ПЗ ВКР 2016 (1235162), страница 8
Текст из файла (страница 8)
2) Выявление межподстанционных зон с повышенными уравнительными токами. Выявление межподстанционных зон с неудовлетворительным согласованием систем внешнего (СВЭ) и тягового (СТЭ) электроснабжения проводится в соответствии с [30] (том III, п.п. 1.7.2). На участках с неудовлетворительным согласованием СВЭ и СТЭ необходимо выполнить оценку величины уравнительного тока, расчет потерь электрической энергии от перетоков мощности по тяговой сети, а также разработать рекомендации по их снижению ([30], том III, п.п. 1.7.3 – 1.7.5).
3) Анализ наличия и режимов работы устройств раздела питания.
8.1.2. Анализ эффективности применения компенсирующих устройств
Анализ эффективности применения компенсирующих устройств проводится в соответствии с инструкцией «О порядке выбора параметров и мест размещения устройств продольной и поперечной компенсации реактивной мощности в тяговой сети» [31]. Исходные данные, характеризующие параметры компенсирующих устройств, предоставляются Заказчиком в виде таблицы.
По результатам анализа проводится выбор варианта компенсирующих устройств с точки зрения минимизации приведенных затрат.
8.2. Анализ эффективности передачи электроэнергии в тяговой сети
8.2.1. Оценка оптимальности схемы питания тяговой сети
Выбор схемы питания выполняется с точки зрения минимизации потерь электрической энергии в тяговой сети (при минимуме приведенных затрат) с учетом обеспечения пропускной способности участка. Экономичность и надежность работы контактной сети зависят от схемы ее питания и секционирования. Схема секционирования контактной сети определяется эксплуатационными условиями.
Исходные данные, характеризующие параметры тяговой сети, предоставляются Заказчиком в виде таблиц.
8.2.2. Оценка равномерности распределения нагрузок между смежными тяговыми подстанциями
Оценка загрузки тяговых подстанций выполняется по данным счетчиков включенных в систему АСКУЭ тяговых подстанций. Следует учитывать, что наиболее показательной характеристикой энергопотребления является расход электрической энергии на тягу поездов.
Целью нормализации распределения нагрузок между тяговыми подстанциями переменного тока является минимизация потерь энергии в тяговой сети при безусловном выполнении требований по обеспечению пропускной способности и надёжной работы оборудования.
При выполнении обследования необходимо провести сравнительный анализ расхода электрической энергии, отпускаемой на тягу поездов, по смежным тяговым подстанциям. При выявлении значительного (более 20 %) расхождения расхода электроэнергии на тягу поездов необходимо выполнить анализ причин, которыми обусловлено это расхождение. Основными факторами, влияющими на неравномерность распределения электротяговой нагрузки смежных тяговых подстанций, являются следующие: профиль пути, различие входных сопротивлений тяговых подстанций в питающую энергосистему, неравенство напряжений на шинах тяговых подстанций, применение на участке рекуперативного торможения при отсутствии сальдированного учета электроэнергии, районная нагрузка, соизмеримая с тяговой нагрузкой подстанции, и т. д.
Оценка распределения нагрузок выполняется для участков без систематического применения рекуперации энергии.
В рамках данного раздела необходимо выполнить сопоставление фактического расхода электроэнергии по тяговым подстанциям с результатами, полученными при помощи имитационного моделирования, выполненного с учетом реальных особенностей работы системы тягового электроснабжения.
Анализ нормализации распределения нагрузок между тяговыми подстанциями выполняется в следующем порядке:
1) Выбирается магистральный участок с несколькими N тяговыми подстанциями
2) Выполняются тяговые расчёты для поездов среднего веса нечётного и чётного направлений.
3) С применением этого же пакета программ выполняются электрические расчёты при условии пропуска поездов с интервалами, близкими к интервалам средней продолжительности, но отличающимися по направлениям. Если расчётный участок заключен между подстанциями на узловых станциях, то для фидеров, питающих другие направления, этих подстанций задаются нагрузки, соответствующие средним значениям.
