Реконструкция электрической части подстанции

     Программа  NORD-A  предназначена для создания и редактирования файлов типа *.TRA, содержащих для каждого направления движения  (нечетного и четного) данные тяговой нагрузки поездов базовой массы с локомотивами однофазного переменного тока.

     На  однопутных  участках, как и на многопутных, тяговая нагрузка задается для обоих направлений движения.

     Программа  N2-UBAS  предназначена  для   создания и редактирования файлов  базы данных параметров расчетных   участков  (межподстанционных зон), электрифицированных по системе  переменного тока 2х25 кВ.

     В разделе  Типы поездов выполняется ввод,  загрузка, редактирование и запись  в файл таблицы наиболее характерных  масс  поездов, обращающихся  на участке в нечетном и четном направлениях. Допустимые значения масс поездов находятся в пределах от 200  до 30000 т.

     Программа  N 2 - C N предназначена  для выполнения  расчетов нагрузочных режимов  в отдельной межподстанционной зоне системы 2х25 кВ однопутных и двухпутных участков при нормальных или вынужденных схемах питания тяговой сети.    

Результатами расчетов являются расход и потери  электроэнергии на зоне, средние и максимальные токи в обмотках трансформаторов подстанций и линейных автотрансформаторов (АТ),  наибольшие средние токи фидеров  и температуры нагрева проводов подвески за период 1,  3 и 20 мин,  минимальные значения напряжения в контактной сети межподстанционных зон.

Зная токопотребление, рассчитали минимальные межпоездные интервалы при реальных параметрах системы тягового электроснабжения на участке Лена – Кюхельбекерская с помощью программы NORD – 2 в пакетном графике движения. Пакет содержит 20% поездов массой 6000 т и 80% - 4200 т, результаты записаны в таблицу 3. Также определили минимальные межпоездные интервалы для усиленных схем системы тягового электроснабжения (СТЭ). Для наглядности, сравним  интервалы для реальных параметров СТЭ  и с мерами усиления СТЭ в таблице 4.

Воспользовавшись случайным графиком движения поездов, определили потери в тяговой сети и в трансформаторах. Для этого, сначала произвели расчёт для реальной схемы СТЭ. Полученные результаты оформили в виде итоговой таблицы 5.

 

 

 

 

 

 

  

 

Таблица 3 – Параметры  нормального режима работы СТЭ участка  Лена – Кюхельбекерская (пакетный график: 20% - 6000 т; 80% - 4200 т)

Межподстанционная зона	Нечётное направление					Чётное направление
	Θ, мин	Uminкс, кВ	tкр., 0C	Imaxф ТП, А	Imax АТП, А	Θ, мин	Uminкс, кВ	tкр., 0C	Imaxф ТП, А	Imaxф АТП, А
Лена-Звёздная	25	21,86	44	308	283	20	21,33	47	368	285
Звёздная-Ния	8	21,06	42	218	–	8	25,09	41	63	–
Ния-Киренга	13	21,26	43	219	248	13	21,23	43	234	265
Киренга-Улькан	8	23,18	41	106	218	8	22,25	42	133	224
Улькан-Кунерма	15	22,25	45	302	249	8	22,75	41	121	183
Кунерма-Дабан	13	22,03	47	338	321	8	25,48	40	41	67
Дабан-Северобайкальск	8	24,13	40	61	152	31	21,35	46	292	358
Северобайкальск-Кичера	18	21,47	41	133	240	35	21,37	43	169	371
Кичера-Ангоя	19	21,07	47	279	252	13	21,79	42	163	188
Ангоя-Уоян	14	22,30	43	204	273	10	21,41	42	173	253
Уоян-Кюхельбекерская	21	21,03	45	280	339	16	21,47	41	124	215

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 – Минимальный межпоездной  интервал при разных мерах усилениях СТЭ  (пакетный график: 20% - 6000 т; 80% - 4200 т)

Межподстанционная Зона	Нечётное направление			Чётное направление
	Θ, мин	Θ при установке АТП, мин	Θ при использовании УП А-185, мин	Θ, мин	Θ при установке АТП, мин	Θ при использовании УП А-185, мин
Лена-Звёздная	24	23	21	19	15	19
		23			15
Звёздная-Ния	8	8	8	8	8	8
Ния-Киренга	12	11	10	12	11	10
Киренга-Улькан	8	8	8	8	8	8
		8			8
Улькан-Кунерма	14	11	11	8	8	8
		13			8
Кунерма-Дабан	12	11	11	8	8	8
Дабан-Северобайкальск	8	8	8	30	27	26
		8			26
		8			26
Северобайкальск-Кичера	17	14	16	34	29	31
		14			29
Кичера-Ангоя	18	17	15	12	11	11
		15			9
		15			9
Ангоя-Уоян	13	11	12	9	8	8
		10			8
Уоян-Кюхельбекерская	20	19	19	15	14	14
		19			14

