143 23.05.05 Пышкин А.А. Расчет...дорог. Рекомендации по курсовому2021
реклама
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электроснабжение транспорта» Д.В. Лесников А.А. Пышкин ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ НА ПОСТОЯННОМ (ПЕРЕМЕННОМ) ТОКЕ Екатеринбург 2021 Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электроснабжение транспорта» А.А. Пышкин Д.В. Лесников ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ НА ПОСТОЯННОМ (ПЕРЕМЕННОМ) ТОКЕ Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» специализации «Электроснабжение железных дорог» 4-е издание, дополненное и переработанное Екатеринбург 2021 УДК 621.331:621.311 (07) T35 Лесников Д.В. Пышкин А.А. Т35 Электрификация железной дороги на постоянном (переменном) токе: метод. указания по выполнению курсового и дипломного проектирования. – Екатеринбург : УрГУПС, 2021. – 105 с. Рассматривается определение основных параметров и показателей работы системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Указания составлены таким образом, что позволяют рассматривать задачи, связанные с исследованием влияния отдельных факторов на параметры и показатели работы системы. Предназначены для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» специализации «Электроснабжение железных дорог» всех форм обучения. Составлены в соответствии с программой по дисциплине «Электроснабжение железных дорог», утвержденной Учебнометодическим объединением вузов по образованию в области железнодорожного транспорта и транспортного строительства. Четвертое издание переработано в методическом плане, особенно в части последних указаний главного управления электрификации и электроснабжения ОАО «РЖД». В разделы внесены дополнения и уточнения, приложения дополнены справочным материалом. Указания рекомендованы к печати на заседании «Электроснабжение транспорта», протокол № от . .2020 г. кафедры Авторы: А.А. Пышкин, профессор кафедры «Электроснабжение транспорта», канд. техн. наук, УрГУПС Д.В. Лесников, доцент кафедры «Электроснабжение транспорта», канд. техн. наук, УрГУПС Рецензент: А.С. Низов, доцент кафедры «Электроснабжение транспорта», канд. техн. наук, УрГУПС © Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2021 СОДЕРЖАНИЕ Введение ....................................................................................................................... 5 1. Расчетные режимы для определения параметров и показателей работы системы электроснабжения ........................................................................................ 7 2. Определение оптимального расстояния между тяговыми подстанциями ...... 9 3. Расчет расхода электроэнергии на движение поезда по межподстанционным зонам и его разнесенных значений между смежными тяговыми подстанциями ............................................................................................................ 12 4. Определение мощности тяговых подстанций. выбор силового оборудования ............................................................................................................ 15 5. Расчет сечения контактной подвески................................................................ 22 6. Проверка проводов выбранной контактной подвески на нагревание ........... 29 7. Определение потерь электроэнергии в тяговой сети ...................................... 31 8. Экономическое сравнение схем соединения контактных подвесок путей ... 33 9. Расчет потерь электроэнергии в трансформаторах тяговой подстанции ...... 34 10. Расчет установки поперечной емкостной компенсации.............................................................................................................. 38 11. Оценка уровня напряжения на токоприемникеэлектровоза ....................... 40 11.1 Определение потери напряжения в тяговой сети ....................................... 43 11.2 Определение потери напряжения на тяговой подстанции ......................... 47 12. Расчет токовой защиты от токов короткого замыкания в тяговой сети ........ 54 13. Определение несимметрии напряжений на шинах 27,5 кв с учетом установки продольной емкостной компенсации.................................................... 58 библиографический список ...................................................................................... 60 Приложение А – Результаты тяговых расчетов для участков постоянного тока ....................................................................................................... 62 3 Приложение Б – Результаты тяговых расчетов для участков переменного тока ....................................................................................................... 80 Приложение В – Пикетаж станций и тяговых подстанций для участков постоянного тока ....................................................................................................... 91 Приложение Г – Пикетаж станций и тяговых подстанций для участков переменного тока ....................................................................................................... 91 Приложение Д – Данные о размерах движения и условиях работы системы электроснабжения участка ....................................................................................... 