4) На шинах 27,5 кВ тяговых подстанций участка в расчетах, как правило, задаются равные напряжения. За исключением случаев, когда мощность подстанции ограничена, например, в случае с одноагрегатными подстанциями. В этом случае допускается задавать напряжение на ступень ниже от уровня напряжений на смежных подстанциях. В случае применения на подстанции вольтодобавочных устройств стабилизирующих напряжение на шинах, сопротивление сети необходимо задавать близким нулю.
5) По результатам электрических расчетов определяются коэффициенты нормализованного распределения нагрузок между подстанциями, как отношение среднего значения электроэнергии потребленной на тягу поездов от одной подстанции участка к энергии, потребленной на тягу поездов i-й подстанцией.
6) По данным АСКУЭ за достаточно длительный период (исключив периоды работы в вынужденных режимах) аналогичным образом определяются фактические коэффициенты распределения нагрузок между подстанциями.
7) Отклонение фактических коэффициентов распределения нагрузок между подстанциями от нормализованных значений необходимо показать.
8) Результаты анализа рекомендуется оформить для каждого участка в виде отдельной таблицы и гистограммы.
9) При значительном отклонении фактического коэффициента i-й подстанции от нормализованного значения, необходимо определить причины такого отклонения, и при необходимости рекомендовать изменить положения ПБВ трансформаторов.
10) При значительных отклонениях на участке фактических коэффициентов распределения нагрузок от нормализованных значений, необходимо меняя значения напряжений на шинах подстанций путем изменения положений ПБВ или РПН трансформаторов на этапе проведения электрических расчетов добиться соответствия коэффициентов нормализованным значениям. Показать каким образом отклонения фактических коэффициентов распределения нагрузок от нормализованных значений отражается на потерях энергии в тяговой сети участка в относительных единицах (в процентах от потребления энергии на тягу поездов).
11) После изменения напряжений на шинах подстанций по результатам окончательных расчетов построить гистограммы.
8.2.3. Оценка рационального использования усиливающих фидеров и проводов контактной сети
В данном разделе проводится выбор оптимального сечения контактной сети на обследуемых участках.
На многих участках электрифицированных железных дорог в качестве мероприятия по снижению падения напряжения в тяговой сети применяют различные способы по уменьшению сопротивления тяговой сети. В результате принятых мер уменьшаются потери электрической энергии в тяговой сети от протекающих токов и, как следствие, уменьшаются потери напряжения.
Увеличение сечения тяговой сети возможно за счет:
- замены контактного провода;
- подвешивания усиливающего провода;
- уменьшение сопротивления рельса.
Такие мероприятия как замена контактного провода и уменьшение сопротивления рельса зачастую неприменимы, вследствие больших капитальных затрат на демонтаж и монтаж элементов системы электроснабжения и ограничения движения поездов. Таким образом, наиболее оптимальным является вариант подвешивания усиливающего провода.
В рамках данного раздела необходимо выполнить анализ схем питания межподстанционных зон, с целью выявления участков в границах которых, усиливающие провода смонтированы отдельными участками. Термическая устойчивость контактная подвески на всем протяжении межподстанционной зоны должна быть равномерной. В этом случае при необходимости обеспечивается режим плавки гололеда и потери энергии в тяговой сети минимальны. В работе необходимо перечислить межподстанционные зоны, где это условие нарушается, и выполнить расчет дополнительных потерь энергии из-за отсутствия на зоне отдельных участков усиливающих проводов. Результаты расчетов свести в таблицу. Рассчитать дополнительные затраты суммарно на год в целом по дороге.
По результатам оценки полученных результатов, а также сопоставления полученного эффекта и капитальных затрат, делаются выводы о целесообразности реализации данного мероприятия.
8.3 Формирование базы данных характеристик системы тягового
электроснабжения
Подготовка данного раздела включает в себя составление базы данных следующих данных:
– сведения о протяженности воздушных и кабельных линий передачи электрической энергии (контактная сеть, усиливающие провода);
– сведения о количестве и установленной мощности трансформаторов установленных на тяговых подстанциях и автотрансформаторных пунктах;
– сведения о количестве и мощности устройств компенсации реактивной мощности.