 

Таблица 5 – Параметры нормального  режима работы СТЭ участка Лена –  Кюхельбекерская без усиления (случайный  график: 20% - 6000 т; 80% - 4200 т)

Межподстанционная зона	Uminкс, кВ		tкр., 0C	Imaxф ТП, А		Imax АТП, А		Wакт, кВт*ч		∆WТС				∆WТр, кВт*ч
										%		кВт*ч
Нечётное направление
Лена-Звёздная	22,93		44	303		283		66974		4,3		2894		88
Звёздная-Ния	24,61		42	218		–		32930		2,0		671		42
Ния-Киренга	23,84		43	219		248		55654		3,2		1772		56
Киренга-Улькан	25,26		41	106		218		16635		1,3		210		13
Улькан-Кунерма	23,64		44	243		184		54631		2,8		1506		65
Кунерма-Дабан	23,74		46	326		321		66404		2,7		1765		108
Дабан-Северобайкальск	24,69		40	54		294		15245		1,7		253		12
Северобайкальск-Кичера	22,79		41	133		240		35474		3,3		1163		30
Кичера-Ангоя	21,99		47	274		317		45784		2,9		1310		66
Ангоя-Уоян	25,03		41	102		177		28962		1,9		546		24
Уоян-Кюхельбекерская	22,59		42	207		270		45344		2,7		1212		43
Чётное направление
Лена-Звёздная		22,61	47		368		285		65356		4,7		3061		101
Звёздная-Ния		25,35	41		63		–		7426		0,7		49		7
Ния-Киренга		23,52	43		234		265		63306		3,1		1993		67
Киренга-Улькан		25,74	41		93		157		21720		1,2		252		17
Улькан-Кунерма		24,87	41		121		183		18548		1,6		294		14
Кунерма-Дабан		25,66	40		24		67		6081		0,6		34		3
Дабан-Северобайкальск		22,24	46		292		358		71260		3,5		2477		122
Северобайкальск-Кичера		22,70	41		118		259		42092		3,7		1546		45
Кичера-Ангоя		24,88	41		115		131		28427		1,9		545		24
Ангоя-Уоян		24,02	42		146		253		30971		2,3		418		33
Уоян-Кюхельбекерская		22,88	41		115		215		35731		2,7		966		32

 

Для снижения потерь, увеличения пропускной способности участка железной дороги существует несколько вариантов усиления системы тягового электроснабжения. Для усиления расчётного участка предложим два из них: установка АТП и применение усиливающего провода А – 185.

Система тягового электроснабжения 2х25 кВ имеет в межподстанционной зоне автотрансформаторные пункты. Обмотки автотрансформаторов присоединяются к дополнительному проводу и контактной сети, а средняя точка обмотки - к рельсу. На тяговых подстанциях применяются трансформаторы со схемой соединения обмоток в "открытый треугольник". То есть один край обмотки включается в дополнительный провод, средняя точка - в рельс, второй край - в контактную сеть, таким образом, между крайними точками (контактной сетью и рельсом) напряжение составляет 50 кВ, а подвижной состав не меняют, так как на токоприёмниках 25 потребляется меньшая мощность при более высоком напряжении. Эта система наиболее эффективна для грузонапряжённых участков, в ней малы потери, так как снижается сопротивление тяговой сети, уровень электромагнитного влияния меньше в 8-10 раз по сравнению с первой системой, но один недостаток - завышенная суммарная мощность автотрансформаторов, она превышает мощность тяговой подстанции, усложняется обслуживание.

На участках переменного тока увеличение сечения контактной подвески путём подвешивания усиливающего провода снижает реактивную составляющую сопротивления, что особенно важно при низком коэффициенте мощности.

Сначала рассчитан вариант установки АТП. Произведён расчёт в случайном графике движения. При этом добились того, чтобы расход активной энергии совпал с расходом этой же энергии при расчёте без вариантов усиления. Это необходимо для более точного определения потерь между реальной схемой СТЭ и схемой с мерами усиления. Полученные данные свели в итоговые таблицы 6 и 7 для нечётного и чётного направлений соответственно.

