Вукотич А.А. Антиплагиат (1213148), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При этом расчеты в комплексе выполняются при равных напряжениях нашинах смежных тяговых подстанций, что не позволяет оценить уравнительныетоки и дополнительные потери электроэнергии в тяговой сети.Расчет показателей работы СТЭ также может выполняться в программномкомплексе «Fazonord», разработанном в ИрГУПСе [46, 47]. Программныйкомплекс позволяет определять показатели работы СТЭ путем имитационногомоделирования работы объединенных систем внешнего и тяговогоэлектроснабжения переменного тока с учетом параметров 2 системы внешнегоэлектроснабжения ( 1 СВЭ) и СТЭ, а также организации движения поездов [47].
2Анализ электропотребления на тягу поездов создает возможность оценки 2потерь 3 электроэнергии в тяговой сети. В настоящее время решение даннойзадачи выполняется по показаниям счетчиков электрической энергии на тяговыхподстанциях и электроподвижном составе. 251В 2 главе рассмотрены структура и методы снижения потерь электроэнергии втяговой сети. Потери в тяговой сети включают в себя технологические потери,связанные с потерями в проводах тяговой сети, коммерческие потери, связанныес погрешностью системы учета электроэнергии, а также дополнительныепотери, которые появляются из-за протекания уравнительного тока принеравенстве напряжений на шинах смежных тяговых 2 подстанциях. На 2сегодняшний день для снижения потерь в тяговой сети чаще всего применяютследующие методы: включение трансформаторов на параллельную работусиловых трансформаторов, применение устройств регулирования напряженияпод нагрузкой в силовых трансформаторах, установок продольной и поперечнойемкостной компенсации, 1 автоматизированной информационно-измерительнойсистемы коммерческого учета электроэнергии на фидерах контактной сети ТП ина ЭПС, 1 выбор коэффициентов трансформации на тяговых подстанций, 1установка постов секционирования и пунктов параллельного соединения, а 2также секционирование шины поста секционирования.
2523. 2 СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЯГОВЫХТРАНСФОРМАТОРАХ3.1 Методика расчета потерь электрической энергии в тяговыхтрансформаторахВ тяговых трансформаторах предлагается определять потери мощности вактивных сопротивлениях фаз от токов обмоток высшего, тягового и районногонапряжения.Нагрузочные потери мощности в обмотках высшего напряжения тяговоготрансформатора определим по формуле, кВт:(3.1)где – ток обмоток высшего напряжения трансформатора, находятсяпо формуле (1.19), А; – активное сопротивление обмоток высшегонапряжения трансформатора, Ом.Нагрузочные потери мощности в обмотках тягового напряжения тяговоготрансформатора определим по формуле, кВт:(3.2)где – ток обмоток тягового напряжения трансформатора, находятсяпо формуле (1.20), А; – активное сопротивление обмоток тяговогонапряжения трансформатора, Ом.Нагрузочные потери мощности в обмотках районного напряжения тягового53трансформатора определим по формуле, кВт:(3.3)где – активное сопротивление обмоток районного напряжения тяговоготрансформатора, Ом.Определим интервал квантования моделирования мощности потерь повремени t таким образом, что мощность районной нагрузки и токи плеч можнопринять неизменными.
В данном случае мощности потерь при одномтрансформаторе для мгновенной схемы j определим по формуле:(3.4)где – потери холостого хода трансформатора, кВт.Потери мощности в двух тяговых трансформаторах для мгновенной схемы jопределим по формуле:(3.5)Количество мгновенных схем m за расчетные сутки (Т) определим поформуле:54(3.6)где Т – расчетные сутки, 1440 мин, – интервал квантования, мин.Для мгновенных схем j, (j=1...m) получим график потерь мощности поформулам (3.4) и (3.5) при одном и двух подключенных трансформаторах.
Пополученным графикам потерь мощности при одном и двух тяговыхтрансформаторах определим потери электрической энергии.Потери электрической энергии при одном тяговом трансформаторе для mмгновенных схем определим по формуле:(3.7)Потери электрической энергии при двух тяговых трансформаторах для mмгновенных схем определим по формуле:(3.8)Для питания тяговых и районных нагрузок без переключения количестватрансформаторов в течение суток по потерям электрической энергиипринимается число трансформаторов с наименьшими потерями.Наиболее полное снижение потерь электрической энергии получим наоснове анализа интервалов времени, при которых потери электрической энергиипри включении одного или двух тяговых трансформаторов будут минимальны.Интервальное регулирование потерь электрической энергии выполняется пографику перехода к одному или двум включенным тяговым трансформаторам.Выбор интервалов переключения числа трансформаторов по потерямэлектрической энергии выполняется с учетом дополнительных затрат на55коммутацию переключений [20].3.2 Алгоритм расчета потерь электрической энергии при одном и двухтрансформаторахОдним из основных направлений Энергетической стратегией холдинга ОАО«РЖД» является повышение спроса на российское оборудование и материалыдля топливно-энергетического комплекса, а также повышение показателейэнергетической эффективности.