92 Приложение Е – Электрические характеристики силовых трехфазных трехобмоточных масляных трансформаторов ....................................................... 94 Приложение Ж – Электрические характеристики силовых трехфазных двухобмоточных масляных трансформаторов ....................................................... 96 Приложение З – Электрические характеристики трансформаторов для 12пульсовых преобразователей ................................................................................... 98 Приложение И – Электрические характеристики выпрямителей и инверторов тяговых подстанций постоянного тока ................................................................. 101 Приложение К – Типы контактных подвесок и их характеристики .................. 103 Приложение Л – Удельное сопротивление тяговой сети переменного тока двухпутного участка ............................................................................................... 104 4 ВВЕДЕНИЕ При выполнении курсового проекта для двухпутного участка магистральной железной дороги, электрифицируемой на постоянном токе или на однофазном токе промышленной частоты, необходимо: 1. Определить расчетные размеры движения для нахождения основных параметров системы электроснабжения и оценки отдельных технико- экономических показателей ее работы. 2. Рассчитать расход электроэнергии на движение поезда по межподстанционным зонам и его разнесенные значения между смежными тяговыми подстанциями. 3. Рассчитать мощность одной тяговой подстанции, выбрать количество, тип и мощность трансформаторов и преобразовательных агрегатов для данной подстанции (в качестве расчетной подстанции выбирается подстанция, имеющая два плеча питания). 4. Определить экономическое сечение контактной подвески одной межподстанционной зоны двустороннего питания для заданной схемы соединения контактных подвесок смежных путей и альтернативной, выбранной произвольно. 5. Произвести проверку выбранного сечения проводов контактной сети на нагревание. 6. Рассчитать годовые потери электроэнергии в контактной сети для рассмотренных схем соединения контактных подвесок смежных путей. 7. Выполнить технико-экономическое сравнение рассмотренных схем соединения контактных подвесок. 8. Для заданной схемы соединения контактных подвесок смежных путей оценить уровень напряжения на токоприемнике электровоза поезда за время хода его на автоматической характеристике по условному «ограничивающему» перегону и выбранному блок-участку (для одного из путей). 9. Произвести расчет максимальной токовой защиты для фидера 5 контактной сети расчетной тяговой подстанции с оценкой его максимального рабочего тока, минимального тока короткого замыкания и тока уставки для раздельной схемы соединения контактных подвесок смежных путей. В случае невозможности осуществления защиты от токов короткого замыкания по всей длине межподстанционной зоны для раздельной схемы питания расчет выполнить для узловой схемы. В результате выполнения проекта необходимо представить: 1. Расчетно-пояснительную записку. 2. Графики зависимости тока поезда и времени его хода от пути с указанием расположения условного «ограничивающего» перегона и выбранного блок-участка. 3. Схему присоединения тяговых подстанций участка к ЛЭП и тяговой сети (для системы однофазного тока промышленной частоты). 4. Схему защиты от токов короткого замыкания, установленную на фидере контактной сети подстанции, принципиальную схему питания и секционирования контактной сети (для одной межподстанционной зоны двустороннего питания, при необходимости с постом секционирования и пунктами параллельного соединения, с изображением условного путевого развития станций и тяговых подстанций с соответствующим числом фидеров контактной сети). Исходные данные для выполнения курсового проекта приведены в приложениях и определяются в соответствии с цифрами шифра задания. По первой цифре шифра выбирают номер участка и результаты тяговых расчетов для заданной системы электроснабжения (прил. А и прил. Б), а также пикетаж станций и тяговых подстанций участка (прил. В и прил. Г). По второй цифре шифра выбирают данные из табл. Д.1, а по третьей – из табл. Д.2. Рекомендуемые масштабы при построении зависимости тока поезда и времени его хода от пути: 1. Постоянный ток: 1 см – 200 А, 1 см – 1 мин, 1 см – 1 км. 2. Переменный ток: 1 см -20 А, 1 см – 1 мин, 1 см – 2км. 6 1. РАСЧЕТНЫЕ РЕЖИМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ К основным параметрам системы электроснабжения электрифицированных железных дорог относятся расстояние между тяговыми подстанциями, мощность тяговых подстанций (число и мощность силовых понижающих трансформаторов, число и мощность выпрямительных агрегатов), сечение проводов контактной сети. При проектировании электрификации железных дорог в целом и отдельных объектов электроснабжения руководствуются [1, 2]. При размещении тяговых подстанций рекомендуется руководствоваться среднесуточными размерами движения за год на перспективу (на десятый год эксплуатации участка). При расчете трансформаторной мощности тяговых подстанций за основу принимаются суточные среднегодовые размеры движения в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации. Выпрямительная мощность тяговых подстанций оценивается исходя из режима движения, соответствующему полному использованию пропускной способности. Если пропускная способность участка