Рассмотрим второй вариант усиления. Как и в первом случае, воспользовались случайным графиком движения поездов, так же стремясь к равенству расхода активной энергии для данного варианта и варианта расчёта без усиления. Результаты расчёта оформили в виде таблицы 8.

 

 

 

 

 

Таблица 6 – Параметры нормального режима работы СТЭ участка Лена – Кюхельбекерская с мерой усиленя (установка АТП) в нечётном направлении (случайный график: 20% - 6000 т; 80% - 4200 т)

Межподстанционная зона	Расположение    АТП, км	UminКС, кВ	tкр., 0C	Imaxф ТП, А	Imaxф АТП, А	Wакт, кВт*ч	∆WТС		∆WТр, кВт*ч
							%	кВт*ч
Лена-Звёздная	773	22,93	44	303	283	66685	4,3	2891	82
	778	22,93	44	303	283	66892	4,2	2880	78
Звёздная-Ния	803	24,80	41	169	170	32823	1,5	494	29
Ния-Киренга	860	23,85	43	219	247	55118	2,8	1517	48
Киренга-Улькан	899	25,30	41	93	192	16636	1,1	190	12
	919	25,31	41	105	197	16635	1,2	200	10
Улькан-Кунерма	939	24,10	42	167	181	54655	2,3	1276	53
	972	23,65	43	224	169	54648	2,6	1429	60
Кунерма-Дабан	986	24,01	46	326	319	66245	2,6	1746	100
Дабан-Северобайкальск	1050	25,14	40	54	139	15245	1,5	226	10
	1055	25,54	40	54	169	15246	1,3	203	10
	1058	25,67	40	58	180	15245	1,2	188	10
Северобайкальск-Кичера	1075	23,39	41	133	194	35167	2,9	1027	27
	1085	23,10	41	132	176	35475	3,0	1055	19
Кичера-Ангоя	1142	22,52	44	212	280	45272	2,4	1098	55
	1162	22,76	46	240	282	45253	2,5	1115	58
	1176	22,75	46	241	243	45768	2,6	1194	58
Ангоя-Уоян	1218	25,21	41	106	140	28529	1,7	498	23
	1230	24,46	42	152	229	28689	1,8	527	23
Уоян-Кюхельбекерская	1265	23,49	42	207	233	45339	2,4	1082	41
	1296	22,59	42	198	253	45347	2,4	1109	40

 

 

Таблица 7 – Параметры нормального режима работы СТЭ участка Лена – Кюхельбекерская с мерой усиленя (установка АТП) в чётном направлении (случайный график: 20% - 6000 т; 80% - 4200 т)

Межподстанционная зона	Расположение    АТП, км	UminКС, кВ	tкр., 0C	Imaxф ТП, А	Imaxaф АТП, А	Wакт, кВт*ч	∆WТС		∆WТр, кВт*ч
							%	кВт*ч
Лена-Звёздная	773	24,23	42	212	198	65182	3,6	2379	72
	778	23,04	44	285	271	65369	4,2	2713	86
Звёздная-Ния	803	25,45	41	55	71	7427	0,6	45	6
Ния-Киренга	860	23,78	43	233	229	63306	3,0	1898	66
Киренга-Улькан	899	25,19	42	132	180	21783	1,1	246	16
	919	25,76	41	77	142	21722	1,1	231	14
Улькан-Кунерма	939	25,64	41	85	122	18665	1,4	267	12
	972	25,15	41	99	166	18354	1,5	282	13
Кунерма-Дабан	986	25,95	40	33	125	6081	0,5	28	2
Дабан-Северобайкальск	1050	22,68	46	292	306	71261	3,3	2371	121
	1055	23,07	46	292	325	71262	3,3	2340	120
	1058	23,36	46	292	332	71262	3,3	2332	120
Северобайкальск-Кичера	1075	21,40	43	159	307	42204	3,5	1462	44
	1085	21,41	43	159	281	42203	3,6	1537	44
Кичера-Ангоя	1142	23,83	42	150	202	28266	1,9	544	23
	1162	24,01	42	140	195	28305	2,0	544	23
	1176	25,02	41	98	112	28796	1,8	518	21
Ангоя-Уоян	1218	24,49	41	137	221	30973	2,2	411	31
	1230	24,52	41	138	242	30464	1,8	417	32
Уоян-Кюхельбекерская	1265	23,63	41	109	191	35497	2,4	863	29
	1296	22,88	41	115	202	35142	2,4	828	28