Для этого необходимо улучшать структурууправления потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) с помощьюиспользования современных информационных технологий, созданияэффективных автоматизированных систем учета, программ управления иалгоритмов, обеспечивающих нормирование и мониторинг потребленияТЭР [1].Алгоритм – это понятное и точное предписание исполнителю при заданныхначальных данных выполнить конечную последовательность команд,приводящую к искомому результату.Выделяют четыре основных вида алгоритмов:1) линейный – алгоритм, содержащий структуру следования (действиярасположены друг за другом);2) разветвляющийся – алгоритм, содержащий структуру ветвления (отусловия зависит выбор действия). Имеет ключевые слова если...то...иначе...;при ...(в значении если...);3) циклический – алгоритм, содержащий структуру цикла (повтор действий).Имеет ключевые слова от...до...; ...раз; пока...; если...(в значении пока);4) комбинированный – алгоритм, содержащий несколько структур.По правилам выполнения согласно [48] составим алгоритм расчета потерьмощности и энергии в тяговых трансформаторах.
Алгоритм расчета потерьмощности и энергии в тяговых трансформаторах показан на рисунке 3.1, асодержание блоков приведено в таблице 3.1.56Таблица 3.1 – Содержание блоков алгоритма расчета потерь мощности иэнергии в тяговых трансформаторахНомерблокаНазвание блока Содержание1 Ввод данныхЧисло трансформаторов, Sн1, Sн2, схемысоединения обмоток, UнВ, UнТ, UнР, PВ-Т, PВ-Р, PТ-Р,Pхх, IнВ, IнТ, IнР, φр(j), DАХ(j), DBY(j), DCZ(j), Т,, Iп(j),φп(j), Dп(j), Iл(j), φл(j), Dл(j), φл(j), P(j), Q(j)2 m=T/ Расчет количества мгновенных схем3 nВ-P, nВ-Т Расчет коэффициентов трансформации4 RT, RP, RBРасчет активных сопротивлений обмоток тяговоготрансформатора5 j=1 Первая мгновенная схема6 Iах(j), Iby(j), Icz(j) Расчет токов в обмотках тягового напряжения7 IахР(j), IbyР(j), IczР(j) Расчет токов в обмотках районного напряжения8 IАХ(j), IBY(j), ICZ(j) Расчет токов в обмотках высшего напряжения9 Расчет потерь мощности в 2 одном трансформаторе10 Расчет потерь мощности в 2 двух трансформаторах11 Разность потерь между и12 j=m Проверка рассмотрения всех мгновенных схем13 j=j+1 Переход к очередной мгновенной схеме14Расчет потерь электрической энергии в 13 одномтрансформаторе15Расчет потерь электрической энергии в 13 двухтрансформаторах16 >Выбор числа трансформаторов с минимальнымипотерями электрической17 2 трансформ.Выбор двух параллельно работающихтрансформаторов18 1 трансформ.
Выбор одного работающего трансформатора19,,,,,График потерь мощности и потериэлектроэнергиипри одном и двух трансформаторах57Рисунок 3.1 – Блок-схема алгоритма расчета потерь мощностии энергии в тяговых трансформаторах58Блок ввода данных содержит:1) T – расчетные сутки с порядковым номером (n), Т=1440 мин;2) – интервал квантования время моделирования, мин;3) m – число мгновенных схем за расчетный интервал;4) – вектор тока правого (п), левого (л) плеч питания мгновеннойсхемы j, А;5) – активная мощность районной нагрузки подстанции мгновеннойсхемы j, кВт;6) – реактивная мощность районной нагрузки подстанции мгновеннойсхемы j, кВар;7) j – порядковый номер мгновенной схемы;8) Sн – полная мощность тягового трансформатора, кВА;9) – номинальное напряжение обмоток высшего напряжения тяговоготрансформатора, кВ;10) – номинальное напряжение обмоток тягового напряжения тяговоготрансформатора, кВ;11) – номинальное напряжение обмоток районного напряжениятягового трансформатора, кВ;12) – потери короткого замыкания 5 обмоток, кВт;13) – потери холостого хода, 20 кВт;14) – 118 номинальные токи обмоток высшего, тягового ирайонного, А;15) схемы соединения обмоток тягового трансформатора: Y – звезда; Δ –треугольник.По результатам расчета строится график потерь мощности при одном и двухтрансформаторах в течение суток, а также график разности потерь мощностипри одном и двух трансформаторах, по которому видно, сколько59трансформаторов (один или два) необходимо включить для снижения потерьэлектрической энергии.3.2 Алгоритм определения интервалов времени регулирования и потерьэлектрической энергии 71Интервальное регулирование потерь электрической энергии в 71 силовыхтрансформаторах выполняется по графику перехода к одному или двумвключенным в работу трансформаторам коммутационными аппаратами.