ПЗ_Тасун_К.Н._230505 (Усиление элементов системы тягового электроснабжения Восточного полигона Транссиба в условиях роста грузооборота 23 двгпс), страница 4

на участке Уссурийск – Находка-Восточный применяются только 3хфазныетрансформаторы,тодляопределениярасчетныхмощностейтрансформаторов Sр находятся мощности двух наиболее загруженных обмотокSобм1 и Sобм2 по формулам (2.9) – (2.10) [4]:231Sобм1   4  S2эл  S2эп  2  Sл  Sп ,31Sобм2   S2эл  4  S2эп  2  Sл  Sп .3(2.9)(2.10)В каждом из расчетных режимов для дальнейшего расчета выбираютсязначения мощности наиболее загруженной фазы Sобм.ср.

и Sобм. max .Предварительное значение верхнего предела потребных номинальныхмощностей тягового трансформатора находится по выражению (2.11), кВАSэ max  3  Sобм. max .(2.11)А нижним пределом служит наибольшая из следующих двух величин, кВА:Sэ.ср  3  Sобм.ср ,Sэ.ср  3 Sобм. max.1,5(2.12)(2.13)Определим мощности двух наиболее загруженных обмоток силовоготрансформатора тяговой подстанции Надеждинская для расчетных размеровдвижения по формулам (2.9)-(2.10).Для N им  62 пар поездов в сутки1Sобм1.N им   4  116562  7582,52  2  10405,9  6387,3  9030,06 кВА,3241Sобм2.N им   116562  4  7582,52  2  10405,9  6387,3  7444,4 кВА.3Для N '0  76 пар поездов в сутки:1Sобм1.N '   4  14010,42  8843,32  2  12748,4  7657  10845,3 кВА,031Sобм2.N '   14010,42  4  8843,32  2  12748,4  7657  8846,4кВА.03Из полученных мощностей обмоток найдем наибольшую мощностьSобм.ср.

 9030,06 кВА,Sобм. max  10845 ,3 кВА.Верхний предел интервала потребных мощностей определим по формуле (2.11):Sэ max  3  10845 ,3  32536 ,013 кВА.Нижний предел интервала потребных мощностей найдем по (2.12) - (2.13):Sэ.ср  3  9030,06  27090,18 кВА;Sэ.ср  3 10845,3 21690,6 кВА.1,525Из полученных мощностей выбираем наибольшую Sэ.ср  27090,18 кВА.Расчет обмоток и полной мощности трансформатора для остальных тяговыхподстанций представлены в таблице 2.7.Таблица 2.7 – Результаты расчета верхнего и нижнего пределов интервалапотребных мощностей тяговых подстанций.ТяговаяРазмерподстанциядвиженияN имУссурийскSобм1 , кВАSобм2 , кВА8018,038038,04N '09512,829629,61N им9030,067444,40НадеждинскаяN '010845,348846,42N им7229,786001,14СмоляниновоN '08745,807256,60N им6389,329707,07АнисимовкаN '07682,7811728,62N им9376,427743,76ФридманN '011368,409380,18N им6131,775951,27ПартизанскN '07354,467088,3226Sэ.ср ,кВАSэ max , кВА24114,1128888,8427090,1832536,0121689,3426237,3929121,2135185,8728129,2534105,2118395,3022063,38Окончание таблицы 2.7ТяговаяРазмерподстанциядвиженияN имНаходкаНаходкаВосточнаяSобм1 , кВАSобм2 , кВА4685,435004,65N '05653,466034,24N им3948,321974,16N '04713,89Sэ.ср ,кВАSэ max , кВА15013,9418102,7211844,9614141,672356,95Расчетное значение предела мощности с учетом районных и нетяговыхпотребителей Sр находится по формулам (2.14), (2.15), кВА:Sр  К р  (Sэ  Sрр ) , если S рр Sр  Sэ , если Sрр 1 КрКр1  КрКр Sэ ,(2.14) Sэ ,(2.15)где К р - коэффициент разновременности максимумов тяговой, районной инетяговой нагрузки, К р  0,97 ; S э - предварительное значение нижнего иверхнего предела мощности, кВА; Sрр - расчётное значение мощностирайонных и нетяговых потребителей в режиме наибольших нагрузок, кВА.Произведем расчет пределов мощности силового трансформатора с учетомрайонных и нетяговых потребителей для тяговой подстанции Надеждинская.27Sрр  1980  600  2580 кВА;1  0,97 32536,01  1006,27 кВА;0,972580 кВА  1006,27 кВА .Неравенство соответствует формуле (2.14), поэтому мощность верхнегопредела Sр.

