ПЗ_Тасун_К.Н._230505 (Усиление элементов системы тягового электроснабжения Восточного полигона Транссиба в условиях роста грузооборота 23 двгпс), страница 8

Длядвухпутныхучастковэтотграфиквкаждомнаправлениидвиженияпредставляет собой поток с равномерным распределением поездов в общемслучае наибольшей и средней массы (рисунок 5.3).L, кмJt, мин0Рисунок 5.3 - Параллельный график движения поездов63На графике по горизонтали – t мин, время следования поездов по участку; Lкм, длина участка; J мин, межпоездной интервал.Определим допустимые межпоездные интервалы предлагаемой СТЭ 27,5 кВс ЭУП участка Уссурийск – Надеждинская при пропуске поездов массой 12000т. и участка Надеждинская – Анисимовка при пропуске поездов массой 9000тон пакетами, результаты сведем в таблицы 5.5 – 5.6.Таблица 5.5 – Допустимые межпоездные интервалы предлагаемой СТЭНаименованиеЗначение интервала, мин, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ровУссурийск НадеждинскаяНадеждинская СмоляниновоСмоляниново АнисимовкаНадеждинская –Анисимовканапряжениемв конт.

сетинагревомРезультирующеепроводовзначениеконт. сети1717717171761718136181817618Таблица 5.6 – Наличная пропускная способность предлагаемой системытягового электроснабжения 27,5 кВ с ЭУП участка Уссурийск – АнисимовкаЧисло грузовых поездовНаименованиесутки, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ров1Уссурийск Надеждинская(неч. / чёт.)напряжениемв конт. сетинагревомпроводоввРезультирующеезначениеконт.

сети234578/7878/78188/18878/7864Окончание таблицы 5.61Надеждинская СмоляниновоСмоляниново –АнисимовкаНадеждинская Анисимовка234578/7878/78220/22078/7873/73101/101220/22073/7373/7378/78188/18873/73Из расчётов наличной пропускной способности предлагаемой системытягового электроснабжения с ЭУП 27,5 кВ следует, что участок Уссурийск –Надеждинская при заданных размерах движения, способен пропускать 78 парпоездов в сутки в чётном направлении весом 12000 тон и составы массой 2400тон в нечетном направлении.Участок Надеждинская – Анисимовкаспособен пропустить 73 парыпоездов в сутки с интервалом 18 минут.

Ограничивающим фактором являетсяперегрузка тяговых трансформаторов, а также уровень напряжения вконтактной сети. Выполним аналогичный расчет участка включив в работу всетяговые трансформаторы результаты расчета запишем в таблицы 5.7 – 5.8.Таблица 5.7 – Минимальные межпоездные интервалы предлагаемой СТЭ 27,5кВ с ЭУП и параллельной работой тяговых трансформаторовНаименованиеЗначение интервала, мин, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ров1Уссурийск Надеждинскаянапряжениемв конт. сетинагревомРезультирующеепроводовзначениеконт. сети234591171165Окончание таблицы 5.7123456971210106101012712Надеждинская СмоляниновоСмоляниново АнисимовкаНадеждинская –АнисимовкаТаблица 5.8 – Наличная пропускная способность предлагаемой СТЭ 27,5 кВ сЭУП и параллельной работой тяговых трансформаторовЧисло грузовых поездовНаименованиесутки, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ровУссурийск НадеждинскаяНадеждинская СмоляниновоСмоляниново АнисимовкаНадеждинская Анисимовка(неч.

/ чёт.)напряжениемв конт. сетинагревомпроводоввРезультирующеезначениеконт. сети147/147120/120188/188120/120220/220147/147188/188147/147132/132132/132220/220132/132132/132132/132188/188132/132Из расчета видно что участок Уссурийск – Надеждинская при усилении егосистемой ЭУП и включением в работу двух тяговых трансформаторов на ТПспособен пропускать до 120 пар тяжеловесных поездов в сутки, а участокНадеждинская – Анисимовка при массе поезда 9000 тон способен пропустить132 пары поездов в сутки.66Выполним также расчет участка Уссурийск - Анисимовка в случае заменынесущего троса ПБСМ-70 на трос большего сечения. Результаты расчетов дляконтактной подвески с тросом ПБСМ-95 и М-95 сведем в таблицы 5.9 – 5.12.Таблица 5.9 – Допустимые межпоездные интервалы СТЭ 27,5 кВ с несущимтросом ПБСМ-95, и параллельной работой тяговых трансформаторовНаименованиеЗначение интервала, мин, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ровУссурийск -Анисимовказначениеконт.