ограничивается системой сигнализации, то при автоблокировке она равна: – на двухпутном участке N0 = 1440 ; Θ (1) – на однопутном участке (при частично пакетном графике движения из двух поездов в пакете в направлении наибольшего электропотребления и одного поезда в обратном направлении) [2] N0 = 4320 , tчет + tнеч + Θ + 1 где Θ – минимальный межпоездной интервал, мин; 7 (2) tчет– полное время хода поезда основного типа в четном направлении по перегону, для которого сумма времени хода поезда в обоих направлениях наибольшая, мин; tнеч– то же для нечетного направления, мин. Определение экономического сечения контактной сети производят при нормальной схеме питания контактной сети для среднесуточных размеров движения за год на пятый год эксплуатации, которые равны N '= N kн , (3) где N – среднесуточные размеры движения поездов определенного типа в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации; kн – коэффициент годовой неравномерности перевозок, равный 1,1…1,15. Проверка сечения проводов контактной сети на нагревание и проверка уровня напряжения в тяговой сети выполняются для режима полного использования пропускной способности участка [2, 3, 22, 23]. 8 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТЯГОВЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ Расстояние между тяговыми подстанциями является одним из основных параметров системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. Оптимальная его величина определяется целым рядом факторов [4]. Ориентировочно значение оптимального расстояния между тяговыми подстанциями Lопт для заданного участка может быть определено по кривым, приведенным в [4]. Эти кривые аппроксимируются следующим выражением, км: Lопт = apcp- b , (4) где a и b – постоянные аппроксимирующего выражения (для системы постоянного тока соответственно 108 и 0,36; переменного – 436 и 0,43). рср – среднегодовая линейная нагрузка по рассматриваемому участку, кВт/км; Среднегодовая линейная нагрузка pср определяется выражением, кВт/км, pcp = k з kд kт .с k м .э 24kн Lуч v A p =1 p • Np , (5) где Ap – расход электроэнергии на движение поезда типа «р» по рассматриваемому участку (для участка постоянного тока в кВт∙ч, для участка переменного тока – кВА∙ч); Np – суточные размеры движения поездов типа «р» на пятый год эксплуатации в месяц интенсивной работы; v – суммарное число типов поездов, обращающихся на участке (в данном случае под типом поезда понимают поезда определенной категории в одном из направлений движения: четном или нечетном); 9 Lуч – длина рассматриваемого участка, км; kз – коэффициент, учитывающий увеличение потребления электроэнергии на тягу поездов в зимнее время, можно принять равным 1,08 [5]; kд – коэффициент, учитывающий потребление электроэнергии на собственные нужды электровозов (для системы постоянного тока 1,02; переменного – 1,03) [5]; kт.с – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в тяговой сети (для системы постоянного тока 1,07; переменного – 1,03) [5]; kм.э – коэффициент мощности электровоза (для системы постоянного тока 1; переменного – 0,82) [6]; kн – см. раздел 1. Расход электроэнергии на движение одного поезда типа «р» по рассматриваемому участку равен MР AР = kт I i Δ ti (6) i =1 где MР – число попарных значений тока и времени его потребления по элементам пути на рассматриваемом участке для поезда типа «р», где ток изменяется линейно; Ii – среднее значение тока поезда на i-ом элементе пути, А; ti – время хода поезда по i-му элементу пути, мин.; kт – расчетный коэффициент для определения расхода электроэнергии на тягу поездов (для системы постоянного тока 0,05; переменного – 0,41) [5]. На основе найденного значения оптимального расстояния между подстанциями намечаются конкретные места их расположения. Выбор месторасположения тяговых подстанций осуществляется с учетом целого ряда факторов: расположения раздельных пунктов (обязательное расположение на крупных 10 (станций) на участке станциях), профиля участка, конфигурации линии внешнего электроснабжения, величины и расположения нетяговой нагрузки, обеспечения жилищно-бытовых условий для обслуживающего персонала. Необходимо учитывать, что подстанции, как правило, в силу ряда причин (в том числе и в соответствии с требованиями гражданской обороны к системе электроснабжения электрифицированных железных дорог) располагаются относительно оси станций (пассажирского здания) со сдвигом, в отдельных случаях до 1…2 км. 11 РАСЧЕТ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА ПО МЕЖПОДСТАНЦИОННЫМ ЗОНАМ И ЕГО РАЗНЕСЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ МЕЖДУ СМЕЖНЫМИ ТЯГОВЫМИ ПОДСТАНЦИЯМИ 3. Значение расхода электроэнергии на движение одного поезда по межподстанционной зоне А и разнесенных значений его по смежным тяговым подстанциям А' и А" необходимо для расчета параметров системы электроснабжения и показателей ее работы. При схеме одностороннего питания вся электроэнергия, потребляемая поездом, поступает от одной тяговой подстанции. Поэтому для данной схемы значения А и А' (или А") одинаковы. При схеме двустороннего питания контактной сети электроэнергия, потребляемая поездом на каждом элементе движения под током, распределяется между смежными тяговыми подстанциями, при одном и том же сечении контактной подвески по всей длине межподстанционной зоны, обратно