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

Текст из файла (страница 3)

Анализ работы [8] позволил выделить особенности применения рекуперации на ДВЖД, где ввиду наличия тяжёлого горного профиля пути (с уклонами до 28 ⁰/₀₀) на отдельных участках Владивостокской ЭЧ ДВЖД за период 1964-1974 гг. накоплен значительный опыт применения РТ. Так, в процессе анализа выявлено, что среднегодовой возврат ЭЭ рекуперации от расхода на тягу составлял на то время 14-18 % от объема ЭЭ, затраченной на тягу поездов. Таким образом, при наличии на МПЗ 5 поездов в режиме тяги, по меньшей мере, один из них мог полностью обеспечить себя ЭЭ для своей работы в режиме тяги энергией рекуперации, отдаваемую в тяговую сеть оставшимися 4-мя ЭПС, не потребляя при этом ЭЭ от ТП.

Однако за указанный период выявились и основные проблемы применения РТ, указанные выше. Прежде всего, это низкие коэффициенты мощности электровоза, а также низкое КЭ, возвращаемое при рекуперации в тяговую сеть.

Как показал дальнейший анализ исследований [8], проведенных по вопросам КЭ при применении РТ, на переходном периоде реформирования российской энергетики в 1990-2000 г.г. это стало основной проблемой, сдерживающей обеспечение требуемого КЭ в контактной сети электрифицированных железных дорог и привело к резкому снижению применения РТ.

Подобному положению дел способствовало еще и реформирование нормативно-правовой базы вопросов КЭ, в результате которого был отменен ряд нормативно-правовых актов, регулирующих спорные моменты, например, степень ответственности сторон за ухудшение КЭ. Так, до 2001 г. на территории Российской Федерации действовали «Правила присоединения потребителя к сети общего назначения по условиям влияния на качество электроэнергии», а также «Правила применения скидок и надбавок к тарифам за качество электроэнергии», утвержденные Главгосэнергонадзором от 14 мая 1991 г., согласно которым при отступлении от нормативных значений показателей КЭ по вине потребителя со стороны, снабжающей ЭЭ организации могут быть начислены штрафные санкции в размере до 10 % от тарифа за потребленную ЭЭ за каждый нарушенный им показатель. Такие санкции существенно влияли на экономическое состояние СТЭ.

В 2001 г. указанные Правила были отменены как нормативные акты, противоречащие Гражданскому кодексу РФ. В настоящее время требования к качеству электроэнергии по показателям, характеризующим форму напряжения, устанавливают в виде обязательства энергоснабжающей организации поддерживать значения показателей КЭ в точке контроля КЭ в соответствии с нормами при условии, что потребитель не превысит установленного в договоре на электроснабжение допустимого влияния его электроустановок на значения показателей КЭ в этой точке. Другими словами, санкции за отклонение от норм КЭ по вине потребителя должны быть специально оговорены в договоре электроснабжения [6, 9].

Для повышения эффективности в СТЭ переменного тока широко применяются различные устройства и средства, повышающие качество и снижающие потери ЭЭ. Так, например, одним из способов снижения потребления реактивной мощности электровозом в режиме рекуперативного торможения является применение параллельной емкостной компенсации в СТЭ. Вопросами определения оптимальных параметров средств повышения показателей качества электроэнергии и обеспечения должного уровня электромагнитной совместимости (ЭМС) уделялось большое внимание в трудах отечественных и зарубежных ученых, тем не менее, вопросы повышения качества электроэнергии с учетом применения РТ нуждаются в существенном уточнении в ввиду сложности происходимых при этом электромагнитных процессов [6, 9].

