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

Текст из файла (страница 7)

Для повышения уровня напряжения в тяговой сети, и, как следствие, для поддержания уровня напряжения в допустимых пределах, указанных в ПУСТЭ-97 [17], существуют различные меры [18]:

1. применение средств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) на трансформаторе ТП (оперативные переключения производятся каждый раз при изменении нагрузки);

2. изменение сечения проводов КС (используемая КП М-95+МФ-100+А-185 обладает наименьшим сопротивлением из всех КП заложенных в базе данных КОРТЭС, отсюда применение других типов КП является не целесообразным);

3. переход от раздельной схемы питания к узловой или параллельной (на участке Анисимовка – Фридман уже используется параллельная схема питания);

4. применение статических компенсирующих устройств:

• фильтркомпенсирующие установки (ФКУ) (различают узкополосные одноконтурные и широкополосные режекторные);

• статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности;

• конденсаторные установки:

1. установки продольной (последовательная с нагрузкой) компенсации;

2. установки поперечной (параллельная нагрузке) компенсации (различают регулируемые и нерегулируемые установки).

Так как все перечисленные меры уже используются, то в качестве способа усиления СТЭ будем использовать компенсирующие устройства, а именно установки продольной и поперечной компенсации.

Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта ориентирована на переход к энергосберегающим технологиям и различным способам снижения потерь электрической мощности и электроэнергии. В условиях повышенного внимания в стране на энергосбережение установки емкостной компенсации являются эффективным средством снижения потерь электроэнергии как в системе тягового, так и в системе внешнего электроснабжения [19].

Применение установок поперечной и продольной компенсации ведет к повышению качества электроэнергии СТЭ. Так, проблему несинусоидальности напряжения и тока и несимметрии на шинах подстанций решает применение установок емкостной компенсации [19].

Специфика тяговой нагрузки заключается в её широком диапазоне изменений в различных режимах работы ЭПС; в постоянном перемещении и изменении числа ЭПС на МПЗ. Это ведет к изменяющемуся во времени графику потребления реактивной мощности ЭПС. Поэтому для нормализации режима напряжения и снижения потерь электроэнергии мощность устройств поперечной компенсации должна быть регулируемой в зависимости от изменяющегося значения тяговой нагрузки [19]. В Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей указывается [20]: «Управление конденсаторной установкой, регулирование режима работы батарей конденсаторов должно быть, как правило, автоматическим».

Установки поперечной и продольной компенсации в СТЭ железных дорог решают многие задачи: повышают пропускную способность железных дорог, обеспечивая повышение уровня напряжения; снижают потери электроэнергии, обеспечивая энергосбережение; повышают эффективность работы электрооборудования, улучшая качество электроэнергии, и в целом улучшают электромагнитную совместимость тяговых сетей [19].

На рассматриваемом участке на подстанции Анисимовка в базе данных КОРТЭС заложены следующие параметры установок поперечной компенсации мощностью Q_КУ.лев=3410 кВАр в левое и Q_{КУ.прав}=3458 кВАр в правое плечи, также на подстанции Фридман – мощностью Q_КУ.лев=3173 кВАр в левое плечо. Но, как показали, результаты расчётов, проведенных в разделе 4, параметром, ограничивающим пропускную способность СТЭ, является напряжение в тяговой сети.

Для усиления СТЭ поэтапно увеличим мощность установок поперечной компенсации в отстающих плечах ТП Анисимовка и Фридман, далее добавим включение установок продольной компенсации на тех же подстанциях.

Произведем расчет параметров СТЭ при различных вариантах включения установок поперечной и продольной компенсации по следующим вариантам усиления СТЭ:

1. Первый вариант усиления СТЭ заключается в увеличение мощности установок поперечной компенсации на плечах ТП с 3000 до 5000 кВАр.

2. Второй вариант усиления СТЭ заключается во включении установок продольной компенсации на плечах ТП.

3. Третий вариант усиления СТЭ заключается в одновременной работе установок поперечной и продольной компенсаций на плечах ТП.

4. Четвёртый вариант усиления СТЭ заключается во включении установок продольной компенсации в отсасывающий провод.

