

330 > 52,486А.

Провод АС – 95 проходит проверки, потому нет необходимости в его подмене другим.

Данные расчетов сведем в таблицу Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 П.А.6.

При выборе сечения дюралевых шин прямоугольного сечения учитывают их размещение в РУ “на ребро” либо “плашмя” (набросок 1.1). Если шины размещены “плашмя”, то их допустимый ток миниатюризируется: при h£60 мм – I/ДОП = 0,95.IДОП; при h > 60 мм - I/ДОП = 0,92.IДОП.

Набросок 1.1 – Размещение шин в распредустройствах:

а) “плашмя”, б Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1) “на ребро”

Ошиновки и сборные шины проверяются на тепловую и электродинамическую стойкость по аварийному режиму недлинного замыкания. Для проверки на электродинамическую устойчивость необходимо найти наибольшее значение силы, действующей при трехфазном маленьком замыкании на длине просвета

,(1.30)

где iуд - ударный ток в РУ соответственного напряжения, кА;

l -длина просвета (расстояние меж примыкающими Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 опорными изоляторами),равное 1 м;

a -расстояние меж осями шин различных фаз, приблизительно
принимаемое 0,25 м.

Дальше шина рассматривается как многопролетная опора, лежащая свободно на изоляторах, агрессивно закрепленная лишь на одном из их. В данном случае больший изгибающий момент, действующий на шину, определяется по формуле

, (1.31)

После чего рассчитывается момент сопротивления сечения проводника Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 W относительно оси инерции, перпендикулярной плоскости их расположения. При расположении проводников «на ребро»

W = (1.32)

а при расположении проводников «плашмя»

(1.33)

где b и h - ширина и высота сечения шины соответственно, мм.

Наибольшее расчетное механическое напряжение в материале шин:

(1.34)

где W - момент сопротивления сечения шины, м3.

Момент сопротивления прямоугольных шин определяется Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 выражением:

Наибольшее расчетное напряжение не должно превосходить допустимого напряжения, равного 65 МПА

(1.35)

При проверке шин закрытых РУ на тепловую устойчивость определяется малое сечение шин при нагревании до наибольшей температуры

, (1.36)

где Вk – полный термический импульс тока недлинного замыкания, А2.с;

С – коэффициент перевода, зависящий от материала проводника, для

алюминия 90 А.с1/2/мм2.

ВК = I2 · (tЗАЩ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 + tСВ + tГ + ТА), (1.37)

где I– суммарное значение повторяющегося тока недлинного замыкания
в нулевой момент времени, А;

tЗАЩ – время деяния релейной защиты, равно 1,5с;

tСВ – собственное время отключения выключателя, принимаем 0,1с;

tГ – время гашения дуги, равно 0,05с;

ТА – неизменная времени, можно принять равной 0,05с.

Условие тепловой стойкости производится, если Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 выбранное сечение шин больше малого, рассчитанного по (1.36)

, (1.38)

qВ = b ∙ h, мм2. (1.39)

Все элементы РУ – 6 кВ выполнены дюралевыми шинами, по две сечением 80х6, для которых IДОП =1150 А [1].

Ввод РУ-6кВ:

iУД =20,746/2=10,373 кА,

По формуле (1.29):

IДОП = 1150 А ³ IР МАХ= 470,450 А.

Проверяем дюралевую шину АДО 80х6.

По формуле (1.30) проверка шины на электродинамическую Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 устойчивость:

F = .20,7462. = 298,187 Н.

По формуле (1.31) находим больший изгибающий момент

Н.м.

По формуле (1.32) находим момент сопротивления:

мм3.

По формуле (1.34) находим наибольшее расчетное напряжение

· 103 = 62,122 МПА.

Условие (1.35) производится, потому что 65 ≥ 62,122 МПА.

Как следует, избранная шина проходит проверку на электродинамическую устойчивость. Оставляем её в положении «на ребро».

Проверяем на тепловую устойчивость Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1.

ВК = 8,1432· (1,5 + 0,1 + 0,05 + 0,05) = 112,724 · 106 А2с,

qВЫБ = 6×80 = 480 мм 3,

мм2.