Сведения о протяженности воздушных и кабельных линий представляются в виде таблицы. Информация по данному разделу приводится за отчетный (базовый) год и за предшествующие четыре года. В указанной форме необходимо указать протяженность воздушных и кабельных линий, находящихся на балансе дистанций электроснабжения, для различных классов напряжения в соответствии с отчетной формой. Заполнение формы в рамках обследования СТЭ предусматривает учет протяженности только тяговой сети (эксплуатационная длина) и протяженность кабелей на тяговых подстанциях. Кроме того, приводится информация о протяженности шинопроводов различного класса напряжения (от 800 кВ до 6 кВ), находящихся на балансе дистанций электроснабжения.
Сведения о количестве и установленной мощности трансформаторов представляются в виде таблицы. Информация по данному разделу приводится за отчетный (базовый) год и за предшествующие четыре года. Необходимо представить информацию о количестве трансформаторов и их номинальной мощности, установленных на тяговых подстанциях и автотрансформаторных пунктах в границах обследуемых дорог с разбивкой по дистанциям электроснабжения.
Сведения о количестве и мощности устройств компенсации реактивной мощности приводятся в соответствии с таблицы. Информация по данному разделу приводится за отчетный (базовый) год и за предшествующие четыре года.
Необходимо представить информацию о количестве и установленной мощности различных типов устройств компенсации реактивной мощности (шунтирующие реакторы, синхронные компенсаторы и генераторы, работающие в режиме синхронных компенсаторов) в границах обследуемых дорог с разбивкой по дистанциям электроснабжения.
8.4 Оценка равномерности распределения нагрузок между тяговыми подстанциями участка Ч – Х
В данном разделе на основании технического задания выполняется анализ равномерности распределения нагрузок между смежными тяговыми подстанциями. Оценка распределения нагрузок выполняется для двух расчетных участков: станция 1 – станция 2, станция 2 – станция 3.
Для расчета фактического коэффициента распределения нагрузок используются данные счетчиков АСКУЭ тяговых подстанций по расходу электроэнергии на тягу поездов за 2015 год.
Электрический расчет производится по предварительно подготовленным исходным данным: профиль участка, тяговый расчет, график движения поездов и схема системы тягового электроснабжения участка.
В процессе выполнения электрического расчета находятся два значения расчетного коэффициента:
- при напряжениях на шинах тяговых подстанций, соответствующих действительным положениям устройств регулирования напряжения (РПН);
- при номинальных напряжениях на шинах тяговых подстанций;
В расчете учитываются установки продольной (УПК) и поперечной (КУ, ФКУ) емкостной компенсации, включенные в работу на тяговых подстанциях. Расчетный период для выполнения электрического расчета принимается равным одним суткам (T=1440 мин.). В процессе расчета двух вариантов также определяются потери электроэнергии в тяговой сети участка.
На основании этого делается вывод о том, насколько эффективно регулирование напряжения на шинах подстанций до номинального значения позволяет выровнять нагрузку между смежными тяговыми подстанциями участка.
Расчетный участок содержит три тяговых подстанций.
Электрический расчет по данному участку выполняем с учетом режима работы КУ, установленных на тяговых подстанциях 1,2 и 3. Результаты расчета фактического и расчетного коэффициента для действительных положений устройств РПН силовых трансформаторов тяговых подстанций показаны в таблице 8.2.
Произведем расчет для тяговой подстанции 1.