5. Пятый вариант усиления СТЭ заключается в одновременной работе установок поперечной компенсации на плечах ТП и установок продольной компенсаций в отсасывающем проводе.

Все варианты усиления СТЭ представлены на рисунках В.1 – В.5 (приложение В).

Произведем серию расчетов для всех вариантов включения установок поперечной и продольной компенсации на участке Анисимовка – Фридман, пронаблюдав за изменением напряжения в тяговой сети.

Первый вариант заданных параметров (максимальная мощность установок поперечной компенсации при отключенных установках продольной компенсации):

• ТП Анисимовка: Q_КУ.лев=5034 кВАр и Q_{КУ.прав}=5034 кВАр;

• ТП Фридман: Q_КУ.лев=5034 кВАр.

Второй вариант заданных параметров (включенные установки продольной компенсации при отключенных установках поперечной компенсации):

• ТП Анисимовка: Q_{УПК.прав}=7560 кВАр;

• ТП Фридман: Q_{УПК.лев}=7560 кВАр.

Третий вариант заданных параметров (одновременно включенные установки продольной и поперечной компенсации в плечах питания ТП):

• ТП Анисимовка: Q_КУ.лев=3410 кВАр и Q_{КУ.прав}=3458 кВАр; Q_{УПК.прав}=7560 кВАр;

• ТП Фридман: Q_КУ.лев=3173 кВАр; 7560 кВАр.

Четвёртый вариант заданных параметров (включенные установки продольной компенсации в фазу C при отключенных установках поперечной компенсации):

• ТП Анисимовка: Q_{УПК.фазаC}=14400 кВАр;

• ТП Фридман: Q_{УПК.фазаC}=14400 кВАр.

Пятый вариант заданных параметров (одновременно включенные установки продольной компенсации в фазу C и установки поперечной компенсации в плечах питания ТП):

• ТП Анисимовка: Q_КУ.лев=3410 кВАр и Q_{КУ.прав}=3458 кВАр; Q_{УПК.фазаC}=14400 кВАр;

• ТП Фридман: Q_КУ.лев=3173 кВАр; Q_{УПК.фазаC}=14400 кВАр.

Результаты расчетов полученных в программе КОРТЭС для пяти вариантов включения установок поперечной и продольной компенсации представлены на рисунках 5.1 и 5.2.

Рисунок 5.1 – Минимальные напряжения

в тяговой сети до и после усиления СТЭ

Рисунок 5.2 – Минимальные напряжения

в тяговой сети до и после усиления СТЭ

Из рисунков 5.1 и 5.2 следует, что при включении установок продольной компенсации, уровень напряжения в тяговой сети находиться в допустимых по [17] пределах. При первом варианте усиления, в случае увеличения до максимальной мощности установок поперечной компенсации при этом установки продольной компенсации были отключены, напряжение в тяговой сети почти не изменилось и осталось ниже норм, указанных в ПУСТЭ-97. При втором варианте, когда были включены установки продольной компенсации на плечах ТП, а установки поперечной компенсации – отключены, минимальное напряжение в тяговой сети стало больше на 3,61 кВ, чем до усиления СТЭ. При третьем варианте усиления – при одновременной работе установок продольной и поперечной компенсаций на плечах ТП, последний повлиял не значительно на напряжение в тяговой сети. В случае включения установки продольной компенсации в фазу C, рассмотренном в четвёртом варианте, напряжения в тяговой сети выросло, но не значительно. И в последнем варианте усиления также как и в первом, и в третьем случае установки поперечной компенсации малосущественно повлияли на напряжение в тяговой сети. Проведенная серия расчётов показала, что в четырёх вариантах усиления СТЭ путём включения установок продольной компенсации на подстанциях значение напряжения в тяговой сети изменяется незначительно, а также самым эффективным из всех вариантов усиления СТЭ является 5-ый вариант усиления. Напряжение в тяговой сети при последнем варианте усиления выросло до 21,57 кВ, а это на 4,02 кВ больше, чем было до усиления СТЭ. Таким образом, одновременная работа установок продольной компенсации, включенных в фазу C, и установок поперечной компенсации на плечах ТП, позволяет увеличить уровень напряжения в тяговой сети, тем самым создавая благоприятные условия для пропуска поездов при работе электровоза в режиме с использованием РТ.

