ПЗ Тасун К.Н. 230505 (Усиление элементов системы тягового электроснабжения Восточного полигона Транссиба в условиях роста грузооборота 23 двгпс), страница 5

Проводим аналогичный расчет в программном комплексе «КОРТЭС» для поездов массой 7, 8, 9, 10, 11, 12 тыс. тонн. При расчете, будем пропускать поезда в четном направлении с интервалом 17 минут в следующем порядке «тяжелый» поезд – поезд «нормального» веса, в нечетном направлении поезда будут следовать с интервалом 10 минут. Проверка на перегрузочную способность трансформаторов сведена в приложение В (таблицы В1 – В6)

По участку от станции Смоляниново до станции Порт Восточный пропуск поездов массой более 9000 тон невозможен из за сложного профиля пути. Тяжеловесные поезда массой 10000, 11000 , 12000 тон движутся в четном направлении до станции Артем или Шкотово (на этих станция имеются удлиненные пути позволяющие размещать длинносоставные поезда), затем их расформировывают и уже «условно» тяжелые поезда следуют в свое место назначения, но при этом увеличивается их количество и возрастает нагрузка на систему тягового электроснабжения а в частности на контактную подвеску.

По данным таблиц (В1 – В6) видно, что при пропуске поездов массой до 7000 тон включительно, трансформаторы тяговых подстанций на рассматриваемом участке, способны обеспечивать потребные мощности в длительном режиме работы.

При пропуске поездов массой 10000, 11000, 12000 тонн трансформаторы работают на пределе, либо перегружаются. Особо остро это происходит на тяговых подстанциях Анисимовка, Фридман. Эти подстанции расположены по краям лимитирующего участка, при движении поезда ему приходится преодолевать уклоны до 26 тысячных, это в свою очередь вызывает большое ток употребление локомотивами и как следствие ускоренный износ оборудования подстанций и электроподвижного состава.

Кроме выше перечисленных подстанций большая нагрузка от прохода поездов массой 12000 тон ложится на тяговую подстанцию Надеждинская. Эта подстанция одна питает три межподстанционные зоны на трех направлениях одна фидерная зона в сторону Уссурийска другая в сторону Владивостока и третье направление в сторону Находки. Кроме того на участке Уссурийск – Надеждинская происходит объединение грузопотока с нескольких портов, с одной стороны это грузопоток в порты Находки с другой это грузопоток в порты Владивостока. Все эти факты создают большую нагрузку на тяговые трансформаторы и приводят к усиленному износу оборудования вызывая его преждевременное старение и увеличивают вероятность выхода его из строя.

Для обеспечения потребных мощностей и недопущения перегрузки трансформатора в работе находятся два тяговых трансформатора. Такие меры обеспечения регулярного обращения «условно» тяжелых поездов исключают резерв тягового трансформатора подстанции и снижают в целом надежность работы тяговых подстанций и системы тягового электроснабжения в целом. Это создает необходимость в усилении элементов системы тягового электроснабжения, и принятия мер позволяющих повысить надежность работы системы электроснабжения.

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ПРОВЕРКА ПО НАГРЕВАНИЮ

3.1 Определение экономического сечения проводов контактной сети

Сечение контактной сети в медном эквиваленте при алюминиевых усиливающих проводах определяется по формуле (3.1), мм² :

, (3.1)

где – стоимость, электрической энергии, равна 2,61 руб./кВт∙ч [10]; – удельные годовые потери энергии на один километр данной фидерной зоны при ее сопротивлении 1 Ом, кВт·ч/(Ом·км); – стоимость одной тонны алюминиевых проводов, 157 тыс. руб. [11].

Величина определяется по выражению (3.2), кВт∙ч/(Ом∙км):

, (3.2)

где – суточные потери электроэнергии, кВт∙ч; – погонное сопротивление участка КС, Ом/км; – длина фидерной зоны, км.

Потери электроэнергии в контактной сети определяются сопротивлением проводов, интенсивностью движения, схемой питания контактных подвесок, и длинной межподстанционных зон. При узловой схеме питания контактной сети потери находятся по формуле (3.3):

(3.3)

где - расход электроэнергии на движение пар поездов в сутки по первому и второму пути, определяется в виде ; , - расход электроэнергии на движение одного поезда по четному и нечетному пути, кВА∙ч; - напряжение КС, равное 25000 В; - сопротивление 1 км КС двух путей, соединенных параллельно, Ом/км; - длина фидерной зоны, км; , - время хода поездов по зоне под током по первому и второму пути, мин (см. таблицу Б1 приложение Б); Т – расчетный период, ч; , - время хода поездов по зоне по первому и второму пути, мин (см. таблицу Б1 приложение Б); - максимально возможное число поездов, которое может разместиться на межподстанционной зоне,

Число поездов n находится по формуле:

. (3.4)

Расход электроэнергии находится по формуле (3.5), кВА∙ч:

, (3.5)

где – полный расход энергии на движение одного поезда по данному пути (таблица 3.1); - коэффициент, учитывающий дополнительный расход электроэнергии на собственные нужды подвижного со­става и маневры, ; - коэффициент, учитывающий повышенный расход электроэнергии в зимнее время из-за увеличения сопротивления движению, ; - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в тяговой сети, .

Таблица 3.1 – Расходы электроэнергии на движение одного поезда по четному и нечетному направлению

Выполним расчет экономического сечения проводов контактной сети участка Уссурийск – Надеждинская.

Найдем расход электроэнергии на движение пар поездов в сутки, по четному и нечетному направлениям (формула (3.4)):

кВАч,

кВАч,

кВАч.

Максимально возможное число поездов находится в следующе:

поездов.

Определим потери электроэнергии по формуле (3.3):

Находим по выражению (3.2):

.

Сечение контактной сети в медном эквиваленте S_мэ определяется по формуле (4.1):

мм².

Расчет экономических сечений проводов контактной сети для остальных участков выполняется аналогично и представлен в таблице 3.2. Также выполним расчет сечений для тяжеловесных поездов, результаты расчета сведем в таблицу 3.3

Таблица 3.2 – Результаты расчета экономических сечений проводов КС

Таблица 3.3 – Результаты расчета экономических сечений проводов КС для тяжеловесного движения

На межподстанционной зоне Уссурийск – Надеждинская в основном используется контактная подвеска типа ПБСМ-70+МФ-100 порядка 55 км, сечение которой в медном эквиваленте 126 мм², и около 9 км подвески ПБСМ-95+МФ-100+А-185+эА-185, сечение последней в медном эквиваленте равно 228 мм². При прохождении «условно» тяжелых поездов сечение подвески больше экономического сечения, но при движении тяжеловесных поездов сечение подвески в медном эквиваленте меньше расчетного экономического сечения это в свою очередь обуславливает большие потери энергии в контактной сети.

Аналогичная ситуация происходит и на участках Надеждинская – Смоляниново, здесь также в основном весит подвеска марки ПБСМ-70+МФ-100 длиной 34 км, и подвеска ПБСМ-70+МФ-100+А-185+эА-185 сечение в медном эквиваленте 216 мм², длина последней около 12 км. Контактная подвеска перегона Смоляниново – Анисимовка выполнена проводом ПБСМ-70+МФ-100.

На участке Анисимовка – Фридман используется контактная подвеска типа М-95+МФ-100+А-185+эА-185, сечение которой в медном эквиваленте составляет 419 мм². На оставшихся участках сечение подвески больше расчетного экономического сечения.