max с учетом районных и нетяговых потребителей находится в виде:Sр. max  0,97  (32536,01  2580)  34062,53 кВА.Для нижнего предела Sэ.ср определяется:1  0,97 27090,18  837,84 кВА;0,972580 кВА  837,84 кВА .Неравенство также соответствует выражению (2.14) и мощность нижнегопредела находится в виде:Sр.ср  0,97  (27090,18  2580)  28780,08 кВА.Расчеты Sр. max и Sр.ср для остальных тяговых подстанций выполненыаналогичным образом, и представлены в таблице 2.8.28Таблица 2.8 – Результаты расчета верхнего и нижнего пределов мощностей сучетом районных и нетяговых нагрузокТяговая подстанцияSрр , кВАSр.ср , кВАSр. max , кВАУссуроийск247025786,5930418,07Надеждинская258028780,0834062,53Смоляниново343024365,7628777,37Анисимовка349031632,8837515,59Фридман230029516,3735313,05Партизанск270020462,4424020,48Находка313017599,6220595,74333014719,7116947,52Находка–Находка-ВосточныйИз расчетов видно, что номинальная мощность установленных силовыхтрансформаторов на тяговых подстанциях участка Уссурийск – НаходкаВосточный, является достаточной для обеспечения расчетного грузопотока,атак же электроснабжения районных и нетяговых потребителей.2.4 Проверка на нагрузочную способность трансформаторов тяговыхподстанцийДля того чтобы обеспечить требуемые систематические перегрузки безпревышениямаксимальнодопустимыхтемпературигарантироватьдопустимые значения относительного износа витков изоляции обмоток, должнабыть проведена проверка трансформаторов на нагрузочную способность29С этой целью на основании номинальной мощности Sн , должны бытьпредварительноопределенырасчетныепараметрыэквивалентногодвухступенчатого прямоугольного графика нагрузки трансформатора:K1p - расчетный коэффициент начальной нагрузки, предшествующейперегрузке;K 2p - расчетный коэффициент перегрузки, следующей за начальнойнагрузкой.K1p Sр.срK 2p ;SнSр.

maxSн(2.16).(2.17)Для условий электрической тяги рекомендуется продолжительностьперегрузки h связывать со временем, необходимым для восстановлениянормальных размеров движения при пропуске поездов, образующегосявследствие перерывов в движении, равных Toк [5].В расчетах Toк  4ч , исходя из этого продолжительность перегрузки h ,равнуюдлительностимаксимумадвухступенчатогографиканагрузкитрансформатора, найдем по формуле (2.18), ч:h( N ср  N)  ToкN  0,9  ср   N 0N0 ,(2.18)где Ncp - среднегодовые суточные размеры движения, определяется по формуле(2.3), пар поездов в сутки; N - число поездов, скопившихся за время Tок и30пропущенных по второму пути,  N  10 поездов [5]; N 0 - расчётное числопоездовприиспользованиимаксимальнойпропускнойспособности,определяется по формуле (2.1), пар поездов в сутки.Проверим по нагрузочной способности силовой трансформатор тяговойподстанции Надеждинская, для чего найдем значения K1p , K 2p и h .K1p 28780,08 0,72 ;40000K 2p 34062,53 0,85 ;40000h(55  10)  4 8,7 ч.55  0,9    8484 Для Приморского края принимаем среднегодовую температуру +9˚С.Проверку на перегрузочную способность силовых трансформаторовподстанций участка Уссурийск – Находка-Восточный сведем в таблицу 2.9.Таблица 2.9 – Проверка на перегрузочную способность трансформаторовтяговых подстанций участка Уссурийск – Находка-ВосточныйK1pK 2pK 2гSн , кВАУссурийск0,740,871,2340000Надеждинская0,820,981,2240000Смоляниново0,690,821,2340000Анисимовка0,901,071,2040000Тяговая подстанция31Окончание таблицы 2.9K1pK 2pK 2гSн , кВАФридман0,841,011,2240000Партизанск0,580,681,2440000Находка0,500,581,25400000,660,761,2325000Тяговая подстанцияНаходка–Находка-ВосточныйИз расчетов следует что все трансформаторы на подстанциях проходятпроверку по перегрузочной способности, и да же имеют достаточный запас дляувеличения пропускной и провозной способности участка.Проводим аналогичный расчет в программном комплексе «КОРТЭС» дляпоездов массой 7, 8, 9, 10, 11, 12 тыс.