пропорционально расстояниям от середины данного элемента до тяговых подстанций. Для выполнения расчетов кривые поездного тока и времени для обоих направлений движения по данным табл. П. 1.1 – П. 2.10 должны быть построены в функции расстояния для рассматриваемой части участка. Для участков переменного тока указаны значения приведенного выпрямленного тока электровоза. Раздел кривой поездного тока между тяговыми подстанциями необходимо произвести, используя известный способ пропорционального деления отрезка [3]. При этом рекомендуется за основу взять ось расчетной тяговой подстанции (см. с. 5). Расход электроэнергии на движение одного поезда по межподстанционной зоне определяется по формуле М A = k т I i Δ ti , (7) i =1 где Ii – среднее значение тока поезда на i-ом элементе пути, А; Δti – время хода поезда по i-му элементу пути, мин; М – число элементов пути на межподстанционной зоне для рассматриваемого направления движения; 12 kT – расчетный коэффициент для определения расхода электроэнергии на тягу поездов (для системы постоянного тока 0,05, переменного – 0,41 ). При нахождении расхода электроэнергии, отнесенного к фидеру расчетной тяговой подстанции (А' или А" ), вместо Ii подставляется среднее значение тока поезда на i-ом элементе пути, взятое по части кривой поездного тока, отнесенной к расчетной подстанции, которая получается в результате раздела кривой поездного тока между смежными подстанциями. Расчеты по определению А, А' и А" должны быть выполнены для каждого направления движения. После выполнения всех расчетов полученные результаты для каждого пути рекомендуется представить в виде расчетной схемы с изображением всех подстанций рассматриваемого участка и указанием для каждой межподстанционной зоны для обоих путей всех рассчитанных значений расходов электроэнергии на тягу поезда, полного времени его хода и времени хода под током (расчетная схема). Такая расчетная схема облегчает выполнение всех последующих разделов проекта. Т.П. А А/1 = А/2 = A1= t1= t1т= A2= t2= t2т= А//1 = Т.П. Б А//2 = А/3 = А/4 = Рис. 1. Расчетная схема На приведенной расчетной схеме: 13 A3= t3= t3т= A4= t4= t4т= А//3 = А//4 = Т.П. В А1, А2, А3, А4 – полные расходы электроэнергии на движение одного поезда между тяговыми подстанциями по каждому пути рассматриваемых межподстанционных зон; А'1 – часть расхода электроэнергии на движение одного поезда по нечетному пути между тяговыми подстанциями А и Б, приходящаяся на тяговую подстанцию А; А"1 – часть расхода электроэнергии на движение одного поезда по нечетному пути между тяговыми подстанциями А и Б, приходящаяся на тяговую подстанцию Б; t1 – полное время хода поезда по нечетному пути между тяговыми подстанциями А и Б; t1т – время хода поезда под током по нечетному пути между тяговыми подстанциями А и Б; Все времена хода берут с построенной кривой времени хода для каждого пути. Для некоторых вариантов исходных данных число тяговых подстанций может быть равно двум. Это означает, что одна из тяговых подстанций или обе будут иметь на одном из плеч (слева или справа) зону одностороннего питания. 14 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ. ВЫБОР СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Необходимая трансформаторная мощность для питания тяговой и районной нагрузок подстанции равна, кВА, S = ( S т + S р )k p , (8) где SТ – потребная трансформаторная мощность для питания тяговой нагрузки, кВА; Sр– необходимая трансформаторная мощность для питания районной нагрузки, кВА (прил. Д ); k p – коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов тяговой и районной нагрузок, может быть принят равным 0,93. При системе постоянного тока значение Sт определяют по формуле [2,3, 5,23], кВА, Sт = ( P' + P" )kм kэ cosφ , (9) где P’ и Р” – среднесуточные нагрузки плеч питания подстанции в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации; kм – коэффициент, неравномерности учитывающий движения на влияние тепловые внутрисуточной процессы в трансформаторе и износ изоляции его обмоток; k э – коэффициент эффективности тяговой нагрузки подстанции; cosφ – коэффициент мощности подстанции, может быть принят равным 0,92 …0,97(в зависимости от применяемой схемы выпрямления). Значение коэффициента k м может быть определено по кривым рис. 1–11, приведенным в [5], либо по формуле 15 P kм = (-0,166t + 1, 204) сим Pmax −0,499t 2 + 0,768t − 0,677 , (10) где Pсим – среднесуточная нагрузка подстанции в месяц интенсивной работы пятый год эксплуатации; Pmax – максимальная нагрузка подстанции; t – время хода поезда по подстанционной зоне расчетной подстанции (определяется как среднее для четного и нечетного направлений для участков постоянного тока, для участков переменного тока уменьшить в 4 раза), ч. При однотипных поездах на участке отношение Pсим/Рmax может быть заменено отношением N/N0 . Значение N определяют как среднее для четного и нечетного направлений. Коэффициент эффективности тяговой нагрузки подстанции k э при отсутствии рекуперации находят по формуле [3] kэ = c1Т + 1- ν N p =1 t p тp c2 NΘ min ν N p =1 , (11) t p p где Np – суточное число поездов типа «р», проходящих по участку в четном или нечетном направлениях; tтp– время хода под током по подстанционной зоне рассматриваемой под станции поезда типа «р»; мин; tp– полное время хода по подстанционной