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

Текст из файла (страница 5)

Нахождение удельного энергопотребления необходимо для расчёта удельной потребляемой активной мощности и определения расстояния оптимальных межподстанционных зон.

4 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ И ТИПА ПОДСТАНЦИЙ

4.1 Расчёт оптимального расстояния между тяговыми подстанциями

Главным критерием выбора расстояний между подстанциями будет служить обеспечение необходимой активной мощности для движения состава. Для этого сначала считается удельное потребление активной мощности, затем по номограммам выбирается оптимальное расстояние между ТП.

Удельная потребляемая активная мощность определяется по формуле, кВт/км:

(4.1)

где Г_n – объемы перевозок на n-й год эксплуатации, млн..т; ω_н и ω_ч – удельный расход энергии соответственно для нечетного и четного пути, Вт∙ч/(т∙км) (таблица 2.7); α_i – поправочный коэффициент, принимаем 0,39.

Так как электроснабжение по системе 25 кВ - проходной первый этап, то расчёты будем вести для уровня 2025 года. Согласно плану холдинга РЖД, это 140 млн тонн в год. В 2030 году дорога должна иметь возможность пропускать 185 млн тонн в год - уже на системе 2×25 кВ. Увеличение потребляемой энергии для перевозок за эти годы увеличится в 185/140= 1,32 раз, расстояние между подстанциями при использовании системы 2×25 кВ при равном потреблении энергии, согласно исследованиям [4], может быть увеличено в 1,5 - 2,2 раза по сравнению со стандартной системой 25 кВ. Следовательно, система на последнем этапе модернизации обеспечит перевоз необходимого объёма груза и сможет работать на подстанциях, рассчитанных для системы на первом этапе.

Удельная потребляемая активная мощность к 2025 году:

1. Участок Советская Гавань - Ванино:

2. Участок Ванино - Высокогорная:

3. Участок Высокогорная - Комсомольск:

Удельная потребляемая активная мощность к 2030 году:

4. Участок Советская Гавань - Ванино:

5. Участок Ванино - Высокогорная:

6. Участок Высокогорная - Комсомольск:

Оперируя значением удельной потребляемой мощности по номограммам [7, 8], определяем расстояние между тяговыми подстанциями.В ближайшие годы планируется укладка второго пути, поэтому расчёты будут вестись для двухпутного участка. Выбранные расстояния указаны в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты выбора оптимальной длины межподстанционных зон

В связи с особенно высокой грузонапряжённостью и неоднородностью продольного профиля расстояния выбираем несколько меньшие, чем указаны в номограммах [7].

Нужно учитывать что система должна пропускать 87 пар поездов минимум в 2025 году и 115 пар в 2030 году [пункт 1.2].

4.2 Выбор типа и места расположения тяговых подстанций

Вдоль всей электрифицируемой линии проходит высоковольтные лини электропередачи 220 кВ, от которых питаются районные понизительные подстанции:

– Комсомольск 500/220/110/10 (узловая);

– Селихино 220/110 (транзитная);

– Высокогорная 220/35 (транзитная);

– Ванино 220/110/35/10 (узловая).

Схема внешнего электроснабжения электрифицированной железной дороги должна обеспечивать питание тяговых подстанций от энергосистемы на условиях, предусмотренных для потребителей с электроприемниками I категории, чтобы выход из работы одной из подстанций энергосистемы или питающей линии не приводил к отключению тяговой подстанции. С этой целью тяговые подстанции должны иметь, двустороннее питание от двух подстанций энергосистемы или по двум радиальным линиям от разных систем шин одной подстанции энергосистемы, имеющей не менее двух источников питания. По двухцепной тупиковой воздушной линии электропередачи (ВЛ) допускается питание не более одной тяговой подстанции [9].

При двустороннем питании подстанций по одноцепной ВЛ число промежуточных подстанций, включаемых в рассечку ВЛ между опорными подстанциями, как правило, не должно быть более трех. Присоединение тяговых подстанций к одноцепной ВЛ на ответвлениях не допускается [9].

При выборе положения тяговой подстанции необходимо следовать следующим нормам [10]:

– размещение тяговых подстанций должно производиться с учетом схемы внешнего электроснабжения;

– тяговые подстанции должны располагаться на раздельных пунктах с путевым развитием и возможностью примыкания подъездного пути к подстанции.

Выбор места размещения тяговых подстанций для экономии капитальных затрат произведем с учетом следующих факторов:

– расположение вблизи железной дроги существующих понизительных подстанций;

– приближение ВЛ к железной дороге.

Согласно вышеуказанному и рассчитанным оптимальным расстояниям между подстанциями выберем места установки и тип подстанций для участка Комсомольск – Советская Гавань (таблица 4.2).

