ПЗ Тасун К.Н. 230505 (Усиление элементов системы тягового электроснабжения Восточного полигона Транссиба в условиях роста грузооборота 23 двгпс), страница 6

3.2 Определение эффективных значений токов фидеров тяговых подстанций

Проверка проводов КС по нагреванию заключается в сравнении расчетных температур нагрева с их допустимыми, которые определены правилами ПУСТЭ-97. Допускается производить проверку проводов по нагреванию путем сравнения наибольших значений эффективных токов подвесок с допустимыми значениями токов проводов при температуре окружающего воздуха +40˚С и скорости ветра 1 м/сек.

Время, за которое температура нагрева проводов КС достигает установившегося значения, составляет 18-20 мин, поэтому наибольшее значение расчетного эффективного тока необходимо находить за те же 18-20 минут. Расчетным режимом при определении максимального эффективного тока является режим использования максимальной пропускной способности.

Для указанного расчетного режима необходимо перестроить график движения поездов с учетом межпоездного интервала мин. Эффективный максимальный ток фидера определяется за время 18-20 мин, но поскольку расчетный график движения параллельный, то практически эффективный ток за 20 минут будет очень близок к значению эффективного тока за время , поэтому при проверке исследуемого участка определяется расчетный эффективный ток за период мин.

Построение суммарных кривых эффективных токов фидера, четного пути подстанции Уссурийск для расчетного режима движения поездов за период времени представлено на чертеже ДП 230505 023 004.

Для построения графика движения поездов с учетом межпоездного интервала мин, находим расстояние , которое поезд проходит за время по формуле (3.5) , км:

, (3.5)

где – длина фидерной зоны, км; – полное время хода поезда по межподстанционной зоне, мин.

Эффективное значение тока фидера тяговой подстанции за период определяется по формуле (3.6), А:

, (3.6)

где Q – расчетный период для определения эффективного тока, мин [1]; – значение кривой тока фидера в начале -того участка, в пределах которого кривая не меняет наклона, А; – значение кривой тока в конце участка, А; – время изменения тока фидера на участке, мин; – количество участков с неизменным наклоном.

Найденное по формуле (3.6) расчетное значение эффективного тока сравнивается с предельно-допустимыми токами для контактных подвесок [1]. Если расчетный эффективный ток за период мин меньше допустимого двадцати менутного тока для данной подвески, то выбранное сечение проходит по условия нагревания.

Также, согласно требованиям [1], определяется трёхминутный эффективный ток для оценки максимальных мгновенных нагрузок внутри 20 мин интервала. Определение трёхминутного эффективного тока производится по формуле (3.6) где Qпринимает значение 3 мин.

Производим расчёт эффективных двадцати и трехминутных значений токов фидеров контактной сети, питающих четный путь, для тяговой подстанции Уссурийск.

Расстояние (которое проходит поезд за время минимального разрешенного интервала попутного следования) для построения графиков движения поездов определяется по формуле (3.5):

км.

Определим эффективные 20 и 3х минутные токи фидеров, тяговой подстанции Уссурийск по формуле (3.6) и по результатам таблицы Г1 приложение (Г)

Аналогично рассчитываются эффективные значения токов фидеров остальных тяговых подстанций, результаты представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.4 – Результаты расчета эффективных токов фидеров тяговых подстанций участка Уссурийск – Находка-Восточный

Таблица 3.5 – Допустимый длительный ток контактной подвески

По результатам расчетов при пропуске «условно» тяжелых поездов,20 и 3 минутные эффективные токи фидеров КС на тяговых подстанциях не превышают длительно-допустимых значений (таблица 3.5), поэтому сечение проводов контактной сети исследуемого участка проходит по нагреванию.

Проводим аналогичный расчет в программном комплексе «КОРТЭС» для поездов массой 7 - 12 тыс. тонн. Результаты расчета эффективных токов фидеров КС на тяговых подстанций Уссурийск – Находка-Восточная сведены в таблицы Д1-Д4 (Приложение Д). По результатам расчетов эффективные токи фидеров КС на тяговых подстанциях не превышают допустимые значения.

Допустимая температура нагрева проводов контактной подвески и отсасывающих линий равна 90˚С. По результатам расчетов для поездов массой 9000-12000 тонн, температура нагрева проводов в отсасывающих линиях без усиления тягового электроснабжения равна 142˚С, что превышает допустимую температуру нагрева, поэтому необходимо усиление системы тягового электроснабжения.

4 ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

ПО ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

Уровень напряжения на пантографе электровоза, определяет пропускную способность участка, зависит от потерь напряжения в контактной сети [5].

Для определения пропускной способности участка необходимо найти среднее напряжение на электровозе за время хода его по лимитирующему блок – участку, при максимальной нагрузке зоны поездами, соответствующей минимальному межпоездному интервалу по формуле (4.1), кВ:

, (4.1)

где – номинальное эффективное напряжение на шинах ТП, кВ; –средняя потеря напряжения от шин ТП до электровоза при движении по лимитирующему блок – участку, кВ.

Чтобы найти ∆U_ср, необходимо построить ГДП с интервалом Q₀ для обоих путей, выбрать расчетный поезд и, используя метод характерных точек, найти мгновенные потери напряжения ∆U_t и ∆U_ср до расчетного поезда.

Потери напряжения до расчетного поезда на двухпутном участке для момента времени t при раздельной схеме соединения проводов контактных подвесок определяются по формуле (4.2) [3], кВ:

(4.2)

где , - номер расчетного поезда по 1-му и 2-му пути; , - расстояние от тяговой подстанции до расчетного поезда, км; , - расстояние от тяговой подстанции до поезда j, км; , - ток поезда j, А; , - максимальное число поездов на межподстанционной зоне по 1-му и 2-му путям; ( ) - взаимное удельное сопротивление контактных подвесок путей, равное 0,14 Ом/км [9]; - эквивалентное сопротивление одного пути двухпутного участка при раздельной схеме питания определяется по формуле (4.3),Ом/км

, (4.3)

где , - соответственно активная и индуктивная составляющие сопротивления 1 км тяговой сети одного пути двухпутного участка при раздельной схеме соединения контактных подвесок путей [9].