сети711696910106101010610СмоляниновоНадеждинская -проводов11Надеждинская -Анисимовкав конт. сетиРезультирующее9НадеждинскаяСмоляниново -напряжениемнагревомТаблица 5.10 – Пропускная способность предлагаемой СТЭ 27,5 кВ с несущимтросом ПБСМ-95 и параллельной работой тяговых трансформаторовЧисло грузовых поездовНаименованиесутки, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ров1Уссурийск НадеждинскаяНадеждинская Смоляниново(неч.

/ чёт.)напряжениемв конт. сетинагревомпроводоввРезультирующеезначениеконт. сети2345147/147120/120188/188120/120220/220147/147220/220147/14767Окончание таблицы 5.101Смоляниново АнисимовкаНадеждинская Анисимовка2345132/132132/132220/220132/132132/132132/132220/220132/132В таблицах 5.11 и 5.12 приведены данные расчета участка Уссурийск –Анисимовка при пропуске тяжеловесных поездов массой 12000 тон, на нембыла произведена замена несущего троса ПБСМ-70 на трос марки М-95 припараллельной работе тяговых трансформаторов на всех подстанциях питающихрасчетный участок.Таблица 5.11 – Допустимые межпоездные интервалы предлагаемой СТЭ 27,5кВ с несущим тросом М-95, и параллельной работой тяговых трансформаторовНаименованиеЗначение интервала, мин, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ровУссурийск НадеждинскаяНадеждинская СмоляниновоСмоляниново АнисимовкаНадеждинская Анисимовканапряжениемв конт.

сетинагревомРезультирующеепроводовзначениеконт. сети910610796910961010961068Таблица 5.12 – Пропускная способность СТЭ 27,5 кВ с несущим тросом М-95участка Уссурийск – АнисимовкаЧисло грузовых поездовНаименованиесутки, ограниченноемежподстанционноймощностьюзоныпонижающихтр-ровУссурийск НадеждинскаяНадеждинская СмоляниновоСмоляниново –АнисимовкаНадеждинская АнисимовкаИзпроизведенныхзначительное(неч.

/ чёт.)внагревомнапряжениемпроводовв конт. сетиРезультирующеезначениеконт. сети147/147132/132220/220132/132188/188147/147220/220147/147132/132147/147220/220132/132132/132147/147220/220132/132чтоприменениеЭУПипровознойрасчетовувеличениеследуетпропускнойдаетспособностирассматриваемого участка. Замена несущего троса ПБСМ-70 на трос большегосечения ПБСМ-95 не дает увеличения грузопотока, лишь незначительноувеличивает уровень напряжения.

При применении несущего троса М-95 научастке Уссурийск – Надеждинская межпоездной интервал сокращаеться с 11до 10 минут, а на участке Надеждинская – Анисимовка до 9, такжеувеличивается уровень напряжения.Согласно расчётам наличной пропускной способности участка Уссурийск –Анисимовка действующей системы тягового электроснабжения 27,5 кВдопустимый межпоездной интервал составляет 24 минуты, ограничивающимфактором при этом является напряжение в контактной сети, и мощностьтяговыхтрансформаторов.трансформаторовнаПритяговыхвводесистемыподстанцияхнаЭУПивключениипараллельнуюработу,допустимый межпоездной интервал составит 11 минут. При замене несущего69троса ПБСМ-70 на трос марки М-95 межпоездной интервал попутногоследования на участке Уссурийск – Анисимовка сокращается до 10 минут.Вывод следующий применение системы ЭУП позволяет увеличитьпропускную способность, уменьшить время попутного следования.Режим напряжения является удовлетворительным, если на токоприёмникелюбого поезда наименьшее среднее напряжение за заданный период 1 или 3минуты не ниже допустимого по ПУСТЭ-97 значения 21 кВ [1].В условиях пропуска тяжеловесных поездов по участку Уссурийск –Надеждинская с межпоездным интервалом 11 минут при использованиисистемы ЭУП наименьшее среднее напряжение на токоприемниках поездов припроследовании ими лимитирующего блок-участку составляет Uмин=21,29 кВ.U=29 кВ18,15U, кВ21,29U=21 кВ25,00U=19 кВ20,0015,0010,005,000,001без ЭУП (U=18,15)2С ЭУП (U=21,29)Рис 5.4 Уровень напряжения на токоприемнике электровозас усилением и без усиления системы тягового электроснабженияАнализируя расчет с применением ЭУП на участке Уссурийск –Анисимовка, можно сделать следующие выводы:70- потери в тяговой сети уменьшились до 4,3 % (38229 кВт ч), а без ЭУП онисоставляли 7,8 % (66851кВт ч);- минимальное напряжение на токоприемнике локомотива составляет 21кВ,а без ЭУП 18,15 кВ, что является ниже допустимого значения;- нагрев проводов контактной подвески составляет 53˚С, в отсасывающихлиниях 76˚С, без ЭУП нагрев проводов контактной подвески составляет 101 ˚С,а в отсасывающей линии 77 ˚С, что является выше допустимого значения.Зависимости уровня напряжения, потерь энергии, нагрева проводовконтактной сети и отсасывающей линии для различных вариантов контактнойподвески представлены на чертеже ДП 230505 021 007.5.2 Применение выносных питающих фидеров на тяговых подстанцияхВыносныефидераявляютсяэффективнымспособомповышениянапряжения в КС.

