1. Выбор числа, типа силовых и тяговых агрегатов

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

Px, кВт

Pк, 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, %
		Px, кВт	Pк, 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