ПЗ Голованов (1204018), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Питание всех тяговых подстанций на участке осуществляется по двухцепным линиям электропередач (ЛЭП) 220 кВ, за исключением ТП Хабаровск – 2, получающей питание по двухцепной ЛЭП класса напряжения 110 кВ, от двух независимых источников питания: Хабаровской ТЭЦ-1 и
Приморской государственной районной электростанцией (ПГРЭС).
Тяговые подстанции Бикин, Розенгартовка, Волочаевка, Дормидонтовка являются транзитными, Хабаровск – 2 – тупиковой, Аван –опорной. Через транзитные тяговые подстанции осуществляется транзит электроэнергии для питания тяговой сети между опорными тяговыми подстанциями. Тяговые подстанции Бира, Икура, Ин, Кругликово относятся к классу промежуточных тяговых подстанций на ответвлениях, они питаются по двум воздушным линиям (ВЛ) [3].
Осуществление питания по двум ВЛ позволяет обеспечить высокую степень надежности работы СТЭ, так как при повреждении одной из питающих подстанцию линий и дальнейшем отключении поврежденного участка, подстанция будет питаться по другой ВЛ. Особое устройство опорной ТП позволяет , без перерыва в электроснабжении, отключить с помощью выключателей поврежденный участок ВЛ, при этом неповрежденные линии оставив в работе, таким образом обеспечивается надежное резервирование питания опорной подстанции [3].
2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА КОРТЭС ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
Устройства СТЭ должны надежно обеспечивать пропускную и провозную способность участка, в соответствии с существующим графиком движения поездов. Однако, пропуск поездов массами 6,5 тыс.т. и выше ведет к значительному увеличению токовых нагрузок на элементы тяговой сети. Существовавшие ранее методы расчетов СТЭ не могли учитывать специфику отдельных железнодорожных участков при пропуске поездов увеличенной массы.
Сотрудниками Всероссийского научно – исследовательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) на основе проведенных исследований был разработан пакет программ NORD, (работающий в операционной системе MS-DOS), предназначенный для выполнения тяговых и электрических расчётов СТЭ. В связи с необходимостью адаптировать программный пакет NORD для работы в более современных операционных системах, на его основе был разработан программный комплекс КОРТЭС.
В настоящее время программа КОРТЭС используется в ряде проектных организаций и на всей сети железных дорог [4].
Расчеты, выполненные в программном комплексе КОРТЭС, позволяют успешно решать задачи по выбору наиболее эффективных методов усиления СТЭ, с применением которых будут обеспечены нормируемые показатели по уровню напряжения в КС, температуре нагрева проводов КС и допустимым перегрузкам оборудования ТП. КОРТЭС позволяет моделировать различные условия работы СТЭ (наиболее близкие к реальным условиям), что в значительной мере облегчает задачу по производству расчетов СТЭ [5].
Привлечение компьютерных программных комплексов при дипломном проектировании позволяет выполнять большой объем исследований и выбрать необходимые мероприятия для повышения энергетической эффективности электрических железных дорог [6].
Рисунок 2.1 – Параметры, определяющие степень загрузки тяговой сети
Выполнение тяговых расчетов в программном комплексе КОРТЭС позволяет определить лимитирующие факторы пропускной способности МПЗ (межподстанционных зон), учитывая ряд параметров:
– токи фидеров подстанций;
– расход энергии по подстанциям;
– минимальное напряжение на токоприемнике локомотива;
– температуру нагрева проводов;
– коэффициент перегрузки трансформаторов.
Программный комплекс КОРТЭС предназначен для решения различных расчётных задач, связанных с выбором параметров, определением характеристик режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения и их отдельных элементов. 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 [4].
Для начала работы в КОРТЭС используется программа «KtMain». Она осуществляет взаимодействие между каталогами и типами данных, а также списками выполняемых задач. Существует два вида программных модулей: общего назначения и специальные. Модули специального назначения используются для управления базами данных устройств электроснабжения, их создания, обновления и редактирования. Модули общего назначения предназначены для редактирования параметров расчетных участков и выполнения необходимых расчетов. Каждый программный модуль в КОРТЭС
способен работать с файлами только своего расширения. Программа «KtMain» формирует список файлов в рабочем каталоге для каждого программного модуля отдельно [4].
