ВКР Семериков (1235018), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Рисунок. 6.2 – Схема включения устройств ёмкостной компенсации
Таблица 6.3 – Результаты расчётов с применением компенсирующих устройств на участке Карьерный – Ядрин
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1434463 | Потери в тяговой сети 84203 (5,9%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 578160 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 3,14 | (Доп. 2,0 1мин) ЭЧЭ Карьерный | |
| Темпер. трансформ, °С | 378 | (доп. 140° обмотка) ЭЧЭ Карьерный | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 16,80 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №16 на 8109,29 км в 96 мин |
| Среднее 3-мин | 17,42 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №20 на 8110,5 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 64 | (доп. 95° 20 мин) Ф2 ЭЧЭ Тарманчукан |
| В отсасывающей линии | 103 | (доп. 90° 20мин) ЭЧЭ Тарманчукан | |
Таблица 6.4 – Результаты расчётов с применением компенсирующих устройств на участке Ядрин – Бира
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1342346 | Потери в тяговой сети 44582 (3,3%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 613962 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 2,46 | (доп. 2,0 1мин) ЭЧЭ Кимкан | |
| Темпер. трансформ, °С | 255 | (доп. 140° обмотка) ЭЧЭ Кимкан | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 19,72 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,95 км в 119 мин |
| Среднее 3-мин | 19,85 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,95 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 53 | (доп. 95° 20 мин) Ф1 ЭЧЭ Кимкан |
| В отсасывающей линии | 77 | (доп. 90° 20мин) ЭЧЭ Кимкан | |
Проанализировав результаты расчета с применением устройств емкостной компенсации, можно сделать следующие выводы:
-
потери в тяговой сети возросли от 71961 кВт∙ч (5,3%) до 84699 кВт∙ч (5,9%) на участке Карьерный – Ядрин и от 40094 (3,1%) до 44520 кВт∙ч (3,3%) на участке Ядрин – Бира;
-
средне напряжение на токоприемнике ЭПС составило 17,42 кВ на участке Карьерный – Ядрин и 19,85 кВ на участке Ядрин – Бира
-
минимальный уровень напряжения на токоприемнике ЭПС составил 16,18 кВ на участке Карьерный – Ядрин и 19,72 кВ на участке Ядрин – Бира.
Исходя из расчета можно сказать, что применение устройств компенсации будет недостаточно, для обеспечения пропускной способности поездов массой 12476 т и более. Но данный метод нельзя назвать неэффективным, уровень напряжения на участках приблизился к допустимым согласно ПУСТЭ – 97 [5].
-
Ввод в работу второго трансформатора и установка третьего (резервного) на тяговых подстанциях Тарманчукан и Кимкан
Недостаточная мощность трансформаторов на тяговых подстанциях приведет к повышению температуры их обмоток и, следовательно, к уменьшению срока службы трансформаторов. Кроме того, максимальные температуры обмоток и наиболее нагретых слоев масло могут выйти за пределы значений, допускаемых стандартом. Очевидно, мощность вновь устанавливаемых трансформаторов следует выбирать таким образом, чтобы их срок службы, а также срок службы трансформаторов, установленных ранее, соответствовал предусмотренному стандартом [8].
Повышение массы поездов при относительном сохранении размеров движения на участке оказывает несравнимо большее влияние на интенсивность износа изоляции трансформаторов, чем увеличение грузопотока путем повышения размеров движения при сохранении массы поездов [8].
В ходе моделирования был введен в параллельную работу второй трансформатор на тяговой подстанции Тарманчукан и Кимкан. Следуя методике расчета по определению потребной мощности тяговой подстанции, изложенной в [1] в пункте 2.3 данной ВКР дополнительный трансформатор устанавливался на тяговой подстанции, расположенной в середине участка между двумя другими подстанциями. Под такую ситуацию подходит участок Карьерный – Ядрин. На участке Ядрин – Бира дополнительный трансформатор установлен на тяговой подстанции Кимкан из-за особенностей продольного профиля участка и кривой поездного тока, рисунки которых представлены в пункте 1.3 данной ВКР.