зоне рассматриваемой подстанции поезда типа «р»; мин; T – суточный период, мин.; N – суточное число поездов всех типов в одном из направлений движения (если для четного и нечетного различно, то берут среднее); Θmin – минимальный межпоездной интервал, мин; 16 v – суммарное число типов поездов в четном и нечетном направлениях; с1 и с2 – коэффициенты, значения которых определяются схемой питания контактной сети (при двустороннем питании с1=1,4, а с2=1,33; при одностороннем питании соответственно 1,1 и 1,0) [3]. Если одна из межподстанционных зон, питаемых рассматриваемой тяговой подстанции, имеет одностороннее питание, то значения коэффициентов c1 и c 2 приближенно могут быть приняты равными: с1= (1,4+1,1) /2 и с2= (1,33+1,0)/2 [2]. Если в каждом направлении движения обращаются только однотипные поезда, то коэффициент эффективности тяговой нагрузки подстанции с учетом обозначений величин на расчетной схеме (см. рис.) может быть рассчитан по формуле c2 N • Θmin с1Т + 1. (12) N 2 (t2т + t4т ) + N1 (t1т + t3т ) N 2 (t2 + t4 ) + N1 (t1 + t3 ) kэ = Среднесуточная потребляемая мощность для плеч питания подстанции равна ( ) kkk v ( ) P' '' = з д т.с A'p1'' • N p1 24 Р1=1 1 + v2 ( ) A'p'' • N p , 2 2 Р 2=1 (13) ( ) ( ) где A'p1 ' ' и A'p ' ' – расходы электроэнергии на движение одного поезда типа «р» 2 для нечетного и четного направлений, отнесенные к соответствующему плечу питания подстанции кВт∙ч, (см. расчетную схему, раздел 3); N p и N p – суточные размеры движения поездов типа «р» на пятый год 1 2 эксплуатации в месяц интенсивной работы, соответственно в нечетном и четном направлении; v1 и v2 – число типов поездов соответственно в нечетном и четном 17 направлении; kз, kд, kт.с – коэффициенты (см. с. 10–11). При однотипных поездах в обоих направлениях движения среднесуточная потребляемая мощность для плеч питания тяговой подстанции будет равна, кВт, P' '' = ( ) kз kд kт.с 24 ( ) ' '' ' '' Aчет N 2 + Aнеч N1 . ( ) ( ) (14) Исходя из расчетного режима для оценки выпрямительной мощности подстанций постоянного тока Рвыпр, кВт (см. раздел 1) она может быть найдена как, ' '' Pвыпр = Pвыпр + Pвыпр , ' '' Pвыпр = ( ) ( (15) kз kд kт.с ' ( '') ' ( '') Aчет + Aнеч 24 ) • (16) N0 , ( ) ' '' где A – расход электроэнергии на движение одного поезда основного типа, отнесенный к соответствующему плечу питания подстанции, кВт∙ч; N0 – пропускная способность участка (см. раздел 1). При системе переменного тока величину Sт определяют по формуле [3, 5], кВА, (17) SТ = (2S ' + 0,65S " ) kЭ kМ kф kк где S’ и S”– среднесуточная потребляемая мощность соответственно для более и менее загруженного плеча питания тяговой подстанции в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации, кВА; kм – коэффициент, неравномерности учитывающий движения на влияние износ внутрисуточной изоляции обмоток трансформатора (при этом t (10), время хода по межподстанционной зоне, определяется как среднее для четного и нечетного направления 18 межподстанционных зон, питаемых от рассматриваемой тяговой подстанции); kф – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки фаз трансформатора, приближенно равен 0,9; kк – коэффициент, учитывающий влияние батареи поперечной компенсации, установленной на подстанции, может быть принят равным 0,914; k э – коэффициент эффективности нагрузки наиболее загруженной фазы трансформатора. Значения S' и S' ' рассчитывают по ранее приведенной формуле для P' и P' ' при рассмотрении системы постоянного тока. Коэффициент эффективности нагрузки наиболее загруженной фазы трансформатора может быть определен по формуле [5] 4 ( k'э ) + ( k э '' ) n + 2n 2 kэ = 2 4 + n + 2n 2 2 , (18) где k э′ – коэффициент эффективности нагрузки более загруженного плеча питания тяговой подстанции; k э′ – коэффициент эффективности нагрузки менее загруженного плеча питания тяговой подстанции; n = S' ' S' . Значения коэффициентов эффективности нагрузки k э′ и k э′ находят по формуле для коэффициента эффективности нагрузки тяговой подстанции постоянного тока, приведенной выше. Только данные при этом учитываются либо для левого, либо для правого плеча питания подстанции. По расчетным значениям трансформаторной и выпрямительной мощностей для интересующей тяговой подстанции необходимо выбрать число, тип и мощность тяговых трансформаторов для подстанций переменного тока, силовых 19 понижающих трансформаторов (преобразовательные подстанций и трансформаторы преобразовательных и выпрямительные агрегатов агрегаты) для постоянного тока. В соответствии с [2] на подстанциях постоянного тока с двойной трансформацией устанавливают, как правило, два силовых понижающих трансформатора, которые могут быть как трехобмоточные, так и двухобмоточные, а на подстанциях переменного тока – два тяговых. При этом в случае отключения одного из них оставшийся в работе должен обеспечить питание тяговой нагрузки при заданных размерах движения, принятой схеме организации движения поездов и при нормальном режиме работы системы электроснабжения участка, а также питание нетяговых потребителей первой и второй категорий. Определение трансформатора, расчетного на основе значения которого номинальной выбирается ближайшее мощности большее стандартное значение номинальной мощности силового (или тягового для подстанции переменного тока) трансформатора, зависит от принятого режима работы трансформаторов. Если принять, что в работе постоянно находится только один трансформатор, а второй постоянно в резерве, то расчетное значение ' номинальной мощности трансформатора S н определяется из условия Sн' где kпер – коэффициент S , kпер допустимой (19) систематической перегрузки трансформатора (при температуре окружающей среды +20 C 0 для масляных трансформаторов может быть принят равным 1,25 [7]). Если же предполагается, что в работе находятся два трансформатора ' (постоянно или по схеме АВР), то значение S н определяется из условия 20 Sн' S kпер.