Вукотич А.А. Антиплагиат (1213148), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Поэтому применяют двустороннюю схемупитания.При двусторонней схеме питания тяговой сети потери электроэнергии, есливектора напряжений на шинах тяговых подстанций ТП А и ТП B будут равны(рисунок 2.1), будут состоять из технологических икоммерческих потерь.36Рисунок 2.1 – Двусторонняя схема питания тяговой сети при: Zл, Zп, Zо – сопротивление левого, правого плечапитания и цепи отсоса тяговых подстанций 2Для такой схемы питания потери напряжения будут минимальны, а такжепотери электроэнергии меньше, чем у схемы с односторонним питаниемтяговой сети [18].Однако если в схеме двустороннего питания тяговой сети векторанапряжений не равны друг другу, появляется уравнительный ток(рисунок 2.2) [18]:,(2.5)где – комплексное сопротивление тяговой сети.Уравнительный ток, 16 протекающий в контуре тяговой сети, 16 создаетдополнительные потери в ней [23]:,(2.6)37где – активное сопротивление тяговой сети.Рисунок 2.2 – Двусторонняя схема питания тяговой сети при:I`i – ток в i-м участке тяговой сети с учетомуравнительного токаВ 2 связи с увеличением потребления электроэнергии на тягуэлектроподвижного состава, вследствие повышения объемов грузо- ипассажирооборота распространенная схема двустороннего питания тяговой сетииногда оказывается нерациональной, например, если разница напряжений нашинах смежных тяговых подстанций будет велика [18].
Таким образом, потериэнергии при двусторонней схеме питания могут оказаться больше из-заналичия уравнительного тока, чем при схеме одностороннего питания .Для контроля потребления электроэнергии электроподвижным составом придвижении по отдельному участку между смежными тяговыми подстанциямиразличных дистанций электроснабжения сотрудниками Дальневосточногогосударственного университета путей сообщения 1 была разработана системамониторинга электропотребления на тягу поездов [24].
2На рисунке 2.3 показан пример двухпутного участка электрифицированныхжелезных дорог переменного тока. 238 2Рисунок 2.3 – Схема системы мониторинга электропотребления на тягу поездов:1 – 2 датчик времени, t; 2 – датчик тока поезда, IЭПС; 3 – датчик напряженияпоезда, UЭПС; 4 – датчик местонахождения поезда, XЭПС, YЭПС; 5 – датчикитока и напряжения тяговых подстанций; 6 – блок анализа показателейэлектрической энергии; РП – радиопередатчик; П – приемник; ЛС – линиясвязи; ЦУЭ – центр учета электроэнергииНа подстанции i и i+1 находится тяговый трансформатор, соединенный сконтактной сетью четырьмя питающими фидерами, в которые подключеныдатчики тока и напряжения 5.
Эти датчики соединены с АИИСКУЭ ТП, котораяпроизводит учет электроэнергии на тяговой подстанции WТi и WТi+1. АИИСКУЭТП соединена с помощью линий связи с блоком анализа показателейэлектрической энергии 6, находящийся в центре учета электроэнергии. Также кэтому центру подключен приемник, на него поступают сигналы срадиопередатчиков электроподвижных составов. Эти сигналы содержатинформацию о времени t (от датчика времени 1), месте ХЭПС, YЭПС (от датчикаместонахождения 4), токе IЭПС (от датчика тока 2) и напряжении UЭПС (от39датчика напряжения 3) поезда.
Также радиопередатчик передает информациюоб электрической энергии, потребленной поездом, которая вычисляется в блокеАИИСКУЭ ЭПС.Таким образом, в блоке 6 выполняется:1) определение потребления электрической энергии Wэ.i,i+1 по участкумежподстанционной зоны подстанций i и i+1 для движения электроподвижногосостава;2) переключение устройства регулирования напряжения на основанииинформации об уровне напряжения в фидерах тяговой подстанции дономинального значения напряжения для обеспечения уровня напряжения наэлектроподвижном составе в пределах допустимого, что повышает возможностьдоставки грузов и пассажиров по утвержденным графикам движения поездов;3) 1 определение действительных значений электрической энергиидоставленной каждой дистанцией электроснабжения за счет нахождения долей,приходящихся на тяговые подстанции разных дистанций электроснабжения, чтоувеличивает контроль потребления электрической энергии электроподвижнымсоставом по отдельному участку.
На основании этого можно оценить состояниепути, которое важно для выполнения графика движения поездовэлектроподвижным составом.4) вычисление значений уравнительных токов в тяговой сети по измереннымзначениям электроэнергии тяговых подстанций WТi и WТi+1 и значениямпотребления электроэнергии Wэ.i,i+1 электроподвижным составом на отдельномучастке [24].Для повышения энергоэффективности работы и снижения потерьнапряжения системы тягового электроснабжения (СТЭ) необходимоиспользовать специальные методы.2.2 Методы снижения потерь электрической энергии в тяговой сетиСогласно Правилам технической эксплуатации железных дорог РФнапряжение на пантографах электроподвижного состава при переменном токе40должно составлять не менее 21 кВ и не более 29 кВ.
Исключение составляютслабозагруженные участки, где допускается уровень напряжения не менее 19 кВ[25].Для поддержания напряжения на токоприемнике в необходимом интервале,а также для снижения потерь электроэнергии рассмотрим самые популярныемероприятия на сегодняшний день (рисунок 2.4).Рисунок 2.4 – Мероприятия по повышению энергоэффективности системытягового электроснабжения1) 2 Включение на параллельную работу силовых трансформаторов 2 дляуменьшения сопротивления трансформаторов и повышение уровня напряженияна шинах тяговых подстанций [18].