В таблице 5.1 представлены результаты расчётов для 5 вариантов усиления СТЭ, а именно коэффициенты перегрузки трансформаторов ТП, температура нагрева проводов и эффективные токи контактной подвески.

Таблица 5.1 – Результаты расчета параметров СТЭ для участка Анисимовка – Фридман

Как следует из таблицы 5.1, в ходе расчётов были заметны малосущественные изменения для таких параметров как коэффициенты перегрузки трансформаторов ТП и эффективные токи контактной подвески. Значения температуры нагрева проводов остались без изменения. Таким образом, усиление СТЭ путём увеличения мощностей устройств поперечной компенсации и дополнительной установки устройств продольной компенсации не влияет на рассмотренные параметры СТЭ, а именно на коэффициенты перегрузки трансформаторов ТП, температура нагрева проводов и эффективные токи контактной подвески кроме уровня напряжения в тяговой сети. Таким образом, применение предложенного варианта включения компенсирующих устройств позволяет добиться приведения уровня напряжения в тяговой сети к нормам, указанным в [17].

В связи с тем, что в последнее время ОАО “РЖД” проводит работу по повышению массы тяжеловесных поездов, актуальным является представить исследование влияния увеличения массы тяжелого поезда на параметры СТЭ.

1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УВЕЛИЧЕНИЯ МАССЫ ТЯЖЕЛОГО ПОЕЗДА НА ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА АНИСИМОВКА – ФРИДМАН

Проведем исследование, в котором рассмотрим влияние увеличения массы тяжелого поезда на параметры СТЭ при межпоездном интервале равный 19 минут, а также до и после усиления СТЭ.

Расчёт параметров СТЭ участка Анисимовка – Фридман проводим по ранее заданным исходным данным для двух режимов ведения поезда. Однако при вычислении будем учитывать массу тяжелого поезда, изменяющуюся в диапазоне от 6 до 8,5 тысяч тонн с шагом 500 тонн. Поезда массой свыше 8,5 тысяч тонн при заданных исходных данных не способны проехать по участку Анисимовка – Фридман в связи с перегревом обмоток двигателя электровоза 2ЭС5К «Ермак». Так, у поезда массой 9 тысяч тонн температура обмоток двигателя достигает 151 °С, когда допустимый перегрев обмоток двигателя равен 130 °С.

Перейдём к исследованию влияния увеличения массы тяжелого поезда на параметры СТЭ при увеличении межпоездного интервала.

2. 1. Расчёт и анализ параметров системы тягового электроснабжения при увеличении массы тяжелого поезда и лимитирующего межпоездного интервала попутного следования

Расчёт и анализ параметров системы тягового электроснабжения при увеличении массы тяжелого поезда и лимитирующего межпоездного интервала попутного следования для участка Анисимовка – Фридман приведены в приложении Г.

Перейдём к исследованию влияния увеличения массы тяжелого поезда на параметры СТЭ с учётом её усиления.

1. Исследование влияния увеличения массы тяжелого поезда на параметры системы тягового электроснабжения с учётом её усиления

Исследование влияния увеличения массы тяжелого поезда на параметры СТЭ до и после его усиления на участке Анисимовка – Фридман будем проводить по заданному ранее ГДП, который приведен в разделе 4. Параметры устройств электроснабжения системы переменного тока 27,5 кВ до усиления СТЭ приведены в 4-ом разделе. В качестве усиления СТЭ в 5-ом разделе был принят 5-ый вариант усиления, в котором рассматривалась одновременная работа установок продольной компенсации, включенных в фазу C, и установок поперечной компенсации на плечах ТП.

Как и в предыдущем подразделе, в первую очередь проанализируем изменение минимального напряжения в тяговой сети. На рисунке 6.1 и 6.2 представлены изменения минимального напряжения в тяговой сети для двух режимов ведения поезда в зависимости от увеличения массы тяжелого поезда.

Характеристики

Список файлов ВКР