ав (20) , где kпер.ав – коэффициент допустимой аварийной перегрузки (при температуре охлаждающей среды +20 C для масляных трансформаторов может быть принят равным 1,4 [7]). ' Окончательно, выбирая по S н номинальную мощность трансформатора на основе стандартной шкалы мощностей трансформаторов, следует помнить о том, что при двусторонней схеме питания контактной сети трансформаторы тяговых подстанций работают на тяговую сеть параллельно. Для выбора типа и мощности силовых понижающих трансформаторов подстанций постоянного тока и тяговых трансформаторов подстанции переменного тока можно воспользоваться данными, приведенными в [8] или в прил. Е и Ж. Число постоянного преобразовательных агрегатов тока путем определяется на деления тяговых подстанциях расчетного значения выпрямительной мощности тяговой подстанции Рвыпр на номинальное значение мощности выпрямительного агрегата, и должно быть, как правило, не менее двух [2]. Резервирование выпрямительной мощности тяговых подстанций технико-экономически целесообразно осуществлять за счет свободной мощности подстанций, образуемой при округлении в большую сторону получаемого дробного числа преобразовательных агрегатов, учитывая двустороннее питание контактной сети. Данные для выбора типа и мощности тяговых трансформаторов и выпрямительных агрегатов приведены в [8] и в прил. З и И. 21 5. РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ Суммарное экономическое сечение проводов контактной подвески в медном эквиваленте определяется выражением [3], мм2 Fэк = kк.с k э Во , (21) где kк.с – коэффициент для расчета экономического сечения контактной сети; kэ – стоимость электроэнергии на тягу поездов, руб/кВт∙ч; Во– годовые удельные потери электроэнергии в проводах контактной подвески рассматриваемой межподстанционной зоны, кВт∙ч/Ом∙год. Значение kк.с и kэ выдает преподаватель, ведущий курсовое проектирование. Годовые удельные потери электроэнергии равны В0 = ΔАгод / rL, (22) где Агод – годовые потери электроэнергии в проводах контактной сети рассматриваемой межподстанционной зоны, кВт∙ч; L – длина межподстанционной зоны, км; r – удельное сопротивление параллельно соединенных проводов контактной подвески (при узловой и параллельной схемах соединения контактных подвесок соседних путей сопротивление всех проводов всех путей как параллельно соединенных), Ом/км. Для определения значения B0 необходимо рассчитать Агод по формуле Δ Агод = 365ΔАсут , (23) где Асут – потери электроэнергии в проводах контактной подвески рассматриваемой межподстанционной 22 зоны за сутки со среднегодовыми размерами движения на пятый год эксплуатации, кВт∙ч. Для нахождения Асут при системе постоянного тока могут быть использованы формулы, приведенные в [5]. В частности, для двухпутного участка при двустороннем питании и различных схемах соединения контактных подвесок соседних путей в самом общем случае они имеют следующий вид: – раздельная схема Асут Δ v N' p Ap2 rL103 = 2,16Т 12U 2T p =1 t Pт + t pг + 2 т A ( n -1) ( n 2 n3 2 Ap -1 + 2 Ap (24) - n +1) , где L – длина межподстанционной зоны, км; r – удельное сопротивление контактной подвески рассматриваемого пути, Ом/км; T– расчетный период (сутки), ч; U– расчетное напряжение в контактной сети, В; v– число типов поездов по рассматриваемому пути; N' р – суточное среднегодовое число поездов типа «р» за расчетный период Т на пятый год эксплуатации по рассматриваемому пути; Ар– расход электроэнергии на движение одного поезда типа «р» по рассматриваемому пути межподстанционной зоны с учетом рекуперации электрической энергии, кВт∙ч; А′р – то же только в тяговом режиме, кВт∙ч; t Pт – время хода в тяговом режиме поезда типа «р» по рассматриваемому пути 23 межподстанционной зоны, ч; t p г – то же только в режиме рекуперации, ч; Ат – расход электроэнергии на движение всех поездов за расчетный период Т по рассматриваемому пути межподстанционной зоны с учетом рекуперации электроэнергии, кВт∙ч; n – максимальное число поездов основного типа, могущих одновременно находиться на рассматриваемом пути межподстанционной зоны; определяется отношением t/min, в котором t – полное время хода поезда основного типа по рассматриваемому пути межподстанционной зоны, а min – минимальный межпоездной интервал; – узловая схема (пост секционирования посередине межподстанционной зоны и сечение проводов отдельных путей одинаково) А Δ сут rL103 = 12U 2T v1 N' p Ap2 1 1 3, 24T p1=1 t p1т + t p1г N' p2 Ap22 + p2 =1 t p2т + t p2г v2 2 Ap 2 1 -1 + Ap 1 2 Ap 2 -1 + 2 Ap 2 (25) ( n - 2 ) - 2 ( 2n - 1) A2 + A2 3 + Aт2 + т1 т2 4 2n3 3 ( ) , – параллельная схема А Δ сут v1 N' p Ap2 rL103 1 1 = 2,16T 2 12U T p1 =1 t p1т + t p1г N' p2 Ap22 + p2 =1 t p2т + t p2г v2 +A 2 т 2 Ap 2 2 -1 + Ap 2 2 ( n 