Сравнительные результаты потребления энергии, среднего напряжения на шинах подстанций, напряжения на посте секционирования, токов фидеров и минимальной пропускной способности участка, до и после установки СТК приведены в таблицах 5.2-5.6.

Таблица 5.2 – Потребление энергии на участке Волочаевка-Хабаровск-2 (за 60  минут)

При оценке эффективности устройств (таблица 5.2) в части компенсации реактивного тока тяговой нагрузки, было выявлено, что при соизмеримых средних значениях активной мощности тяговой нагрузки включение в работу СТК привело к существенному снижению потребление реактивной мощности.

В соответствии с требованиями Минэнерго [15] коэффициент реактивной мощности не должен превышать 0,5. Применение СТК позволило снизить коэффициент реактивной мощности с 0,59 до 0,35 и тем самым, уменьшить его до допустимого значения. При этом коэффициент мощности увеличился с 0,86 до 0,96. В следствии этого произошло существенное снижение нагрузки на тяговую сеть и снижение потерь в ней электрической энергии.

Таблица 5.3 ­­– Среднее напряжение на шинах подстанций

Рисунок 5.3 – Напряжение на шинах подстанций до и после установки СТК

Таблица 5.4 – Токи фидеров

Таблица 5.5 – Напряжение в тяговой сети у поста секционирования

Рисунок 5.4 – Напряжение в тяговой сети у поста секционирования до и после установки СТК

По таблице 5.5 видно, что включение СТК приводит к стабилизации напряжения в контактной сети, при этом исключаются случаи снижения напряжения менее 23,8 кВ.

Для оценки увеличения пропускной способности на участке Хабаровск-2 – Волочаевка в программном комплексе «КОРТЭС» были выполнены расчеты (таблица 5.6), позволяющие оценить эффект в снижении межпоездных интервалов при вводе в работу СТК на посту секционирования Приамурский.

Таблица 5.6 – Минимальный допустимый интервал следования на участке Волочаевка – Хабаровск-2

В результате применения СТК допустимые интервалы следования на участке уменьшаются с 9 до 10 минут в нечетном, и с 9 до 10 минут в четном направлении.

В итоге, согласно расчетам, включение в работу СТК позволяет увеличить пропускную способность участка Хабаровск-2 – Волочаевка при существующих размерах движения на 15 пар поездов в сутки (с 132 до 147 пар).

Таким образом, произведенная оценка энергетических показателей работы СТК свидетельствует об эффективности в стабилизации уровня напряжения, снижении потребления реактивной энергии на межподстанционной зоне и уменьшения минимально допустимого интервала.

Далее произведем расчет возможного пропуска тяжеловесных поездов, массой 7900 тонн в четном направлении (Волочаевка – Хабаровск-2), и посмотрим влияние на систему тягового электроснабжения.

В программном комплексе «КОРТЭС» был построен новый график движения с помощью программы «KGrafDv», предназначенной для редактирования графика движения поездов. Результаты расчета приведены в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Минимальное напряжение на токоприёмнике электроподвижного состава при пропуске поездов массой 7900 тонн

Рисунок 5.5 – Минимальное напряжение на токоприёмнике ЭПС при пропуске поездов массой 7900 тонн

В результате расчета пропуска поездов массой 7900 тонн в четном и 2200 в нечетном направлении допустимы интервалы следования на участке равен 11 минут.

В итоге, согласно расчетам, в сутки возможен пропуск 120 пар поездов, с учетом продолжительности окна 2 часа.

В данной главе был произведен анализ расчетов внедрения статического компенсатора на участке Волочаевка – Хабаровск-2. Был произведен сравнительный анализ минимального напряжения на токоприёмнике электроподвижного состава, потребления энергии на участке, среднего напряжения на шинах подстанций, токов фидеров, напряжения в тяговой сети у поста секционирования, минимального допустимого интервал следования на участке до и после установки СТК.

Из выше сказанного, можно сделать вывод, что установка статического компенсатора реактивной мощности в перспективе на длительный срок даст возможность пропуска поездов повышенной массы.

Таким образом установка статического компенсатора реактивной мощности позволяет эффективно решить проблему по усилению тяговой сети системы электроснабжения переменного тока 25 кВ в условиях растущего грузопотока.

Поперечная компенсация реактивной мощности, направленная на повышение напряжения и снижение потерь мощности в тяговой сети, отвечает в полной мере задаче повышения качества электроэнергии эффективности передачи и увеличения весовых норм поездов.

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ УСТРОЙСТВа ПОПЕРЕЧНОЙ КОМПЕНСАЦИИ НА ПОСТУ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ УЧАСТка Волочаевка-Хабаровск-2

В данном разделе проводится технико-экономическое обоснование целесообразности усиления системы тягового электроснабжения участка Волочаевка – Хабаровск-2 путём внедрения установки поперечной компенсации, а именно статического тиристорного компенсатора (СТК) на посту секционирования Приамурский.

Включение установок поперечной компенсации обеспечивает снижение затрат на оплату электроэнергии. Также, при уменьшении затрат на оплату электроэнергии компенсирующие установки повышают эффективность работы электрооборудования, улучшая качество электроэнергии, и снижают потери электроэнергии, обеспечивая энергосбережение, что также способствует уменьшению затрат.

Однако, установка компенсирующих устройств требует определённых материальных затрат, поэтому в данном дипломном проекте проводится технико-экономическое обоснование внедрения компенсирующего устройства на посте секционирования Приамурский, участка Волочаевка – Хабаровск-2 Хабаровской дистанции электроснабжения.

Исходные данные для расчёта технико-экономического обоснования внедрения установок поперечной компенсации взяты из программного комплекса КОРТЭС и приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Объём потребления электроэнергии

Окончание таблицы 6.1

Капитальные вложения на внедрение СТК определяются на основе действующих рыночных цен по “прайс-листам” продавца [16]. На посту секционирования Приамурский необходимо установить статический компенсатор, мощностью 6,7 МВАр. Согласно полученным данным из ООО “ЧКД ЭЛЕКТРОТЕХНИКА”, стоимость установки СТК составляет 380000000 рублей.

В качестве экономического критерия оценки эффективности внедрения КУ является срок окупаемости, рассчитываемый по формуле [16]:

, (6.1)

где – величина капитальных вложений, необходимых для установки КУ, тыс. руб.; – текущие расходы на содержание и обслуживание КУ, тыс. руб.; – текущие расходы без учета функционирования КУ, тыс. руб.; – нормативный коэффициент эффективности новой техники, .

Стоит отметить, что наиболее оптимальным критерием экономической оценки эффективности является срок окупаемости (Срок окупаемости – период времени, нужный для того, чтобы доходы, генерируемые инвестициями, покрыли затраты на инвестиции. Допустим, если проект требует инвестиций в 2 млн рублей и эти инвестиции будут возвращаться по 1 млн рублей в год, то можно говорить, что срок окупаемости проекта составляет два года. При этом временная ценность денег не учитывается. Этот показатель определяют последовательным расчётом чистого дохода для каждого периода проекта. Точка, в которой чистый доход примет положительное значение, будет являться точкой окупаемости), так как при определении годового экономического эффекта в расчетной формуле через параметр коэффициента эффективности заложено, что окупаемость капитальных вложений будет в пределах 6,7 – 4 лет, тогда как реальный срок окупаемости может быть, как ниже, так и выше принятого значения [16].