Алгоритм определения интервала времени рациональной работы одного илидвух трансформаторов показан на рисунке 3.2, а содержание блоков приведено втаблице 3.2.Таблица 3.2 – Содержание блоков алгоритма определения интервалов времениНомера блоковНазваниеблоковСодержание1 Ввод данныхПотери мощности и разность потерь мощности водном и двух трансформаторах мгновенных схем,число мгновенных схем2, 10, 11, 24, 25 j=1 Выбор порядкового номера мгновенной схемы3, 14, 15, 28, 29 P1 >0Сравнение потерь мощности мгновенной схемы j приодном и двух трансформаторах4, 5, 18, 19 i=1 Выбор порядкового номера интервала времени6, 7, 20, 21P1i=P1i+P2i=P2i+Расчет потерь мощности в интервале при одном идвух трансформаторах8, 9, 22, 23 ni=ni+1 Расчет числа мгновенных схем в интервале10, 11, 24, 25 j=j+1 Переход к очередной мгновенной схеме12, 13, 26, 27 j>m Проверка рассмотрения всех мгновенных схем14, 15, 28, 29 Pj>0Оценка разности потерь мощности мгновеннойсхемы16, 17, 30Расчет средних потерь мощностей и числамгновенных схем в интервале времени31 W1i, W2i, niВывод числа интервалов, потери электрическойэнергии при одном и двух трансформаторах60Рисунок 3.2 – Блок-схема алгоритма определения интервалов времени61Рисунок 3.3 – Графики средних потерь мощности поколичеству коммутаций (N) при одном и двухтрансформаторах и их разностиТаблица 3.3 – Количество интервалов по времени62Интервал Средние потери мощности Разность средних потерьNo Время1 tк12 tк2----j tкj----n tкnСредние потери мощности при одном тяговом трансформаторе в первоминтервале:(3.9)где – потери мощности мгновенной схемы j при одном тяговомтрансформаторе.Средние потери мощности при двух тяговых трансформаторах в первоминтервале:(3.10)где – потери мощности мгновенной схемы j при двух тяговыхтрансформаторах.Разность средних потерь мощности интервала:(3.11)где – средние потери мощности при одном тяговом трансформаторе в n63интервалах; – средние потери мощности при двух тяговыхтрансформаторах в n интервалах.Время интервала i:(3.12)где – число мгновенных схем в интервале i.Потери электрической энергии при одном в работе тяговом трансформаторев интервале i:(3.13)Потери электрической энергии при двух в работе тяговых трансформаторахв интервале i:(3.14)Потери электрической энергии в интервалах:(3.15)Критерий переключения по ресурсу коммутации:(3.16)где – предельно допустимые потери электрической энергии в интервале.По результатам расчета интервалов времени, в которых показаны потери64электрической энергии при одном или двух силовых трансформаторах,определяется график включения в работу числа трансформаторов на тяговойподстанции в интервале по минимальным потерям электрической энергии.Продолжительность интервала времени для переключения тяговыхтрансформаторов может оказаться не эффективным по коммутационнойспособности аппаратов.
Интервалы времени объединяются по минимальнымпотерям электрической энергии для включения одного или двух тяговыхтрансформаторов.Произведем расчет потерь электрической энергии по предложеннымалгоритмам в программе.3.4 Программа выбора числа трансформаторов по минимальнымпотерям электрической энергииПрограмму выбора числа трансформаторов по минимальным потерямэлектрической энергии можно выполнить в такой программной среде какMS Excel, так и Mathcad.Программный продукт Excel, разработанный фирмой Microsoft, являетсяпопулярным средством для работы с электронными таблицами.Функциональные возможности и вычислительные средства Excel позволяютрешать многие инженерные и экономические задачи, представляя данные нетолько в табличном, но и в графическом виде [49]. 93 Основные возможностиэлектронных таблиц: проведение однотипных сложных расчётов над большиминаборами данных; автоматизация итоговых вычислений; решение задач путёмподбора значений параметров; обработка (статистический анализ) результатовэкспериментов; проведение поиска оптимальных значений параметров(решение оптимизационных задач); подготовка табличных документов;построение диаграмм (в том числе и сводных) по имеющимся данным; созданиеи анализ баз данных (списков).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