2 - n ) +1 3 n24 2 Ap 2 1 -1 + Ap 1 ( ) Aт21 + Aт22 , (26) где r – удельное сопротивление контактных подвесок путей, соединенных параллельно, Ом/км; AТ, AT1, AT2 – расходы электроэнергии на движение всех поездов за расчетный период Т по межподстанционной зоне соответственно по всем, первому и второму пути с учетом рекуперации электрической энергии, кВт•ч; n – находится как среднее значение для всех путей; v1 и v2 – число типов поездов соответственно по нечетному и четному пути; В формулы для узловой и параллельной схем питания в первое слагаемое подставляются значения параметров для нечетного пути, во второе – для четного. При системе переменного тока для раздельной и параллельной схем питания могут быть использованы формулы для системы постоянного тока. В этом случае расходы электроэнергии подставляются в кВA∙ч, а под r понимается активная составляющая удельного сопротивления контактной сети. При системе переменного тока в случае узловой схемы [5] А Δ сут = 2( ΔА1АС + ΔА2 АС + ΔА1ВС + ΔА2 ВС ) + ΔАС , (27) где А1АС и А2АС – суточные потери электроэнергии в проводах контактных подвесок первого и второго пути на участке между левой подстанцией А и постом секционирования С при условии расположения в точке С подстанции, кВт∙ч; А1ВС и А2ВС– то же для участка между подстанцией В и постом секционирования С, кВт∙ч; АС – дополнительные суточные потери электроэнергии в проводах контактных подвесок межподстанционной зоны за счет отсутствия подстанции в точке С, кВт∙ч. 25 Значения А1АС, А2АС, А1ВС и А2ВС определяют по формуле для раздельной схемы питания. Расходы электроэнергии на движение поезда от подстанции А до поста секционирования С и от поста секционирования до подстанции В по каждому пути приближенно могут быть приняты равными половине расхода электроэнергии на межподстанционной зоне. Тогда можно принять, что А1АС =А1ВС и А2АС = А2ВС, а расход электроэнергии AС равен половине расхода электроэнергии на тягу поездов по всей межподстанционной зоне по обоим путям. При оценке ΔAсут при узловой схеме питания в первых четырех слагаемых удельное сопротивление контактной подвески приведено к удельному сопротивлению контактных подвесок, которое имеет место в формуле для ΔАс . Значение АС определяется по формуле [5] А = Δ С r0 LС ( L - LС )103 2 1 N 01 2 -1 Aт1 + АС + 1, 08α1 2 LTU 3 n N' 1 (28) N + 1, 08α 2 02 -1 Aт22 , N'2 где r0 – удельное сопротивление всех проводов контактных подвесок обоих путей, соединенных параллельно, Ом/км; AC– расход электроэнергии на движение всех поездов по обоим путям от фиктивной подстанции, расположенной в точке С, кВт∙ч; LC– расстояние от левой подстанции до поста акционирования С, км; N01 и N02 – пропускная способность соответственно первого и второго пути; N'1 и N'2 – суточные среднегодовые размеры движения на пятый год эксплуатации соответственно по нечетному и четному пути (см. раздел 1); 01 и 02 – отношение полного времени хода поезда основного типа по межподстанционной зоне 26 ко времени хода под током соответственно по нечетному и четному пути. Для участков переменного тока условный коэффициент эффективности для выпрямительных электровозов kэф, среднее значение которого равно 0,97 [3], приближенно принят равным 1. Если в каждом направлении движения обращаются только однотипные поезда, то формулы для ΔAсут несколько упрощаются и принимают следующий вид: – раздельная схема при однотипных поездах в каждом направлении A Δ сут rL103 = 12U 2T N'A2 Aт2 (n -1)(n 2 - n + 1) + 2,16T , 3 t n т (29) где N' – среднесуточные размеры движения за год на пятый год эксплуатации по рассматриваемому пути; – узловая схема (пост секционирования посередине межподстанционной зоны и сечение проводов контактной сети смежных путей одинаково) N'1 A12 N'2 A22 3 2 (n - 2)3 - 2(2n -1) 2 r0 L103 ΔAсут = 3,24T + Aт1 + Aт22 + Aт + 2 3 12U T t2т 4 2n t1т ( ); (30) – параллельная схема 2 N'1 A12 N'2 A22 r0 L103 2 2( n - n ) + 1 ΔAсут = 2,16T + Aт21 + Aт22 + Aт 2 3 12U T t2т n t1т ( ) , (31) где N'1 и N' 2 , – среднесуточные размеры движения за год на пятый год эксплуатации соответственно для нечетного и четного пути. 27 Все значения расходов электроэнергии в приведенных формулах для ΔAсут должны быть подставлены с учетом коэффициентов k з и k д (раздел 2). Зная величину Fэк, можно выбрать ближайшее стандартное сечение контактной подвески, воспользовавшись [9, 10, 11] или прил. К. Следует помнить, что при узловой и параллельной схемах питания значение Fэк при расчете получается суммарное для двух путей. 28 ПРОВЕРКА ПРОВОДОВ ВЫБРАННОЙ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ НА НАГРЕВАНИЕ 6. Приближенная проверка проводов выбранного типа контактной подвески на нагревание может быть произведена сравнением максимального эффективного рабочего тока фидера подстанции (см. раздел 1) с допустимыми по нагреву Iдоп для данного типа подвески [3, 9]. Допустимый по нагреву ток для той или иной подвески ограничивается условиями нагрева одного из проводов. В результате суммарный допустимый ток на подвеску меньше суммы допустимых токов отдельных проводов. Проверка производится при нормальной схеме питания. На двухпутных участках проверка на нагревание производится в направлении наибольшего электропотребления при раздельном питании путей. [2]. В курсовом проекте проверка на нагревание должна быть выполнена для стандартной контактной подвески, выбранной для заданной схемы соединения контактных подвесок соседних путей. С этой целью для наиболее нагруженного фидера (если типы контактных подвесок по путям одинаковы) межподстанционной зоны, для которой рассчитывалось сечение контактной сети (см. расчетную схему, с. 13), следует определить максимальный эффективный ток. Максимальный эффективный ток фидера тяговой подстанции Iэф при проверке проводов контактной сети на нагревание при сравнительно равномерном потреблении тока поездами на участке определяется в общем случае по формуле [3]: I э.