ПЗ Голованов (Повышение эффективности работы системы тягового электроснабжения участка Биробиджан - Бикин при сокращении межпоездных интервалов и организации тяжеловесного движения), страница 7

Эффект регулирования уровня напряжения в контактной сети (КС) достигается с помощью генерирования компенсирующим устройством (SVG) реактивного тока, фазовый сдвиг, гармонический состав и величина которого определяются в режиме реального времени. Система управления постоянно получает информацию о мгновенных значениях напряжения в КС, на основе полученных данных происходит регулирование параметров генерируемого КУ выходного тока.

В 2016 году в целях ликвидации лимитирующих факторов системы тягового электроснабжения на ПС станции «Заринская» Западно – Сибирской железной дороги, в середине зоны между ТП было введено в эксплуатацию регулируемое устройство поперечной компенсации реактивной мощности SVG – 6,5/27,5– ST. Внедрение данного регулируемого устройства компенсации реактивной мощности позволило ликвидировать «узкое место» за счет сокращения интервала попутного следования с увеличением суточной пропускной способности лимитирующего участка. [12].

4.3 Установка дополнительного трансформатора на ТП

Недостаточные мощности и сверхдопустимые перегрузки трансформаторов на тяговых подстанциях, могут привести к ряду негативных последствий, например к сильному перегреву обмоток трансформатора, что влечет за собой повышение износа изоляции, а следовательно сокращение срока службы трансформатора. Высокие температуры обмоток трансформатора и наиболее нагретых слоев масла при длительных нагрузках могут выйти за пределы значений, допускаемых стандартом. Очевидно, что мощность вновь устанавливаемых трансформаторов следует выбирать таким образом, что бы их срок службы, а также срок службы трансформаторов, установленных ранее, соответствовал предусмотренному стандартом.

В условиях увеличения масс грузовых составов при относительном сохранении грузооборота негативное влияние на износ изоляции тягового трансформатора возрастает. При оценке старения изоляции обмоток тяговых трансформаторов следует учитывать режимы нагрузок и их продолжительность.

Одним из режимов, характеризующихся продолжительными и большими нагрузками, является режим работы тяговых подстанций после длительных «окон», предоставляемых для планового ремонта путей в весенне – летний период года. При проектировании время окна принимают равным 4 часам, при этом на двухпутном участке на пути, который не затронут ремонтными работами, организуются двухстороннее движение поездов. Однако, несмотря на эту меру, на станциях, прилегающих к ремонтируемому перегону, скапливается достаточно большое число поездов. После окончания «окна» все скопившиеся поезда отправляются с уменьшенным межпоездным интервалом, с целью скорейшего восстановления нормального ГДП. Длительность такого режима пропуска поездов определяет время восстановления нормальной поездной обстановки. В этот период нагрузка тяговой подстанции резко возрастает, что приводит к ускорению старения изоляции обмоток тяговых трансформаторов. Учет данного режима позволит разработать упрощенный двухступенчатый график нагрузки, нужный для определения номинала мощности ТП. Снижение температур в осенний и зимний периоды, отсутствие «окон», а как следствие уменьшение износа тягового трансформатора, ведут к допущению, что данный график применим ко всему году эксплуатации [14].

Далее смоделируем различные меры по усилению устройств СТЭ с помощью программного комплекса «КОРТЭС» для выявленных лимитирующих участков.

4.4 Усиление участка Хабаровск – 2 – Кругликово

Произведем расчет рабочих режимов и пропускной способности системы электроснабжения, для случая установки дополнительного трансформатора на ТП Хабаровск – 2. Расчет производится для графика движения поездов 6300 – 3500 т. в четном и 2500 т. в нечетном направлении движения при межпоездном интервале 10 минут.

Таблица 4.2 – Минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов после установки дополнительного трансформатора на ТП Хабаровск – 2

Таблица 4.3 – Рассчитанные параметры МПЗ Хабаровск – 2 – Кругликово при установке дополнительного трансформатора

Анализируем полученные данные, после установки дополнительного трансформатора на ТП Хабаровск – 2:

– 3-х минутный уровень напряжения на пантографе электровоза на 1-м пути увеличился на 0,64 кВ и достиг 21,48 кВ, на 2-м пути увеличился на 0,72 кВ и достиг 21,37 кВ. Согласно [8], 3-х минутный уровень напряжения должен быть не менее 21кВ, данное условие выполняется;

– коэффициент перегрузки трансформаторов на ТП Хабаровск – 2 уменьшился в 1,82 раза, и соответствует значению 0,77; значения температур масла и обмоток трансформатора на ТП Хабаровск – 2 находятся в пределах допустимых значений.

На основе результатов полученных в пункте 3.1 и представленных в таблице 3.3, сделаем вывод, о необходимости предусмотреть усиление контактной подвески для второго пути на участке Хабаровск – 2 – Кругликово. Существующая на данный момент подвеска ПБСМ-95+МФ-100 при организации движения поездов массой свыше 6 тыс. т. будет подвержена воздействию эффективного тока сверх допустимого для данной подвески значения (884 А). Также предлагается применить УПК (номинальной мощностью 14400 кВАр) на ТП Хабаровск -2 с целью повышения уровня минимального напряжения в контактной сети.

Таблица 4.4 – Типы контактных подвесок предлагаемой системы тягового электроснабжения участка Хабаровск –2 – Кругликово

Таблица 4.5 – Минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов при разных способах усиления участка Хабаровск – 2 – Кругликово

Таблица 4.6 – Рассчитанные параметры МПЗ Хабаровск – 2 – Кругликово при комплексном усилении

Анализируя расчеты с применением усиливающего провода, устройства продольной компенсации реактивной мощности, либо комплексного усиления на участке Хабаровск – 2 – Кругликово можно сделать вывод, что комплексное усиление является наиболее эффективной мерой, так как минимальное напряжение на токоприемнике локомотива при применении комплексного усиления значительно выше, чем в двух других способах.

4.5 Усиление участка Аван – Бикин

При анализе результатов расчетов, полученных в пункте 3.1, выявлено, что максимальная перегрузка трансформаторов наблюдается на ТП Розенгартовка.

На данной ТП предлагается установить дополнительный трансформатор, а также внедрить УПК (мощностью 19200 кВАр) на ТП Розенгартовка и Аван. Помимо данных мер на ТП Розенгартовка предусматривается установка КУ в левом плече (мощностью 1831 кВАр) и установка КУ большей мощности (6750 кВАр) на правом плече питания.

Контактную подвеску на рассматриваемом участке планируется усилить с помощью применения экранирующего провода для подвески первого пути и системы ЭУП для второго пути.

Результаты выполненных расчетов представлены в таблицах 4.7 – 4.8.

Таблица 4.7 – Минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов после установки дополнительного трансформатора на ТП Розенгартовка

Таблица 4.8 – Рассчитанные параметры МПЗ Аван – Бикин при установке дополнительного трансформатора

На основе данных таблицы 4.7 сделаем вывод, что установка только дополнительного трансформатора не способна обеспечить требуемый согласно [8] уровень напряжения. Однако данная мера усиления позволяет значительно снизить перегрузки трансформаторов на тяговых подстанциях Аван, Розенгартовка и Бикин (см. таблицы 3.3, 4.8). Несмотря на высокую стоимость, установка дополнительного трансформатора на тяговой подстанции Розенгартовка является целесообразной.