По формуле (1.38) 117,968 мм2 £ 480 мм2.

Как следует, избранная шина проходит по всем характеристикам, и их подмена не делается. Для других присоединений произведем аналогичную проверку и сведем данные в таблицу П.А.7.

Установленные на тяговой подстанции шины отвечают данным нагрузкам и подмене не подлежат.

1.5.4 Выбор изоляторов

Сталеалюминевые провода ОРУ Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 подвешиваются на одинарных гирляндах, составленных из навесных изоляторов типа ПС-6А (навесной, стеклянный), 60 кН – разрушающая нагрузка. Избираем ПС-6А.

Изоляторы ОРУ на коронирование, электродинамическую и тепловую устойчивость не проверяются.

Токоведущие части ЗРУ (дюралевые шины) крепятся на опорных изоляторах марки ИО. Обозначение изоляторов, к примеру ИО-6-3,75У3. И - изолятор Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1, О - опорный, 6 - номинальное напряжение в кВ, 3,75 - меньшая разрушающая нагрузка при извиве в кН, У3 - для внутренней установки [1-2].

Выбор опорных изоляторов делается по условию

UУСТ £ UН, (1.40)

где UУСТ – номинальное напряжение распредустройства;

UН – номинальное напряжение изолятора.

Проверка выбора опорных изоляторов делается по механической прочности при протекании по шинам ударного тока К.З. Условие Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 проверки

FРАСЧ £ 0,6.FРАЗР, (1.41)

где FРАСЧ – сила, действующая на изолятор при протекании по шинам
ударного тока К.З.;

FРАЗР – меньшая разрушающая нагрузка изолятора при извиве.

FРАСЧ = , (1.42)

где iУД – ударный ток, кА;

l – расстояние меж осями изоляторов равное 1м;

Кh – поправочный коэффициент. Для шин расположенных «на ребро»
Кh=1,46.

С учетом Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 вышесказанного проверяем опорные изоляторы в ЗРУ-6 кВ.

По условию (1.41) проверяем опорный изолятор ИО-6-3,75У3 (UНОМ =6 кВ, FРАЗР = 3,75 кН)

По формуле (1.42)

FРАСЧ = = 435,353 Н;

435,353Н £ 0,6.3,75 = 2,25 кН.

Условие (1.41) производится. Потому в ЗРУ-6 кВ остаются опорные изоляторы ИО-6-3,75 У3.

Проходные изоляторы употребляют при входе в здание либо выходе из строения токоведущих частей. Проверка изоляторов делается Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 по условиям формулы (1.29) и (1.40).

Проходные изоляторы ЗРУ переменного тока проверяются на электродинамическую стойкость, другими словами на механическую крепкость при протекании по проводникам ударного тока недлинного замыкания.

Условие проверки

F РАСЧ £ 1,2·FРАЗР. (1.43)

где FРАСЧ – сила, действующая на изолятор при протекании по
проводникам ударного тока недлинного замыкания;

FРАЗР – меньшая разрушающая изолятор нагрузка Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 при извиве.

Проверяем проходные изоляторы ИПЛ-10/1250-750У2.

По формуле (1.40) 6 кВ £ 10 кВ,

по формуле (1.29) 940,898А £ 1250 А,

по формуле (1.43) 435,353 Н £ 1,2·3,75 = 4 кН.

На основании сделанных расчетов остаются проходные изоляторы ИПЛ-10/1250-750У2. Результаты проверки изоляторов сведем в таблицу П.А.8.

Установленные на тяговой подстанции изоляторы отвечают данным нагрузкам и подмене не подлежат Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1.

2.3. Расчет характеристик и выбор защит ВИП

2.3.1. Расчёт наибольшей токовой защиты c выдержкой времени и токовой отсечки

Наибольшая токовая защита (МТЗ) от перегрузки c действием нa сигнал делают в двухфазном двухpелейнoм выполнении на реле PТ-40 c выдержкой времени 0,3-0,5 c, устанавливается c сетевой стороны преобразовательного трансформатора. Расчёт для 12-ти пульсовой схемы поочередного типа в Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 последующем порядке [13].

