Влияние тяжеловесного движения на систему тягового электроснабжения (1192833), страница 5
Текст из файла (страница 5)
– Тарманчукан – Ядрин с 12 мин. до 10 мин.
В 2016 году введены в работу 2 УПК на тяговых подстанциях Ружино и Сибирцево. Осуществление данных мероприятий позволило снизить допустимый межпоездной интервал для движения поездов массой 6300 тонн в четном направлении на 3-х участках:
– Ружино – Свиягино с 19 мин. до 16 мин.,
– Дальнереченск-Ружино с 16 мин. до 12 мин.,
– Сибирцево-Уссурийск с 20 мин. до 16 мин [12].
В данной главе была рассмотрена краткая характеристика дальневосточной железной дороги, процедуры по ликвидации ограничений, обусловленных мощностью силового оборудования подстанций и нагревом проводов тяговой сети, опыт организации движения тяжеловесных, проведенные и запланированные мероприятия по ликвидации «Узких мест» в рамках программы развития дорог «Восточного полигона».
Перейдём к анализу работы системы тягового электроснабжения Хабаровской ЭЧ ДВЖД в условиях роста грузооборота.
-
ВЫБОР МЕСТА РАЗМЕЩЕНИЯ И МОЩНОСТИ СТАТИЧЕЧКОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИСТЕМЕ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 25 кВ
При анализе информации, полученной за время преддипломной практики можно сделать вывод, что при существующих на Хабаровской дистанции электроснабжения размерах движения и массе поездов уровень напряжения на токоприёмнике электроподвижного состава не достигает критических значений, и дополнительная установка устройств компенсация реактивной мощности не требуется. Но рост грузоперевозок по всей сети РЖД продолжает с каждым годом возрастать, поэтому применение КУ в качестве средства усиления системы тягового электроснабжения требует определенного внимания. В 2015 году для электрифицированных железных дорог вышел новый стандарт ОАО «РЖД» 07.022.2-2015 «Система тягового электроснабжения железной дороги переменного тока. Методика выбора мест размещения и мощности средств продольной и поперечной компенсации реактивной мощности» [13], согласно которому предлагается к внедрению новая расчётная методика.
Особенностью данного СТО является необходимость использования результатов расчёта параметров системы тягового электроснабжения из программы КОРТЭС. Программный комплекс КОРТЭС предназначен для решения на персональных ЭВМ в среде Windows 98/Me/2000/XP различных расчётных задач, связанных с выбором параметров, определением характеристик режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения и их отдельных элементов.
Среди основных возможностей, реализованных в КОРТЭС, можно отметить следующие:
– определение тяговой нагрузки с учётом рекуперации энергии, а также кратности тяги по отдельным перегонам участка;
– выполнение электрических расчётов на основе моделирования графика движения поездов различных категорий – скоростных, пассажирских, грузовых (в том числе повышенной массы), пригородных и др;
– расчёт схем питания фидерных зон от нескольких тяговых подстанций при наличии примыкающих участков;
– учёт реальной схемы подключения фидеров подстанций и постов секционирования к контактной сети при заданном расположении воздушных промежутков.
Комплекс КОРТЭС имеет гибкую структуру и включает в себя программные модули различного назначения, связанные общими базами данных и способами управления. Набор модулей может пополняться компонентами для решения специфических задач как в области проектирования систем электроснабжения, так и их эксплуатации.
Перейдём к выбору и анализу исходных данных для расчёта компенсирующих устройств.
-
Выбор и анализ исходных данных
Для рассмотрения возьмём Хабаровскую ЭЧ. Расчётный участок Икура-Бикин дальневосточной железной дороги включает в себя девять тяговых подстанций и восемь межподстанционных зон. Каждая межподстанционная зона расчётного участка включает в своём составе пост секционирования.
Для существующих размеров движения произведём производим расчёт нагрузки и пропускной способности системы 25 кВ. Для этого в главном видовом окне КОРТЭС выберем из списка в программу «KA_PN», предназначенную для расчёта нагрузки и пропускной способности системы 25 кВ (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Ввод расчётных данных
После ввода данных необходимо нажать «F8» (выполнить), в результате чего получается отчёт, из которого нужно выбираем необходимые данные (рисунок 4.2–4.6), которые далее используем для выбора наиболее проблемного участка.
Рисунок 4.2 – Основные характеристики рабочего режима участка Хабаровск-2 – Кругликово
Рисунок 4.3 – Нагрузки трансформаторов тяговых подстанций
Рисунок 4.4 – Минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов
Рисунок 4.5 – Расход и потери электроэнергии
В пример был приведен тяговый расчёт в программе КОРТЭС для межподстанционной зоны Хабаровск-2 – Кругликово. Пол аналогии производим расчет для всех остальных межподстанционных зон расчёт выполняется аналогичным образом и данные вносятся в таблицу 4.1.
В таблицу 4.1 записываем значения минимальных и средних за 3 минуты напряжений на токоприёмнике электроподвижного состава.
