Расчет мощности совмещенной тяговой подстанции

Расчет трансформаторной мощности, необходимой для питания тяговой нагрузки, кВА:

                                                       (1.1)

,где Р_т - мощность на тягу, кВт;

cosf_т - коэффициент мощности, cosf_т= 0,966.

 

Мощность на тягу определяется по формуле, кВт:

                                                                                             (1.2)

,где А_т - расход электроэнергии на тягу в интенсивные сутки;

Т - интенсивные сутки, Т= 24 ч,

 

Рассчитаем мощность на тягу по формуле 1.2:

Отсюда трансформаторная мощность, необходимая для питания тяговой нагрузки по формуле 1.1:

 

Расчетная мощность подстанции, кВА:

                                                                            (1.3)

,где К_р - коэффициент, учитывающий неравномерность максимальной нагрузки, К_Р=0,95;

S_нп - трансформаторная мощность, необходимая для питания нетяговой нагрузки, кВА.

 

 

Трансформаторная мощность, необходимая для питания нетяговой нагрузки, кВА:

                                      (1.4) 

 

,где S_С, S_о - мощности для питания соответственно силовых цепей и цепей освещения, кВА;

S_СЦБ - мощность для питания устройств СЦБ, S_СЦБ= 50 кВА.

 

Мощность силовых цепей определяется по формуле, кВА:

                                        (1.5)

 

,где S_Э, S_В, S_Н - мощности для питания электродвигателей соответственно эска­лато­ров, вентиляторов, насосных установок.

 

Каждая из этих величин может быть найдена по выражению, кВА:

                       (1.6)

 

,где К_Н - коэффициент внутримесячной неравномерности электропотребле­ния для нетяговой нагрузки, К_Н=0,9;

a - коэффициент заполнения суточного графика нагрузки;

S_max - расчетная максимальная нагрузка, кВА.

 

Расчетная максимальная нагрузка в свою очередь, кВА:

                                   (1.7)

,где К_сп - коэффициент спроса нагрузки;

N - заданное число потребителей;

Р - активная мощность одного потребителя;

сosj_д - коэффициент мощности электродвигателя;

h_д - КПД электродвигателя.

Определим расчетную максимальную нагрузку электродвигателей эскалаторов, вентиляторов, насосных установок по формуле 1.6:

 

Отсюда мощности для питания электродвигателей эска­лато­ров, вентиляторов, насосных установок соответственно по формуле 1.6:

 

Мощность силовых цепей определяется по формуле 1.5:

 

Мощность питания цепей освещения определяется по следующей формуле, кВА:

                 (1.8)

,где Р_лн, Р_лп, Р_от - заданные значения мощностей потребляемых соответственно лампами накаливания, люминесцентными лампами и приборами электроотопления;

cos φ = 1.

 

Мощность питания цепей освещения по формуле 1.8:

 

 

Трансформаторная мощность, необходимая для питания нетяговой нагрузки по формуле 1.4:

 

Расчетная мощность подстанции по формуле 1.3:

 

Выбор трансформаторов СТП

 

1.3.1 Выбор преобразовательного трансформатора и выпрямителя

Обычно на СТП устанавливают два преобразовательных агрегата, один из которых находится в резерве, а другой постоянно в работе. Однако, если мощность одного работающего преобразователя не обеспечивает 100% потребности электрической тяги, то устанавливают три преобразовательных агрегата. В этом случае два преобразователя работают, а один находится в резерве.

Каждый преобразовательный агрегат состоит из преобразовательного трансформатора и выпрямителя (рисунок 1.1). Поэтому для определения числа преобразовательных агрегатов на СТП (N_ПА) необходимо по отдельности определить требуемое число преобразовательных трансформаторов (N_ТР) и выпрямителей (N_ВП).

Исходя из этого, число одновременно работающих преобразовательных трансформаторов будет равно:

                                             (1.9)

где S_Т – мощность для питания тяговой нагрузки;

S_ТР – паспортное значение мощности сетевой обмотки выбранного преобразовательного трансформатора.

 

 

Число одновременно работающих преобразовательных трансформаторов по формуле 1.9:

 

Число преобразовательных трансформаторов необходимо производить с учетом резервного, отсюда:

 

Аналогично выбирается число выпрямителей. Число одновременно работающих выпрямителей равно:

                                                  (1.10) 

где Р_Т - заданное значение активной мощности для питания тяги в наиболее загруженный час, кВт;

Р _dH - значение активной номинальной мощности выбранного выпрямителя.

 

Число одновременно работающих выпрямителей по формуле 1.10:

 

Число выпрямителей необходимо производить с учетом резервного, отсюда:

 

Значение номинальной мощности выбранного выпрямителя определяется по формуле, кВт:

                                     (1.11)

,где U_dH – номинальное значение выпрямленного напряжения, равно 825 В;

I _dH - паспортное значение номинального тока выпрямителя.

 

 

Значение номинальной мощности выбранного выпрямителя по формуле 1.11:

 

Окончательное число преобразовательных N_ПА будет равно наибольшему из значений N_ТР и N_ВП и таким образом равно 3.