Следовательно, проблемы ухудшения показателей КЭ, возникающие при применении РТ, требуют детальной оценки и поиска путей решения. Одновременно с развитием научно-технического прогресса, расширением экспериментальной базы, появлением новых методов исследований возникает необходимость разработки мероприятий, позволяющих прогнозировать и своевременно выявлять проблемные с точки зрения показателей КЭ режимы работы СТЭ. Качественный мониторинг показателей КЭ необходим на всех этапах контроля КЭ, а также во время проектирования, что позволит производить выбор оптимальных режимов энергопотребления на межподстанционных зонах и разрабатывать защитные устройства с учетом применения РТ. Такой подход объясняется необходимостью оптимизации энергопотребления и возврата ЭЭ на базе перспективных ресурсосберегающих технических средств, организации достоверного учета рекуперации электроэнергии с использованием высокоточных электросчетчиков. Помимо этого стоить отметить, что полное восстановление работоспособности и обеспечение сохранности систем РТ на электровозах, эффективное использование локомотивов старых и новых серий с РТ и улучшение обучения машинистов локомотивов приемам вождения поездов с применением РТ и усиление их мотивации к использованию данного вида торможения, позволит повысить энергетическую эффективность СТЭ в целом за счет возврата ЭЭ в тяговую сеть и рационального использования ее ЭПС, работающим в режиме тяги.

Рассмотрим далее, как обозначенные вопросы решаются на Владивостокской дистанции электроснабжения.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАДИВОСТОКСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Эксплуатационный опыт и проведенный анализ литературных источников [6, 9] позволяют заключить, что наиболее проблемным участком при применении РТ на Владивостокской ЭЧ ДВЖД является участок Смоляниново – Находка, выделенный красной линией на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Владивостокская дистанция электроснабжения

Данному участку характерны не только сложные климатические условия, достаточная протяженность трассы, относительная удаленность железной дороги от крупных населенных пунктов, но и сложный географический рельеф местности. Указанные географические особенности рассматриваемого участка приведены на рисунках 2.2. и 2.3.

Рисунок 2.2 – Расположение железной дороги

на участке Смоляниново – Находка относительно крупных населенных пунктов

Рисунок 2.3 – Географический рельеф местности

участка Смоляниново – Находка

Таким образом, в дальнейших расчётах будем рассматривать не всю Владивостокскую дистанцию электроснабжения, а участок наиболее ярко выраженным рельефом – Смоляниново – Находка.

Перейдём к анализу схемы внешнего электроснабжения.

2.1 Анализ схемы внешнего электроснабжения

Схема внешнего электроснабжения участка Смоляниново – Находка Владивостокской дистанции электроснабжения ДВЖД представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Схема внешнего электроснабжения

Как следует из рисунка 2.4, на участке Смоляниново – Находка Владивостокского отделения ДВЖД расположены следующие тяговые подстанции: Смоляниново (ЭЧЭ-28), Анисимовка (ЭЧЭ-29), Фридман (ЭЧЭ-30), Партизанск (ЭЧЭ-31) и Находка (ЭЧЭ-32). Питание ТП осуществляется от Артемовской ТЭЦ (АТЭЦ) и Приморской государственной районной электростанции (ПГРЭС), которые являются двумя независимыми источниками питания.

Тяговые подстанции Смоляниново, Анисимовка, Партизанск, Находка являются транзитными, расположенные по обе стороны подстанций Штыково и Химико-фармацевтический завод (ХЗФ) являются опорными. Транзитные подстанции Анисимовка и Партизанск включены в рассечку, через которые осуществляется транзит мощности между опорными ТП. Подстанция Фридман, по способу присоединения к схеме внешнего электроснабжения (СВЭ) относится к отпаечным подстанциям и получает питание от двух линий. Питание по двум линиям обеспечивает высокую надёжность работы системы электроснабжения, так как при повреждение одной из ВЛ, на которой находится тяговая подстанция, участок обесточивается, по причине отключения выключателей опорных, транзитных или районных подстанций, питание, в этом случае, осуществляется по другой. Устройство опорной подстанции позволяет, без перерывов в электроснабжении, с помощью выключателей обесточивать повреждённый участок ВЛ, не выводя из работы работоспособные линии, это обеспечивает надежное резервирование питания данной подстанции, что необходимо для потребителей первой категории, к которым относится электроснабжение железнодорожного транспорта.