Таблица 6.5 – Результаты расчётов с вводом второго трансформатора в работу на ТП Тарманчукан на участке Карьерный – Ядрин
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1529740 | Потери в тяговой сети 89915 (5,9%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 632942 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 2,32 | (доп. 2,0 10 мин) ЭЧЭ Карьерный | |
| Темпер. трансформ, °С | 231 | (доп. 140 °С обмотка) ЭЧЭ Карьерный | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 19,02 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №4 на 8172,33 км в 96 мин |
| Среднее 3-мин | 19,44 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №20 на 8110,5 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 70 | (доп. 95 °С 20 мин) Ф2 ЭЧЭ Тарманчукан |
| В отсасывающей линии | 149 | (доп. 140 °С 3 мин) ЭЧЭ Тарманчукан | |
Таблица 6.6 – Результаты расчётов с вводом второго трансформатора в работу на ТП Кимкан на участке Ядрин – Бира
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1388608 | Потери в тяговой сети 51625 (3,7%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 638702 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 1,66 | (доп. 2,0 1 мин) ЭЧЭ Лондоко | |
| Темпер. трансформ, °С | 106 | (доп. 95 °С масло) ЭЧЭ Кимкан | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 21,15 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,95 км в 119 мин |
| Среднее 3-мин | 21,25 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,95 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 58 | (доп. 95 °С 20 мин) Ф2 ЭЧЭ Кимкан |
| В отсасывающей линии | 96 | (доп. 90 °С 20 мин) ЭЧЭ Кимкан | |
Анализируя результаты расчёта с применением ЭУП, устройств компенсации и включением второго трансформатора в работу на ТП Тарманчукан и ТП Кимкан, можно сделать следующие выводы:
-
потери в тяговой сети уменьшились от 108443 кВт∙ч (8,4%) до 69060 (4,7%) на участке Карьерный – Ядрин и от 59736 (4,8%) до 51510 (3,7%) на участке Ядрин – Бира;
-
средне напряжение на токоприемнике ЭПС составило 19,44 кВ на участке Карьерный – Ядрин и 21,25 кВ на участке Ядрин – Бира
-
минимальный уровень напряжения на токоприемнике ЭПС составил 19,02 кВ на участке Карьерный – Ядрин и 21,15 кВ на участке Ядрин – Бира.
Рисунок 6.3 – Уровень напряжения при вводе второго трансформатора в работу на ТП Тарманчукан (12476 т 10 мин)
Рисунок 6.4 – Уровень напряжения при вводе второго трансформатора в работу на ТП Кимкан (12476 т 10 мин)
Из результатов моделирования видно, что установки дополнительного трансформатора на тяговой подстанции Тарманчукан и Кимкан, а также применение устройств емкостной компенсации и системы ЭУП, недостаточно для пропуска поездов массой 12476 т. последовательно так как на участках Карьерный – Ядрин и Ядрин – Бира недопустимые токи в отсасывающей линии и трансформаторы работают в ненормальном режиме, так же на участке Карьерный – Ядрин уровень напряжения в контактной сети неудовлетворяющий ПУСТЭ – 97 [5].
Поэтому необходимо увеличить межпоездной интервал на участках, из-за чего уменьшится количество поездов на межподстанционной зоне в процессе следования, что приведет к уменьшению потребляемой нагрузки из сети, уменьшится загрузка трансформаторов, а также повысится минимальный допустимый уровень напряжения на токоприемнике. Увеличение межпоездного интервала не является методом усиления системы тягового электроснабжения, однако это мероприятие является необходимым.
Выбор оптимального межпоездного интервала осуществлялся при помощи расчётного комплекса «КОРТЭС», программы KA_PN.
По результатам моделирования оптимальным межпоездным интервалом для участка Карьерный – Ядрин стал равен 20 мин.
Таблица 6.7 – Результаты расчётов с увеличением межпоездного интервала на участке Карьерный – Ядрин
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1441736 | Потери в тяговой сети 55063 (3,8%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 523147 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 1.1 | (доп. 1,5 10 мин) ЭЧЭ Карьерный | |
| Темпер. трансформ, °С | 93 | (доп. 95 °С масло) ЭЧЭ Карьерный | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 22,22 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №8 на 8160,67 км в 95 мин |
| Среднее 3-мин | 22,42 | 2й путь зоны Карьерный – Тарманчукан поезд №8 на 8161,6 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 47 | (доп. 95 °С 20 мин) Ф2 ЭЧЭ Тарманчукан |
| В отсасывающей линии | 64 | (доп. 90 °С 20 мин) ЭЧЭ Тарманчукан | |
Для участка Ядрин – Бира по результатам моделирования межпоездной интервал стал равен 12 мин.
Таблица 6.8 – Результаты расчётов с увеличением межпоездного интервала на участке Ядрин – Бира
| Температура воздуха, °С | 40 | ||
| Расход энергии | Активная, кВт∙ч | 1410506 | Потери в тяговой сети 44373 (4,3%) |
| Реактивная, кВАр∙ч | 638824 | ||
| Ограничивающий. коэффициент. нагрузки | 0,98 | (доп. 1,5 10 мин) ЭЧЭ Кимкан | |
| Темпер. трансформ, °С | 90 | (доп. 95 °С масло) ЭЧЭ Кимкан | |
| Напряжение, кВ | минимальное | 21,68 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,04 км в 124 мин |
| Среднее 3-мин | 22,14 | 1й путь зоны Ядрин – Кимкан поезд №5 на 8196,04 км | |
| Ограничивающая температура, °С | В контактной сети | 52 | (доп. 90° 20 мин) Ф2 ЭЧЭ Кимкан |
| В отсасывающей линии | 78 | (доп. 90° 20мин) ЭЧЭ Кимкан | |