Рисунок 2.2 – Окно программы KtMain
Расчеты в КОРТЭС выполняются на основе баз данных о продольном профиле пути и допустимых скоростях движения на участке, схемы тягового электроснабжения и графика движения поездов.
2.1 Анализ продольного профиля пути в программном модуле «Uchastk» комплекса КОРТЭС
Программный модуль Uchastk является составной частью комплекса КОРТЭС. Он предназначен для ввода и редактирования параметров рассматриваемых участков.
Рисунок 2.3 – Параметры расчетных участков
Продольный профиль пути рассматриваемого участка (четного направления) с существующими уклонами и ограничениями скорости представлен в приложении А .
Из рисунков А.1 – А.3 следует, что наиболее сложные условия для пропуска поездов увеличенной массы наблюдаются на участках с максимальными перепадами уклонов профиля пути, а также длинными подъемами и спусками. Участок Бира – Волочаевка не имеет значительных уклонов профиля пути, поэтому не будет рассматриваться в данном пункте.
Для проведения сравнительного анализа наиболее сложных условий для пропуска поездов увеличенной массы сведем данные о максимальных уклонах профиля пути и их длинах в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Характеристики межподстанционных зон с максимальными уклонами продольного профиля пути
| Наименование расчетной МПЗ | Длина МПЗ, км | Характеристика наиболее сложного участка на МПЗ | ||||
| Фактическая координата на профиле пути | Максимальный перепад уклонов, 0/00 | Длина сложного участка, км | % от общей длины МПЗ | |||
| Начало сложного участка | Конец сложного участка | |||||
| Волочаевка – Хабаровск–2 | 55,3 | 8515 | 8530,4 | 12,4; -12,8 | 15,4 | 22,75 |
| Хабаровск–2 – Кругликово | 46 | 8541,7 | 8553,5 | 13,5 | 11,8 | 24,3 |
| Кругликово – Дормидонтовка | 42,9 | 8591,3 | 8593,8 | -11,5 | 2,5 | 5,5 |
| Дормидонтовка – Аван | 42,3 | 8638,1 | 8645,8 | -10,5; 10,7 | 7,7 | 15,4 |
| Аван – Розенгартовка | 52,2 | 8675 | 8696,3 | 13,9; -11,2 | 21,3 | 36,9 |
| Розенгартовка – Бикин | 45,5 | 8728,5 | 8736,5 | 10,9 | 8 | 15,1 |
Данные таблицы 2.1 свидетельствуют о том, что на участке Волочаевка – Хабаровск – 2 сложность для пропуска поезда повышенной массы представляет участок длиной 15,4 км (11,76% от длины всей МПЗ) имеющий подъем и дальнейший спуск с уклонами профиля пути 12,40/00 и -12,80/00 соответственно.
На участке Хабаровск–2 – Кругликово затрудняет движение поезда наличие затяжного крутого подъема уклоном 13,50/00 и длиной 11,8 км.
Участок Аван – Розенгартовка характеризуется длинным затяжным подъемом с максимальным уклоном 13,9 0/00 и дальнейшим длинным спуском -11,20/00 . Общая протяженность сложного участка для движения поезда по перегону Аван – Розенгартовка составляет 21,3 км (36,9 % от длины всей МПЗ).
2.2 Выполнение тяговых расчетов в программном модуле «Trelk» комплекса КОРТЭС
Программный модуль «Trelk», входящий в структуру комплекса КОРТЭС, позволяет выполнять расчеты тяги для поездов, с электроподвижным составом (ЭПС) магистральных железных дорог постоянного и переменного тока.
В модуле «Trelk» предусмотрены специализированные расчеты (для определения параметров тяговой нагрузки) и расчеты общего назначения (которые могут использоваться для определения расходов электрической энергии, выбора массы состава, числа локомотивов для тяги и т.д.) [7].