Таблица 8.1 –Значения токов и расстояний по участкам, соответствующим линейному изменению тока на графике тока фидера для нечетного направления левого плеча ТП 1
| Обозначение участка | Iн, А | Iк, А | Iср, А |
|
| 1’-3’ | 0 | 38 | 19 | 1,49 |
| 3’-5’ | 38 | 60 | 49 | 1,42 |
| 5’-7’ | 60 | 105 | 82,5 | 1,27 |
| 7’-9’ | 105 | 118 | 111,5 | 0,85 |
| Окончание таблицы 8.1 | ||||
| 9’-11’ | 118 | 138 | 128 | 1,19 |
| 11’-13’ | 138 | 165 | 151,5 | 1,57 |
| 13’-15’ | 165 | 165 | 165 | 1,49 |
| 15’-17’ | 165 | 92 | 128,5 | 1,49 |
| 17’-19’ | 92 | 130 | 111 | 1,33 |
| 19’-21’ | 130 | 120 | 125 | 1,46 |
| 21’-23’ | 120 | 362 | 241 | 1,54 |
| 23’-25’ | 362 | 380 | 371 | 1,41 |
| 25’-27’ | 380 | 385 | 382,5 | 1,12 |
| 27’-29’ | 385 | 420 | 402,5 | 1,69 |
| 29’-31’ | 420 | 460 | 440 | 0,93 |
| 31’-33’ | 460 | 210 | 335 | 0,88 |
| 33’-33а’ | 210 | 240 | 225 | 0,87 |
| Итого | 4357,685 | |||
,км
Таблица 8.2 – Значения токов и расстояний по участкам, соответствующим линейному изменению тока на графике тока фидера для нечетного направления правого плеча ТП 1
| Обозначение участка | Iн, А | Iк, А | Iср, А |
|
| 33а’-35’ | 240 | 245 | 242,5 | 0,08 |
| 35’-37’ | 245 | 290 | 267,5 | 1,44 |
| 37’-39’ | 290 | 510 | 400 | 1,61 |
| 39’-41’ | 510 | 15 | 262,5 | 1,31 |
| 41’-43’ | 15 | 15 | 15 | 1,15 |
| 43’-45’ | 15 | 15 | 15 | 1,24 |
| 45’-47’ | 15 | 405 | 210 | 1,07 |
| 47’-49’ | 405 | 135 | 270 | 1,17 |
| 49’-51’ | 135 | 165 | 150 | 1,41 |
| 51’-53’ | 165 | 220 | 192,5 | 1,22 |
| 53’-55’ | 220 | 330 | 275 | 1,59 |
| 55’-57’ | 330 | 320 | 325 | 0,97 |
| Окончание таблицы 8.2 | ||||
| 57’-59’ | 320 | 310 | 315 | 1,33 |
| 59’-61’ | 310 | 320 | 315 | 0,88 |
| 61’-63’ | 320 | 385 | 352,5 | 1,66 |
| 63’-65’ | 385 | 150 | 267,5 | 1,59 |
| 65’-67’ | 150 | 100 | 125 | 0,79 |
| 67’-69’ | 100 | 100 | 100 | 1,36 |
| 69’-71’ | 100 | 255 | 177,5 | 1,09 |
| 71’-73’ | 255 | 215 | 235 | 0,75 |
| 73’-75’ | 215 | 215 | 215 | 1,49 |
| 75’-77’ | 215 | 200 | 207,5 | 0,98 |
| 77’-79’ | 200 | 110 | 155 | 1,32 |
| 79’-81’ | 110 | 70 | 90 | 1,38 |
| 81’-83’ | 70 | 45 | 57,5 | 1,56 |
| 83’-85’ | 45 | 55 | 50 | 0,86 |
| 85’-87’ | 55 | 120 | 87,5 | 0,88 |
| 87’-89’ | 120 | 2 | 61 | 0,79 |
| 89’-91’ | 2 | 2 | 2 | 1,5 |
| 91’-93’ | 2 | 2 | 2 | 1,22 |
| 93’-95’ | 2 | 75 | 38,5 | 0,96 |
| 95’-97’ | 75 | 15 | 45 | 1,1 |
| 97’-99’ | 15 | 18 | 16,5 | 1,65 |
| 99’-101’ | 18 | 15 | 16,5 | 1,17 |
| 101’-103’ | 15 | 15 | 15 | 1,43 |
| 103-‘103а’ | 15 | 0 | 7,5 | 1,0 |
| Итого | 6756,645 | |||
Таблица 8.3 – Значения токов и расстояний по участкам, соответствующим линейному изменению тока на графике тока фидера для четного направления левого плеча ТП 1
| Обозначение участка | Iн, А | Iк, А | Iср, А |
| |||||||