Находим ток срабатывания защиты по формуле:

(2.1)

где IdH –номинальный ток выпрямителя, A;

КП – коэффициент допускаемой перегрузки выпрямителя, Кп=1,5 [13];

КТ – коэффициент трансформации трансформатора, КТ = 7,66 [13].

Ток срабатывания реле определяется из выражения

(2.2)

Коэффициент чувствительности МТЗ найдём по последующей формуле

(2.3)

где I(2)k.min, I(3)k.min – малый ток двухфазного либо трёхфазного Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 недлинного замыкания на выводах вторичной обмотки тягового трансформатора.

По току срабатывания реле для МТЗ избираем реле PТ-40/10 c параллельным соединением катушек и сопротивлением Zp=0,02 Oм [13].

Токовая отсечка производится в двухфазном двухpелейнoм выполнении на реле PТ-40 и действует без выдержки времени. Защита не должна срабатывать от бросков тока намагничивания при включении Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 преобразовательного трансформатора на холостой ход.

Первичный ток срабатывания защиты

A, (2.4)

где Iн1 – номинальный ток первичной обмотки тягового трансформатора.

Ток срабатывания реле определяется по формуле (2.2).

A.

Коэффициент чувствительности токовой отсечки

, (2.5)

.

Потому что условие (2.5) производится, Избираем реле, по току срабатывания реле, типа PТ-40/50 c поочередным соединением катушек c сопротивлением Zp=0,0013 Oм Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 [13]..

2.3.2. Расчёт защит от перегрузки и тока срабатывания реле AВOP агрегата

Ток срабатывания реле защиты от перегрузки преобразовательного трансформатора и преобразователя делается по формулам 2.1 и 2.2 при Кп=1,3 [13].

Избираем pеле PТ-40/20, пo тoку срабатывания pеле, c поочередным coединением кaтушек c сопротивлением Zp=0,02 Oм.

Пpи AВOP токи срабатывания pеле рассчитываются пo условию минимумa Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 суммарных приведенных издержек зaтpaт c учетoм пoтеpь электроэнергии в пpеoбpaзoвaтельных агрегатах, рационального коэффициента мощности подстанции и термического старения вентилей преобразователей. Зaщитa повлияет с выдержкой времени 2…9 c. нa включение запасного агрегата.

Тoк срабатывания pеле, воздействующего нa включение в paбoту запасного агрегата пpи увеличении нaгpузки можно высчитать пo фopмулaм ( 2.1) и Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 (2.2) пpи Кп = 0,9 [13].

Тoк срабатывания зaщиты действующей нa включение в paбoту запасного агрегата

A.

Тoк срабатывания pеле воздействующего нa включение в paбoту запасного агрегата

A.

Пo тoку срабатывания pеле избираем pеле PТ-40/10 c поочередным coединением кaтушек c сопротивлением Zp=0,08 [13] Oм.

Тoк срабатывания pеле воздействующего нa отключение запасного агрегата пpи уменьшении нaгpузки рассчитываются пo аналогичным Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 фopмулaм пpи Кп = 0,3.

Тoк срабатывания зaщиты, действующей нa отключение запасного агрегата

A.

Тoк срабатывания pеле воздействующего нa отключение запасного агрегата

A.

Пo тoку срабатывания pеле избираем pеле PТ-40/2 c параллельным coединением кaтушек c сопротивлением Zp=0,2 [13] Oм.

Нa включение и отключение выпрямителей выдержка времени срабатывания AВOP устанавливается в границах 2…6 минут Сухие преобразовательные трансформаторы ТРCЗП-12500/10ЖУ1 [13].

Принципная схема релейной зaщиты преобразовательного агрегата приведена чертеже 5 (лиcт 5).

Результаты выбора реле защит сведём в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 – Результаты выбора реле защит


suggestiya-v-treh-aspektah.html
suharev-os-g-moskva-effektivnost-ekologicheskogo-povedeniya-ekonomicheskie-kriterii-teoreticheskaya-postanovka.html
suhaya-popa-dzhoan-rouling-sluchajnaya-vakansiya-kniga-znamenitogo-avtora-bestsellerov-o-garri-pottere-dokumentalno.html