Таблица 2.2 – Основные и дополнительные функции программы «Trelk», комплекса КОРТЭС
| Функции программного модуля «Trelk» | |
| Основные | Дополнительные |
| 1. Определение параметров тяговой нагрузки | 1. Управление видом и масштабом окна графиков результатов |
| 2. Задание продолжительности стоянок для охлаждения тяговых двигателей локомотивов | 2. Реализация различной интенсивности торможения поезда (в зависимости от вида локомотива: грузовой, пассажирский, электропоезд) |
| 3. Учет кратности тяги по отдельным перегонам участка | |
| 4. Учет среднего уклона профиля пути по всей длине поезда | 3. Возможность корректировки параметров движения поезда с использованием режимных карт |
| 5. Расчет движения и тяговой нагрузки ЭПС с учетом плавного регулирования силы тяги | |
Программа «Trelk» способна осуществить тяговый расчет для всех возможных вариантов исходных данных по категориям поездов (грузовые, пассажирские) и направлениям их движения (четное, нечетное).
Таблица 2.3 – Исходные данные к тяговым расчетам
| Параметр | Направление движения | |
| Нечетное | Четное | |
| Пункт отправления | Бикин | Бира |
| Пункт прибытия | Бира | Бикин |
| Категория поезда | Грузовой | |
| Тип локомотива | 2ЭС5К «Ермак» | |
| Число секций электропоезда | 1.5 | |
| Масса поезда, т | 2500 | 6300 |
| Начальная скорость, км/ч | Выбирается максимально допустимая скорость движения в начале участка | |
| Начальный нагрев обмоток двигателя, 0С; | 15 | |
| Коэффициент снижения сцепления | 1.0 | |
| Напряжение в контактной сети, В | 25000 | |
| Рекуперативное торможение | Не учитывается | |
Полученные зависимости токопотребления электроподвижного состава для рассматриваемых участков представлены в приложении Б.
Полученные в результате тяговых расчетов данные представим в виде таблиц 2.4 – 2.6.
Таблица 2.4 – Результаты тягового расчета для поезда нечетного направления
| Перегон | Длина, км | Время хода поезда, мин | Расход энергии, кВтч | Расход энергии, кВАч | |
| полное | под током | ||||
| Ф4 ТП Бикин – Ф1, Ф2 ТП Аван | 106,0 | 84,3 | 32,0 | 3605,0 | 4024,2 |
| Ф4 , Ф5 ТП Аван — Ф1, Ф2 ТП Волочаевка | 192,8 | 161,8 | 64,3 | 6272,6 | 7009,6 |
| Ф4, Ф5 ТП Волочаевка– Ф1, Ф2 ТП Бира | 170,4 | 141,3 | 92,1 | 4792,3 | 5362,7 |
Таблица 2.5 – Результаты тягового расчета для поезда четного направления
| Перегон | Длина, км | Время хода поезда, мин | Расход энергии, кВтч | Расход энергии, кВАч | |
| полное | под током | ||||
| Ф1, Ф2 ТП Бира – Ф4, Ф5 ТП Волочаевка | 170,4 | 166,9 | 118,8 | 6553,8 | 7322,3 |
| Ф1, Ф2 ТП Волочаевка — Ф4 , Ф5 ТП Аван | 192,8 | 165,0 | 91,2 | 12252,1 | 13572,9 |
| Ф1, Ф2 ТП Аван — Ф4 ТП Бикин | 106,0 | 92,5 | 42,8 | 7682,4 | 8510,7 |
Таблица 2.6 – Данные о поездках на участке Бира – Бикин
| Перегон | Бира – Волочаевка | Волочаевка – Аван | Аван – Бикин | |||
| Вес поезда, т | 2500 | 6300 | 2500 | 6300 | 2500 | 6300 |
| Путь | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| VТЕХ, техническая скорость, км/ч | 72,4 | 61,3 | 71,5 | 70,1 | 75,5 | 68,8 |
| I МАХ.ЭПС, максимальный ток поезда, А | 514 | 618 | 612 | 619 | 481 | 623 |
| TМАХ.Д, максимальный перегрев обмоток двигателя, 0С (доп. 130 0С) | 30 | 46 | 29 | 72 | 30 | 75 |
Представленные на рисунках 2.4 – 2.6 графические зависимости наглядно демонстрируют изменение технической скорости поезда, максимального тока ЭПС и максимального перегрева обмоток тяговых двигателей локомотива для рассматриваемых участков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
