Черуканов А.С. 652 гр. ВКР (1217170), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

цепной подвески

Рисунок 4.2 – Схема подвешивания проводов одинарной

цепной подвески

Наиболее экономичным с точки зрения сложности производимых по замене несущего троса работ, является вариант использования троса М-95 в качестве второго несущего – усиливающего троса. В этом случае используют двойное седло (рисунок 4.4), в которое укладываются тросы новый несущий трос М-120 и выведенный из эксплуатации трос М-95. Таким образом нагрузка по поддержке контактной подвески распределяется между двумя тросами, что, в свою очередь, ведёт к уменьшению износа от натяжения. Это значит, что надёжность несущего троса, как структурного элемента контактной сети, возрастает, а в перспективе это приведёт к уменьшению обрывов на Ружинской дистанции электроснабжения. К тому же, данный вариант также более других располагает к увеличению грузооборота путём использования поездов повышенной массы и длины. Однако, стоит учесть, что использование данного варианта усиления контактной сети возможно лишь при неизолированных консолях.

Рисунок 4.4 – Седло двойное под

пестик КС-011

В статье, посвящённой оценке вариантов повторного использования выведенного из эксплуатации несущего троса [18], опубликованной в ДВГУПС, проводилось сравнение представленных выше способов посредством анализа достаточности несущей способности опорных и поддерживающих конструкций, увеличения электрической проводимости контактной сети и обеспечения достаточной безопасности при работе, а также сложности перемонтажа и эксплуатации.

В ходе расчётов, проведённых авторами статьи, было выявлено, что ресурса даже наименее мощных опор выдержат нагрузку от контактной подвески, модернизированной всеми вышеперечисленными способами. Следовательно, ресурса поддерживающих конструкций будет обеспечено.

Также, в статье [18] проводился расчёт наведённых потенциалов на контактную подвеску соседнего пути. Было выяснено, что применение троса М‑95 в качестве усиливающего, независимо от того, с полевой стороны он подвешен или в двойном седле, повышает величину наведённых потенциалов на соседние линии. А использование провода М-95 в качестве экранирующего – напротив, в значительной мере снижает это влияние.

Этот факт следует учитывать в том случае, если в непосредственной близости от контактной подвески находятся попутные линии связи. Если такие линии имеют место быть, то следует прибегнуть к использованию М-95 в качестве экранирующего.

Особое внимание стоит уделить сложности перемонтажа контактной подвески. Такие работы относятся к капитальному ремонту контактной сети, поэтому требуют определения объёма работ, составления их плана, и составления перечня необходимых материалов. Также приходится проводить основательные работы по подготовке участка выбранного для замены участка. В число таких мероприятий входят: определение специфики расположения анкерного участка, кривых участков пути, типов опорных и поддерживающих конструкций.

С точки зрения затрат на перемонтаж самым экономически выгодным является способ использования троса М-95 как второго несущего - усиливающего провода (в двойное седло). С учётом огромных объёмов работ, которые влечёт за собой замена несущего троса на М-120, возможность повторного использования выведенного из эксплуатации М-95 сама по себе является решением, направленным на экономию денежных затрат, попутно с усилением контактной сети. Получение при этом положительного эффекта является приоритетом [18].

В результате анализа приведённых вариантов усиления контактной сети было выявлено, что наиболее рациональным является вариант, предполагающий повторное использование выведенного при замене несущего троса провода М-95 в качестве второго несущего – усиливающего с использованием двойного седла.

2) Моделирование изменения схемы 25 кВ в программном комплексе КОРТЭС.

С помощью метода тренда были спрогнозированы значения грузооборота на 5, 10 и 15 лет вперёд. Для 2031 г. грузооборот на участке Бурлит – Спасск Дальний составит 183 млн. т-км. Посредством комплекса расчётов тягового электроснабжения (КОРТЭС) на основе данных о работе Ружинской дистанции электроснабжения была построена модель данного участка с графиком движения поездов, обеспечивающих спрогнозированный грузооборот.

Создание модели участка в КОРТЭС начинается с указания параметров этого участка. Для данной процедуры используется модуль Uchastk. К параметрам, необходимым для создания модели, относятся: количество главных путей, наименования и координаты расположения раздельных пунктов, продольный профиль, скоростные ограничения и так далее. Одним из результатов работы данного модуля является изображение профиля пути, показанное на рисунке 1.2. Большой каталог проводов, типов рельс и контактной подвески позволяют комбинировать имеющиеся в базе данных комплекса устройства для создания большой числа вариаций.

Для исследования участка и разработки вариантов изменения схемы использовалась программа KA_PN комплекса КОРТЭС. Данная программа представляет собой модуль для расчёта тяговых нагрузок и пропускной способности участка. Расчёты рабочих режимов производятся как по мгновенной схеме, так и по заданным графикам поездов. Имеется возможность расчёта для летнего и зимнего периода с указанием средней температуры окружающей среды. В данной программе также предусмотрено автоматическое создание отчётов после каждого расчёта в виде документа Microsoft Word. Рабочее окно, в котором выводится отчёт, представлено на рисунке 4.7. Переключаясь между вкладками справа можно увидеть более подробный поэлементный отчёт. Для анализа работоспособности каждого из предлагаемых в данном подразделе мероприятий использовался Красным цветом и знаком * обозначены значения, выходящие за рамки максимально допустимых.