Обычно фидер соединяет шины тяговой подстанции с КПсразу за нейтральной вставкой. В этом случае смежные ТП параллельно питаютКП, и наибольшие потери при двустороннем питании будут на пантографеэлектровоза примерно в середине межподстанционной зоны (рисунок 5.5).АUксБΔULРисунок 5.5 – Схема подключения линейных фидеров71Однако подключать фидер к контактной сети можно на некоторыхрасстояниях от нейтральной вставки (рисунок 5.6). При этом зона питанияделиться на три части: участок 1 и 3 питаются ВПФ соответственно по схемеодностороннего питания, участок 2 питается по схеме двустороннего питания.В этой схеме наибольшие потери определяются длинной участка 2.БА123UксLРисунок 5.6 Схема питания межподстанционной зоныот выносных питающих фидеровВ такой схеме снижение потерь и мощности могут достигать 50-70% посравнению с обычной схемой, а длины ВПФ составляют 25% длинымежподстанционной зоны.Снижение потерь в схеме с ВПФ обеспечивается лишь при выполненииусловия: сопротивление ВПФ должно быть меньше сопротивления КП, так какпри увеличении длины фидера потери в нём возрастают.

При увеличении длиныВПФ потери напряжения на участках 1 и 3 растут, а на участке 2 снижаются.В действительности длина ВПФ выбирается с учётом следующихособенностей:1) необходимо учитывать реальный профиль участка. От характераизменения поездных токов зависит величина потерь напряжения;722) длины ВПФ 1 и ВПФ 2 не обязательно выбираются равными. Изменяядлину ВПФ 1 и ВПФ 2, можно изменить и долю тока, потребляемогосоответственно от тяговой подстанции А и Б.Токи фидеров при условии, что все нагрузки находятся на участкедвустороннего питания (участок 2 на рисунке5.6) с учётом сопротивленияфидеров формула примет вид [3]:IA m1 m1'IZI j  z'тс  L jБ  zф'  L jА , (5.1)jjБ'''ZAБ j1zф  LфА  LфБ  z тс  LАБ j1m1 m1'IБ  '   I j  Z jА  '  I j  z'тс  L jА  zф'  L jБ , (5.2)'ZAБ j1zф  LфА  LфБ  z тс  LАБ j1где LфА , LфБ - длины фидеров тяговых подстанций А и Б; L АБ – расстояниемежду точками подключения выносных фидеровтяговых подстанций А и Б;L jА , L jБ - расстояние от j-го поезда до точки подключения выносногофидератяговой подстанции А или Б; z ф' - сопротивление 1км фидера, Ом/км;z 'тс - сопротивление 1км тяговой сети, Ом/км.При наличии поездов на участке с консольным питание (участок 1 рисунок5.6) появляется вторая составляющая тока фидера подстанции А, а при наличиипоездов на участке 3 – вторая составляющая тока фидеров подстанции Б1 mIA   In  '   I j  Z'jБ ZАБ j1уч.1  In уч.1zф'  LфАm1 I j  z'тс  L jБ  zф'  LфБ' LфБ  z тс  LАБ j173,(5.3)IБ   In уч.3  In уч.31 m  I j  Z'jА 'ZАБ j1m1I j  z 'тс  L jА  zф'  LфА''zф  LфА  LфБ  z тс  LАБ j1,(5.4)где I n - токи поездов, расположенных на участках консольного питания 1 и 3(рисунок 5.6); I j - ток поездов, расположенных на участках двухстороннегопитания – участке 2.3) Длина ВПФ определяется типом фидера и его сопротивлением.Фидеры тяговых подстанций обычно выполняются проводами типа А-185 и,реже, М-95 [12].Выполним расчет минимального уровня напряжения на токоприемникеэлектровоза в зависимости от длины ВПФ для действующей контактнойподвески и для случая ее усиления системой УЭП.