Заданный режим

1.   Заданный режим

Используя выражение (16) получим:

 А²;

А;

Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:

 А²;

 А²; А²;

За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение: А.

2.   Режим сгущения:

Используя выражение (16) получим:

 А²;

А;

Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:

 А²;

 А²; А²;

За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение: А.

3. Максимальный режим

Используя выражение (16) получим:

 А²;

А;

Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:

А²

А²; А²;

За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение: А.

1.5 Расчет мощности трансформатора

1.5.1 Основной расчет

Для расчета трансформаторной мощности выбираем по каталогу мощность трансформаторов S_н по каталогу в качестве базовой S_н= 2 x 40 =80 МВА;

Мощность трансформаторов, необходимую для питания тяги определим по формуле:

 , МВ×А (20)

где K_у= 0.97 – коэффициент участия в максимуме районной нагрузки.

S_p.pасч – мощность районных потребителей; согласно исходным данным:

S_p.pасч = 10 МВА;

Мощность тяги

Используя выражение (20) получим:

 МВ×А.

По мощности S_нт определим соответствующий ей номинальный ток для двух трансформаторов:

, А (21)

где U_ш – напряжение на шинах тяговой подстанции U_ш = 27.5 кВ;

Согласно выражению (21) будем иметь:

А.

Кратность нагрузки по обмоткам трансформатора

1. Для заданного количества поездов

; (22)

где I_эо - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для заданного режима, А; Используя выражение (22) получим:

;

2. Для режима сгущения

; (23)

где I_эсг - эквивалентный ток обмотки по нагреву масла для режима сгущения, А;

Используя выражение (23) получим:

;

3.   Для максимального режима

, А (24)

Если K_max ³ 1,5 , то надо выбирать следующий по шкале более мощный трансформатор.

Используя выражение (24) получим:

;

Мощность трансформатора выбираем по средней интенсивности относительного износа витковой изоляции и проверяем по максимальной температуре наиболее нагретой точки обмотки и верхних слоев масла.

Средняя интенсивность износа изоляции обмотки трансформатора в сутки предоставления окна:

, (25)

где

. (26)

где Q_интб - температура наиболее нагретой точки, при которой срок службы трансформатора условно принят за единицу,

Q_интб =98⁰ С;

Q_охлс - температура окружающей среды в период восстановления нормального движения, задается в зависимости от района; согласно исходным данным Q_охлс = =30⁰С

α = 0.115 - коэффициент, определяющий скорость старения изоляции;

итак,

; (27)

; (28)

В выражении (28)

. (29)

В выражениях (27), (28) и (29):

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);

t_o - среднее время хода поезда основного типа по фидерной зоне; t_o = (48.65+45.3)/120 = 0.78 часа;

τ = 3ч - тепловая постоянная времени масла.

Используя выражение (29) получим:

;

Согласно выражениям (27) и (28) получим:

;

Используя выражение (25) получим:

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:

, (30)

где n_сг – число суток с предоставлением окон за год;

n_сг =суток.

Выбор мощности трансформатора по току I_oном (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 [S_min и S_max], которые определяются по формулам:

S_min = K_у×( 3× I_0ном×U_ш + S_p.pасч); (31)

S_max= K_у×( 3×K×I_0ном×U_ш + S_p.pасч); (32)

где K_у = 0,97 ; K = 1,08.

Используя выражения (31) и (32) получим:

S_min = K_у×( 3× I_0ном×U_ш + S_p.pасч) = 0.97×(3×878.8×27.5 + 10×10³) = 80025.97 кВА;

S_max= K_у ×( 3×K×I_0ном ×U_ш + S_p.pасч) = 0.97×(3×878.8×1.08×27.5 + 10×10³) = 85652.05 кВА;