Для создания графиков движения поездов использовалась программа KGrafDv, также входящая в состав комплекса КОРТЭС. Данный модуль позволяет создавать графики совместно с данными тяговой нагрузки. При построении графика используются следующие данные: список разделительных пунктов, продолжительность стоянок на каждой станции, значения интервалов на перегонах. Файл графика после расчёта содержит данные о каждом пути со временем прибытия и отправления для каждого поезда со всех станций, указанных в исходных данных. При отсутствии конфликтных ситуаций (таких, как пересечения ниток на перегонах) график считается корректным и используется для дальнейших расчётов.

Ещё одним важным компонентов комплекса КОРТЭС является модуль KAUbas. Он позволяет создавать и редактировать схемы, которые используются при электрических расчётах. Именно посредством данного модуля и были проработаны все варианты усиления контактной сети, которые подразумевают изменение схемы питания.

На основании построенной модели в программе KA_PN комплекса КОРТЭС были проведены расчёты нагрузок и пропускной способности системы 27,5 кВ для данного участка в летний период (температура воздуха 40°С). Главное меню комплекса изображено на рисунке 4.5, а стартовое окно компонента KA_PN – на рисунке 4.6. Результаты расчётов представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты расчёта нагрузок и пропускной способности участка Бурлит – Спасск Дальний.

В таблице 4.1 символом * обозначены величины, выходящие за рамки предельно допустимых значений. Следовательно, чтобы обеспечить заданную величину грузооборота в 2031 г., необходимо добиться попадания указанных величин в эти рамки.

Из таблицы видно, что в 2031 году при предполагаемом грузообороте 183 млн. т-км, который рассчитан по методу тренда, большее число параметров оценки работоспособности устройств контактной сети выйдет за рамки допустимых значений (указанных скобках). Прослеживается и недостаточный уровень напряжения на контактной сети, и перегрев тягового трансформатора на тяговой подстанции Дальнереченск, и перегрев отсасывающей линии на тяговой подстанции Ружино. Это обернётся ростом числа отказов, а значит, и большими материальными потерями.

Рисунок 4.5 – Главное меню комплекса КОРТЭС и соответствующие типы используемых файлов

Рисунок 4.6 – Окно программного компонента KA_PN.

Рисунок 4.7 – Окно результатов расчёта по графику движения

поездов, выполненный модулем KA_PN.

Исходная схема представлена на рисунке 4.8. В качестве вариантов усиления контактной сети были рассмотрены несколько вариантов, такие как:

• установка устройств емкостной компенсации (КУ);

• установка пунктов параллельного секционирования;

• замена тяговых трансформаторов на более мощные;

• установка дополнительных подпитывающих подстанций.

2.1) Ёмкостная компенсация – это способ компенсации реактивной мощности в электрических сетях питания электроподвижного состава путём включения в цепь питания ёмкостной нагрузки. Такой род компенсации распространён в применении на тяговых подстанциях переменного тока для повышения эффективности функционирования электрооборудования. Уменьшение реактивной мощности в контактной сети снижает потери электрической энергии, что положительно сказывается на пропускной способности железнодорожного транспорта (повышает её).

Уменьшения реактивной мощности удаётся добиться применением конденсаторных батарей. По месту установки различают продольную (УПК) и поперечную (КУ) ёмкостную компенсацию. Также существует вариант, подразумевающий их совместное использование. Он получил название продольно-поперечной емкостной компенсации.

Продольная ёмкостная компенсация используется для повышения уровня напряжения в контактной сети переменного тока и его симметрирования на тяговых подстанциях. Данный тип компенсации представляет собой конденсаторную батарею, включённую в цепь последовательно с тяговой нагрузкой (электроподвижным составом) в рассечку контактной подвески. Схема включения данного устройства приведена на рисунке 4.9.

Рисунок 4.9 – Схема включения продольной

ёмкостной компенсации (УПК).

Использование УПК позволяет повысить напряжение в контактной сети, компенсируя падением напряжения на ёмкостных сопротивлениях конденсаторов падение напряжения на индуктивных сопротивлениях тяговой сети [20]. Чаще всего устройства продольной емкостной компенсации устанавливают на тяговых подстанциях, а на перегонах и постах секционирования – реже. На стороне напряжения 27,5 кВ существует возможность применения двухфазного и трёхфазного УПК, однако применение трёхфазного варианта сопряжено с большими капитальными затратами, поэтому своего применения в тяговой сети железнодорожного транспорта своего применения не нашло.

К основным недостаткам УПК можно отнести более тяжёлые, по сравнению с КУ, условия работы конденсаторов, и, как следствие, использование надёжной сверхбыстродействующей защиты. Это сопряжено с дополнительными материальными затратами и установкой дополнительного оборудования, что снижает общую надёжность системы.

Поперечная ёмкостная компенсация – уменьшение реактивной составляющей тока в системе электроснабжения путём включения дополнительного источника реактивной мощности (конденсаторных батарей). Схема включения КУ представлена на рисунке 4.10. Шунтирующий реактор выполняет функцию индуктирующего сопротивления и работает как ограничитель тока. Он поддерживает напряжение в сети при коротком замыкании, тем самым увеличивая устойчивость системы в целом.

В настоящее время использование шунтирующего реактора с подмагничиванием является экономически невыгодным из-за высокой стоимости. Однако именно такой тип компенсации используется при расчётах, производимых в программном комплексе КОРТЭС.

Характеристики

Список файлов ВКР