1 Потери активной электроэнергии в «меди» 1снижаются при этом в два раза, а потери электроэнергии в «стали» возрастают вдва раза.Зачастую на тяговых подстанциях для питания ЭПС однофазнымпеременным током напряжением 27,5 кВ используют масляные трехфазныетрехобмоточные трансформаторы типа ТДТНЖ (трехфазный, с дутьевымохлаждением, трехобмоточный, с регулированием напряжения под нагрузкой,для железнодорожного транспорта) с 82 первичным напряжением 110 – 220 кВ имощностью 16 – 40 МВА.41Первичные обмотки таких трансформаторов соединяются в "звезду",нейтраль заземляется, вторичные на напряжение 27,5 и 10 (6) кВ — в"треугольник", 82 редко на напряжение 35 кВ — в "звезду". 82 Также могут бытьтрансформаторы типа ТДТНЖУ (У – с повышенной динамической стойкостьюпри коротких замыканиях). Тип трансформаторов, номинальная мощность,сочетания напряжений, схема и группа соединений обмоток трансформаторовуказаны в таблице 2.1 [26].Таблица 2.1 – Трехобмоточные трехфазные трансформаторы с регулированиемнапряжения под нагрузкойТиптрансформатораНоминальнаямощность,МВАНоминальноенапряжение, кВУсловное обозначениесхемы и группысоединения обмотокВН СН ННТДТНЖ-16000/110ТДТНЖУ-16000/11016 11527,56,6Ун/Д/Д-11-111138,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11 78ТДТНЖ-25000/110ТДТНЖУ-25000/11025 11527,56,6Ун/Д/Д-11-111138,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11 78ТДТНЖ-40000/110ТДТНЖУ-40000/11040 11527,56,6Ун/Д/Д-11-111138,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11Окончание 78 таблицы 2.1ТДТНЖ-16000/220ТДТНЖУ-16000/22016 23027,56,6Ун/Д/Д-11-111138,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11 78ТДТНЖ-25000/220ТДТНЖУ-25000/22025 230 27,56,6Ун/Д/Д-11-1111 784238,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11 78ТДТНЖ-40000/220ТДТНЖУ-40000/22040 23027,56,6Ун/Д/Д-11-111138,5 27,5 Ун/Ун/Д-0-11 78Для оперативных переключений силовых электрических сетейтрансформатора под нагрузкой в нормальных режимах и отключениянедопустимых токов нагрузки и короткого замыкания применяютсявысоковольтные выключатели [27].
Различают высоковольтные выключателигазовые (элегазовые, с другими газами или газовыми смесями), вакуумные,воздушные, масляные и электромагнитные. Ресурс по механической стойкостидля выключателя нормального исполнения должен быть не менее 2000 циклов«включение-пауза-отключение» и не менее 10000 циклов – для выключателей сповышенной механической стойкостью. Ресурс по коммутационной стойкостивыключателя при нагрузочных токах и токах короткого замыкания нормируетсяв технических условиях и эксплуатационных документах. Срок службывысоковольтного выключателя – не менее 30 лет [28].2) Применение в силовых трансформаторах устройств регулированиянапряжения под нагрузкой (РПН) для поддержания уровня напряжения втяговой обмотке путем изменения числа витков в обмотке высшего напряжения.На реконструируемых и только строящихся электрифицированных участкахжелезных дорог переменного тока тяговые трансформаторы должны бытьоборудованы устройствами регулирования напряжения под нагрузкой, а тяговыеподстанции должны иметь оборудование для автоматического регулированиянапряжения [17].По конструкции РПН бывают: РНО – однофазное РПН безтокоограничивающего элемента с изоляцией между фазами; РНТ – трехфазное 31РПН без токоограничивающего элемента; РНОР – однофазное 31 РПН с 3143токоограничивающим реактором с изоляцией между фазами; РНТР –трехфазное 31 РПН с токоограничивающим реактором; РНОА – 76 однофазное РПН стокоограничивающим резистором с изоляцией между фазами; РНТА –трехфазное 31 РПН с токоограничивающим резистором; PHTP-Y – трехфазное 31РПН с токоограничивающим реактором, с общей нулевой точкой; PHTA-Y –трехфазное 31 РПН с токоограничивающим резистором, с общей нулевой точкой.
31Далее в маркировке отмечают номинальное напряжение в кВ / номинальный токв А. После указывают конструктивные признаки: А – разрыв дуги в воздухе; В –разрыв дуги в вакууме; Г – разрыв дуги в газе (с давлением отличным отатмосферного); П – бездуговое переключение с применениемполупроводниковых приборов; ПП – плавное регулирование внутри ступени.Отсутствие обозначения конструктивного признака – разрыв дуги в масле [29]. 31По механической стойкости ресурс устройства РПН должен быть не меньше500 тысяч переключений при равномерной эксплуатации полного диапазонарегулирования напряжения. 31 По электрической износостойкости контактов 31ресурс устройств РПН, разрывающих ток при переключении, должен быть не 31меньше 100 тыс.
переключений при номинальном токе до 1000 А включительно;50 тыс. переключений – при номинальном токе свыше 1000 А [29]. 31До замены масла контактора количество переключений должно быть 50тысяч и больше. Устройства РПН имеют срок службы не менее 25 лет [29].3) Использование установок продольной и поперечной емкостнойкомпенсации.Для компенсации используются батареи конденсаторов (БК), синхронныекомпенсаторы (СК), реакторы, а также статические источники реактивноймощности (ИРМ). В качестве продольной и поперечной компенсацииприменяются батареи конденсаторов.Установка продольной компенсации (УПК) в тяговой сети применяется дляуменьшения реактивного сопротивления системы внешнего электроснабжения,тяговых трансформаторов на подстанции и контактной сети.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