тонн. При расчете, будем пропускатьпоезда в четном направлении с интервалом 17 минут в следующем порядке«тяжелый» поезд – поезд «нормального» веса, в нечетном направлении поездабудут следовать с интервалом 10 минут. Проверка на перегрузочнуюспособность трансформаторов сведена в приложение В (таблицы В1 – В6)По участку от станции Смоляниново до станции Порт Восточный пропускпоездов массой более 9000 тон невозможен из за сложного профиля пути.Тяжеловесные поезда массой 10000, 11000 , 12000 тон движутся в четномнаправлении до станции Артем или Шкотово (на этих станция имеютсяудлиненные пути позволяющие размещать длинносоставные поезда), затем ихрасформировывают и уже «условно» тяжелые поезда следуют в свое местоназначения, но при этом увеличивается их количество и возрастает нагрузка насистему тягового электроснабжения а в частности на контактную подвеску.По данным таблиц (В1 – В6) видно, что при пропуске поездов массой до7000тонвключительно,трансформаторы32тяговыхподстанцийнарассматриваемом участке, способны обеспечивать потребные мощности вдлительном режиме работы.При пропуске поездов массой 10000, 11000, 12000 тонн трансформаторыработают на пределе, либо перегружаются.

Особо остро это происходит натяговых подстанциях Анисимовка, Фридман. Эти подстанции расположены покраям лимитирующего участка, при движении поезда ему приходитсяпреодолевать уклоны до 26 тысячных, это в свою очередь вызывает большоетокупотреблениелокомотивамиикакследствиеускоренныйизнособорудования подстанций и электроподвижного состава.Кроме выше перечисленных подстанций большая нагрузка от проходапоездов массой 12000 тон ложится на тяговую подстанцию Надеждинская.

Этаподстанция одна питает три межподстанционные зоны на трех направленияходна фидерная зона в сторону Уссурийска другая в сторону Владивостока итретье направление в сторону Находки. Кроме того на участке Уссурийск –Надеждинская происходит объединение грузопотока с нескольких портов, содной стороны это грузопоток в порты Находки с другой это грузопоток впорты Владивостока.

Все эти факты создают большую нагрузку на тяговыетрансформаторы и приводят к усиленному износу оборудования вызывая егопреждевременное старение и увеличивают вероятность выхода его из строя.Для обеспечения потребных мощностей и недопущения перегрузкитрансформатора в работе находятся два тяговых трансформатора. Такие мерыобеспечения регулярного обращения «условно» тяжелых поездов исключаютрезерв тягового трансформатора подстанции и снижают в целом надежностьработы тяговых подстанций и системы тягового электроснабжения в целом.Это создает необходимость в усиленииэлементов системы тяговогоэлектроснабжения, и принятия мер позволяющих повысить надежность работысистемы электроснабжения.333 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ИПРОВЕРКА ПО НАГРЕВАНИЮ3.1 Определение экономического сечения проводов контактной сетиСечение контактной сети в медном эквиваленте при алюминиевыхусиливающих проводах Sмэ определяется по формуле (3.1), мм2 :Sмэ  0,7 K э  В0,Kа(3.1)где K э – стоимость, электрической энергии, равна 2,61 руб./кВт∙ч [10]; B 0 –удельные годовые потери энергии на один километр данной фидерной зоныпри ее сопротивлении 1 Ом, кВт·ч/(Ом·км); K а – стоимость одной тонныалюминиевых проводов, 157 тыс.

руб. [11].Величина B 0 определяется по выражению (3.2), кВт∙ч/(Ом∙км):В0 где Wт–суточные365  Wт,rlпотериэлектроэнергии,(3.2)кВт∙ч;r–погонноесопротивление участка КС, Ом/км; l – длина фидерной зоны, км.Потери электроэнергии в контактной сети определяются сопротивлениемпроводов, интенсивностью движения, схемой питания контактных подвесок, идлинной межподстанционных зон.