| 202’-200’ | 0 | 5 | 2,5 | 1,49 | |||||||
| Окончание таблицы 8.3 | |||||||||||
| 200’-198’ | 5 | 10 | 7,5 | 1,42 | |||||||
| 198’-196’ | 10 | 75 | 42,5 | 1,27 | |||||||
| 196’-194’ | 75 | 135 | 105 | 0,85 | |||||||
| 194’-192’ | 135 | 140 | 137,5 | 1,19 | |||||||
| 192’-190’ | 140 | 175 | 157,5 | 1,57 | |||||||
| 190’-188’ | 175 | 38 | 106,5 | 1,49 | |||||||
| 188’-186’ | 38 | 65 | 51,5 | 1,49 | |||||||
| 186’-184’ | 65 | 5 | 35 | 1,33 | |||||||
| 184’-182’ | 5 | 5 | 5 | 1,46 | |||||||
| 182’-180’ | 5 | 65 | 35 | 1,54 | |||||||
| 180’-178’ | 65 | 90 | 77,5 | 1,41 | |||||||
| 178’-176’ | 90 | 225 | 157,5 | 1,12 | |||||||
| 176’-174’ | 225 | 85 | 155 | 1,69 | |||||||
| 174’-172’ | 85 | 105 | 95 | 0,93 | |||||||
| 172’-170’ | 105 | 90 | 97,5 | 0,88 | |||||||
| 170’-170а’ | 90 | 75 | 82,5 | 0,87 | |||||||
| Итого | 1705,22 | 1,5 | |||||||||
Таблица 8.4 – Значения токов и расстояний по участкам, соответствующим линейному изменению тока на графике тока фидера для четного направления правого плеча ТП 1
| Обозначение участка | Iн, А | Iк, А | Iср, А |
| |
| 170а’-168’ | 75 | 75 | 75 | 0,08 | |
| 168’-166’ | 75 | 100 | 87,5 | 1,44 | |
| 166’-164’ | 100 | 465 | 282,5 | 1,61 | |
| 164’-162’ | 465 | 375 | 420 | 1,31 | |
| 162’-160’ | 375 | 460 | 417,5 | 1,15 | |
| 160’-158’ | 460 | 420 | 440 | 1,24 | |
| 158’-156’ | 420 | 90 | 255 | 1,07 | |
| 156’-154’ | 90 | 80 | 85 | 1,17 | |
| 154’-152’ | 80 | 78 | 79 | 1,41 | |
| Окончание таблицы 8.4 | |||||
| 152’-150’ | 78 | 80 | 79 | 1,22 | |
| 150’-148’ | 80 | 195 | 137,5 | 1,59 | |
| 148’-146’ | 195 | 245 | 220 | 0,97 | |
| 146’-144’ | 245 | 105 | 175 | 1,33 | |
| 144’-142’ | 105 | 185 | 145 | 0,88 | |
| 142’-140’ | 185 | 50 | 117,5 | 1,66 | |
| 140’-138’ | 50 | 60 | 55 | 1,59 | |
| 138’-136’ | 60 | 70 | 65 | 0,79 | |
| 136’-134’ | 70 | 60 | 65 | 1,36 | |
| 134’-132’ | 60 | 180 | 120 | 1,09 | |
| 132’-130’ | 180 | 230 | 205 | 0,75 | |
| 130’-128’ | 230 | 185 | 207,5 | 1,49 | |
| 128’-126’ | 185 | 230 | 207,5 | 0,98 | |
| 126’-124’ | 230 | 30 | 130 | 1,32 | |
| 124’-122’ | 30 | 40 | 35 | 1,38 | |
| 122’-120’ | 40 | 30 | 35 | 1,56 | |
| 120’-118’ | 30 | 25 | 27,5 | 0,86 | |
| 118’-116’ | 25 | 22 | 23,5 | 0,88 | |
| 116’-114’ | 22 | 35 | 28,5 | 0,79 | |
| 114’-112’ | 35 | 30 | 32,5 | 1,5 | |
| 112’-110’ | 30 | 20 | 25 | 1,22 | |
| 110’-108’ | 20 | 20 | 20 | 0,96 | |
| 108’-106’ | 20 | 10 | 15 | 1,1 | |
| 106’-104’ | 10 | 10 | 10 | 1,65 | |
| 104’-102’ | 10 | 8 | 9 | 1,17 | |
| 102’-100’ | 8 | 5 | 6,5 | 1,43 | |
| 100’-100а’ | 5 | 0 | 2,5 | 1,0 | |
| Итого | 5249,64 | ||||
Найдем расход энергии от одного поезда, для каждого плеча питания четного и нечетного направления поезда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