Таблица 4.2 – Расположение и тип подстанций

Название	Координата	Длина заходов ВЛ, км	Тип подстанции	Примечание
Комсомольск	0	-	Опорная	Существующая
Гайтер	28	6,63	Транзитная	Проектируемая
Селехин	52	-	Транзитная	Существующая
Пони	82	0,65	Опорная	Проектируемая
Гурское	112	2,4	Транзитная	Проектируемая
Уктур	139	1,52	Транзитная	Проектируемая
Оунэ	180	0,7	Опорная	Проектируемая
Кузнецовский	203	0,33	Транзитная	Проектируемая
Высокогорная	220	-	Транзитная	Существующая
Кенада	260	0,7	Транзитная	Проектируемая
Тулучи	303	1,32	Опорная	Проектируемая
Тумнин	340	1,4	Транзитная	Проектируемая
Чепсары	389	7,58	Транзитная	Проектируемая
Ванино	433	-	Опорная	Существующая
Советская Гавань	478	0,2	Опорная	Проектируемая

Как было сказано, наличие существующих подстанций упростит электрификацию пути, так как избавит от их строительства, оставив работу лишь для реконструкции. Так же будут сэкономлены средства на строительство подводов к подстанциям от линии электропередачи. В данном случае их общая длина составит 46,86 км.

Среднее расстояние между подстанциями составляет 31,87 км. Месторасположение существующих и проектируемых тяговых подстанций представлено на плакате 5.

5 ВЫБОР УСТРОЙСТВ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕТКРОСНАБЖЕНИЯ

5.1 Выбор оборудования для системы 25 кВ

Система тягового электроснабжения переменного тока 25 кВ частоты 50 Гц является самой распространенной в нашей стране, с 1950-х годов по этой системе электрифицировано около 24 тыс. километров дорог.

Такая схема является наиболее простой. Она достаточно легко переоборудуется под систему 2×25 кВ, что и является основным критерием выбора. В данной схеме на каждый подстанции имеется по три трансформатора 220/27,5/27,5 кВ, два из которых питают каждый своё плечо, третий их резервирует. Около подстанции сеть секционирована, что позволяет при повреждении отключать только половину линии, питаемой данной подстанцией.

Особенности схемы:

1. схема позволяет легко регулировать уровень напряжения в тяговой сети;

2. несимметричная загрузка питающей ЛЭП;

3. не предусмотрена для питания нетяговых и районных потребителей [3].

Для равномерной загрузки всех трех фаз системы внешнего электроснабжения в тяговую сеть слева от каждого трансформатора ТП подается напряжение, отличающееся по фазе от напряжения, подаваемого в тяговую сеть перегона справа. Для этого участки контактной подвески КП, а также рельсы подключены к разным фазам шин 27,5 кВ. Для исключения короткого замыкания между фазами, при таком соединении, используют нейтральные вставки.

Питание нагрузки производится от смежных ТП. На каждой межподстанционной зоне (МПЗ) нагрузка получает питание от одной фазы, при переходе на другую МПЗ – другой. На каждой ТП находится по 3 трансформатора: 2 питают каждый свою МПС (T1 и Т2), 1 их резервирует (Т2).

Схема электроснабжения указана на рисунке 5.1.

КП - контактный провод; Р - рельс; Э - электровоз; А, В, С - фазы ЛЭП; a, b, c - обмотки низшего напряжения

Рисунок 5.1 – Схема участка железной дороги, электрифицированной по системе 25 кВ на однофазных трансформаторах

Выбор оборудования для системы будем производить из базы данных программы КОРТЭС, с помощью которой будем производить расчёт пропускной способности. Оборудование представлено в таблицах 5.1 – 5.3.

Таблица 5.1 – Провода и рельсы системы 25кВ

Провода выбраны из числа самых стойких к протеканию высоких токов, так как максимальные потребляемые на участке токи исключили возможность выбора более простых и дешёвых.

Таблица 5.2 – Тяговая сеть системы 25кВ

Марки проводов подвесок путей и лини, количество и тип рельсов	RТС, Ом/км	XТС, Ом/км	Доп. длит. ток Iдоп, А
М-95+МФ-100+4Р65	0,122	0,391	1170

Тяговая сеть системы состоит из контактного провода марки МФ-100 и несущего провода М-95, возврат тока осуществляется по четырём рельсам (так как дорого двухпутная) марки Р-65. Их допустимый длительный ток равен 1170 А, что превышает максимальные потребляемые токи согласно тяговым расчётам.

Таблица 5.3 – Трансформаторы системы 25кВ

Трансформатор выбран однофазный двухобмоточный. Его важной особенностью является возможность поддерживать заданное напряжение на шинах любого плеча питания независимо от падения напряжения до шин смежного плеча, питаемого от другой фазы.Обозначение трансформатора расшифровывается следующим образом: однофазный, с расщеплённой обмоткой НН, охлаждение принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, регулированием напряжения под нагрузкойдля питания переменным током электрифицированных железных дорог, номинальная мощность 25000 кВ·А, класс напряжения обмотки 220 кВ, исполнение для районов с умеренным климатом при размещении на открытом воздухе [4].

Главный критерий при выборе опоры – способность удерживать тяговую сеть 2×25 кВ, поэтому выбираем опору из типовых для данной системы (рисунок 5.1)

НТ - несущий трос, КП - контактный провод

Характеристики

Список файлов ВКР