Таблица 4.1 – Минимальное напряжение на токоприёмнике электроподвижного состава
Межподстанционная зона | Путь | Напряжение, кВ | Ордината точки минимального напряжения на токоприёмнике электроподвижного состава, км | ||
Umin | U3мин | ||||
Икура - Ин | 1-й | 21,90 | 22,93 | 8393,91 | |
2-й | 21,94 | 22,92 | 8402,56 | ||
Ин - Волочаевка | 1-й | 22,48 | 22,68 | 8451,96 | |
2-й | 22,39 | 22,62 | 8457,06 | ||
Волочаевка – Хабаровск-2 | 1-й | 20,33 | 21,63 | 8501,88 | |
2-й | 20,38 | 21,73 | 8505,43 | ||
Хабаровск-2 - Кругликово | 1-й | 21,31 | 22,22 | 8556,16 | |
2-й | 21,54 | 22,24 | 8552,39 | ||
Кругликово - Дорминдонтовка | 1-й | 21,90 | 22,88 | 8591,08 | |
2-й | 21,93 | 22,84 | 8590,61 | ||
Дорминдонтовка - Аван | 1-й | 20,94 | 22,25 | 8637,45 | |
2-й | 20,86 | 22,19 | 8645,15 | ||
Аван - Розенгартовка | 1-й | 21,51 | 22,11 | 8692,58 | |
2-й | 21,61 | 22,23 | 8682,30 |
Окончание таблицы 4.1
Розенгартовка - Бикин | 1-й | 22,39 | 22,90 | 8723,64 |
2-й | 22,25 | 22,78 | 8728,63 |
1 – Икура-Ин; 2 – Ин-Волочаевка-1; 3 – Волочаевка-Хабаровск-2; 4 – Хабаровск-2-Кругликово; 5 – Кругликово-Дорминдонтовка; 6 – Дормидонтовка-Аван; 7 – Аван-Розенгартовка; 8 – Розенгартовка-Бикин
Рисунок 4.7 – Минимальное напряжение на токоприёмнике электроподвижного состава по межподстанционным зонам
1 – Икура-Ин; 2 – Ин-Волочаевка-1; 3 – Волочаевка-Хабаровск-2; 4 – Хабаровск-2-Кругликово; 5 – Кругликово-Дорминдонтовка; 6 – Дормидонтовка-Аван; 7 – Аван-Розенгартовка; 8 – Розенгартовка-Бикин
Рисунок 4.8 – Минимальное трёхминутное напряжение на токоприёмнике электроподвижного состава по межподстанционным зонам
Исходя из результатов расчёта показателей системы тягового электроснабжения, полученным в программе КОРТЭС (таблица 4.1 и рисунки 4.7 и 4.8), видно, что самым лимитирующим участком является Волочаевка–Хабаровск-2. Лимитирующими он является, потому как на этом участке самое минимальное напряжение из всех рассмотренных (Umin= 20,33 кВ, U3мин = 21,63 кВ). Согласно ПУСТЭ-97 [14] минимально допустимое напряжение на токоприёмнике электроподвижного состава U3мин = 21 кВ (среднее значение за три минуты) и минимально допустимое снижение напряжения (среднее значение за одну минуту) Umin= 19 кВ. С ростом нагрузок в тяговой сети напряжение на токоприемнике может снижаться до уровня 21 кВ и ниже. В результате уменьшается пропускная способность железной дороги.
Для повышения напряжения до нормированных значений КУ устанавливают на постах секционирования (ПС) и на тяговых подстанциях (ТП) систем электроснабжения 25 и 2×25 кВ.
Основное преимущество КУ на посту секционирования — эффективное снижение потерь напряжения и потерь мощности в контактной сети, что решает вопросы по увеличению пропускной способности участка железной дороги. Однако существенным ограничением включения КУ на посту секционирования (ПС) является необходимость постоянного обслуживания оборудования, связанная с низкой надежностью конденсаторов. Обычно ПС расположены вдали от оперативного персонала и ремонтных баз, что приводит к сложностям в обслуживании.
Поэтому с повышением надежности КУ, с применением современных схем и оборудования их привлекательность для включения на постах секционирования будет возрастать. Преимущество КУ на тяговой подстанции — более простые условия эксплуатации (по сравнению с КУ на постах секционирования), а значит, и меньшие затраты на обслуживание. Кроме того, в этом случае возможно более простое решение по компенсации реактивной мощности: достаточно включить одну установку на тяговой подстанции, а не две на ближайших постах секционирования. Важно, что КУ тяговой подстанции снижает несимметрию напряжения, и в связи с более стабильным напряжением на шинах 27,5 кВ (в сравнении с напряжением на ПС) генерируемая мощность ее больше на 20…30 %. КУ тяговой подстанции практически не отключается от повышенного напряжения, и зачастую нет необходимости в регулировании ее мощности. Указанные особенности эксплуатации КУ объясняют причины, по которым в настоящее время КУ устанавливаются в основном на тяговых подстанциях. Для тяговых подстанций повышение напряжения на шинах 27,5 кВ при включении КУ обычно не превышает 0,8…1,3 кВ. Таким образом, даже при снижении нагрузки до нуля напряжение на шинах подстанции не будет превышать допустимых значений: 27,5 кВ + (0,8…1,3) = 28,3…28,8 кВ — и, следовательно, КУ не будут аварийно отключаться от недопустимого высокого напряжения.