Все подстанции присоединены к линии электропередач (ЛЭП) класса напряжения 110 кВ, сеть внешнего электроснабжения относиться к кольцевым замкнутым сетям. ВЛ 110 кВ, питающая тяговые подстанции (ТП), выполнены из сталеалюминевого провода АС-150 и является двухцепной, исключение составляет одноцепная линия, питающая подстанции Смоляниново и Находка, выполненная из медного провода М-70.

Таким образом, из рисунка 2.4 следует, что длины линий СВЭ на участке Смоляниново – Находка не превышают 54 км. Сложный профиль пути и большая грузозагруженность участка Анисимовка – Партизанск, привели к тому, что длина межподстанционной зоны (МПЗ) рассматриваемого участка меньше “классических” длин МПЗ СТЭ переменного тока (45-50 км), и на рассматриваемом участке не превышают 26 км.

Рассмотрим более подробно условия работы системы тягового электроснабжения на полигоне Смоляниново – Находка.

2.2 Анализ системы тягового электроснабжения

В состав электрифицированного участка железной дороги Смоляниново – Находка ДВЖД входят следующие фидерные зоны, представленные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Длины фидерных зон участка Смоляниново – Находка ДВЖД

Тяговые подстанции размещены на станциях: Смоляниново, Анисимовка, Фридман, Партизанск, Находка; посты секционирования (ПС) – на станциях: Артём, Новонежино, Тигровый, Красноармейский, Кузнецово; пункты параллельного соединения (ППС) – на станциях: 47 – й км, 86 – й км, 98 – й км, 110-й км. Питание контактной сети фидерных зон осуществляют от разных фаз тяговой подстанции. Питание контактной сети станционных путей осуществляется от фазы, которая питает одну из фидерных зон. Для исключения междуфазных коротких замыканий при проходе токоприёмниками мест раздела питания второй фидерной зоны и контактной сети станции, получающих питание от разных фаз, секционирование осуществляется с помощью нейтральной вставки [10].

Схема подключения подстанций к ЛЭП представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Схема подключения подстанций к питающей ЛЭП

Электроснабжение участка реализовывается по узловой и параллельной схеме питания путей. Схема узлового питания применена на МПЗ тяговых подстанций Смоляниново – Анисимовка и Партизанск – Находка. Питание МПЗ Анисимовка – Фридман и Фридман – Партизанск осуществляется параллельной схемой соединения проводов контактной сети.

Параметры типа контактной подвески приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Параметры типа контактной подвески участка Смоляниново – Находка ДВЖД

Тяговые подстанции оборудованы трёхобмоточными трансформаторами, первичная обмотка которого соединена в звезду, а вторичная в треугольник. Одна из вершин треугольника присоединена к рельсу, две другие – к контактным проводам для питания участков контактной сети правого и левого плеча, недогруженная фаза чередуется по схеме «винта».

Основные параметры тяговых подстанций представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Характеристика тяговых подстанций участка Смоляниново – Находка ДВЖД

В настоящее время, устройство продольной компенсации установлено на подстанциях Смоляниново, Анисимовка, Фридман. Продольная компенсация применяется для повышения напряжения в тяговой сети переменного тока. Устройство продольной компенсации представляет собой батарею конденсаторов, которая включается последовательно с тяговой нагрузкой, в нашем случае, в рассечку отсасывающей линии, в фазу C [11].

Как показал опыт эксплуатации, МПЗ Анисимовка – Фридман является лимитирующей по уровню напряжения в тяговой сети, вследствие чего, на обеих подстанциях включены установки продольной компенсации.

2. 3. Выбор лимитирующей межподстанционной зоны участка Смоляниново – Находка

Как было сказано ранее, рассматриваемому участку характерны достаточная протяженность трассы, относительная удаленность железной дороги от крупных населенных пунктов и сложный географический рельеф местности. Так, на участке Смоляниново – Находка, протяженностью 125,4 км, уклоны профиля пути достигают 28 ⁰/₀₀.

Профиль пути участка Смоляниново – Находка показан на рисунке 3.1.

Характеристики

Список файлов ВКР