ф ( A - A ) N k = т г 0 д TU ( Aт + Aг ) + 1- с2T , с1T • N 0 ( tт + tг ) ( Aт - Aг )2 N 0t 2 (32) где Ат′ – расход электроэнергии на движение поезда в тяговом режиме, отнесенный к рассматриваемому фидеру (см. расчетную схему, раздел 29 3), кВт∙ч или кВА∙ч (в зависимости от рода тока); Аг′ – тоже самое в режиме рекуперации; N0 – пропускная способность участка; kд – коэффициент, учитывающий потребление электроэнергии на собственные нужды электровозов; Т – расчетный период (сутки), ч; U – расчетное напряжение в контактной сети, кВ; с1 и с2 – коэффициенты, определяемые схемой питания контактной сети (при двустороннем питании соответственно 1,4 и 1,33 и при одностороннем – 1,1 и 1); tт – время хода поезда под током по рассматриваемому пути межподстанционной зоны, ч; tг – то же в режиме рекуперации, ч; t – полное время хода поезда по межподстанционной зоне, ч. Если проверка на нагревание проводов контактной подвески не проходит, то необходимо принять меры для выполнения данной проверки [3, 4]. 30 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ Годовые потери электроэнергии в тяговой сети участков постоянного тока Агод могут быть определены по формуле [3] Агод = В0rL, (33) где В0 – годовые удельные потери электроэнергии в тяговой сети рассматриваемой межподстанционной зоны, кВт•ч/Ом •год; r – удельное сопротивление тяговой сети, состоящее из удельного сопротивления параллельно соединенных проводов контактной подвески (при узловой и параллельной схемах соединения контактных подвесок соседних путей сопротивление всех проводов всех путей как параллельно соединенных) и удельного сопротивления рельсов, Ом/км; L – длина рассматриваемой межподстанционной зоны, км. При раздельном соединении контактных подвесок соседних путей значение Агод определяется отдельно для четного и нечетного пути. Для участков переменного тока в формулу для Агод вместо r при раздельной схеме подставляется активная составляющая удельного сопротивления тяговой сети одного пути двухпутного участка ra, а при узловой и параллельной схемах – активная составляющая удельного сопротивления тяговой сети двухпутного участка при параллельном соединении контактных подвесок ra0 [5], см. прил. Л. Кроме того, при раздельной и узловой схемах дополнительно учитываются потери электроэнергии, обусловленные взаимным влиянием контактных подвесок путей, Асв.год. При раздельной схеме соединения контактных подвесок двухпутного участка [5, 12]: – в случае одностороннего питания 31 Aсв.год = Δ 0,365rсв L 6TU 2 Aт2 ; (34) 2 (35) – в случае двустороннего питания Aсв.год = Δ 0,365rсв L 24TU 2 Aт , где Ат – расход электроэнергии на движение всех поездов по обоим путям за суточный период Т, кВА∙ч; Т– суточный период, ч; U– расчетное напряжение в контактной сети, кВ; rсв– активная составляющая удельного сопротивления связи контактных подвесок первого и второго пути, Ом/км [5]. При узловой схеме соединения контактных подвесок [5, 12] Aсв.год = Δ 0,365rсв L 96TU 2 2 Aт . (36) При определении потерь электроэнергии только в контактной подвеске в формулу для Δ Aгод вместо r подставляется только сопротивление проводов контактной подвески, определяемое для участков переменного тока по той же формуле, что и для участков постоянного тока. 32 8. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК ПУТЕЙ Для экономического сравнения схем соединения контактных подвесок путей в пределах рассматриваемого участка или межподстанционной зоны необходимо для каждой из них определить капиталовложения и годовые эксплуатационные расходы, непосредственно зависящие от величины сечения выбранного типа контактных подвесок. Если при этом не учитывать влияние сечения контактной подвески на скорость движения поездов и условия осуществления защиты от токов короткого замыкания в тяговой сети, то капиталовложения в общем случае будут складываться из стоимости контактной сети и вспомогательных устройств электроснабжения (постов секционирования и пунктов параллельного соединения, не менее двух на межподстанционную зону), а годовые эксплуатационные расходы – из амортизационных отчислений на контактную сеть и вспомогательные устройства электроснабжения и стоимости годовых потерь электроэнергии в контактной сети. Учет той или иной составляющей в капиталовложениях и эксплуатационных расходах определяется видом рассматриваемой схемы соединения контактных подвесок путей. Стоимость 1 км контактной сети и вспомогательных устройств электроснабжения может быть принята по [10, 11] с учетом коэффициента удорожания по сравнению с 1992 г. на рассматриваемый момент времени. Нормы амортизационных отчислений для устройств электроснабжения приведены в [11]. Перечисленные показатели приведены также в прил. К. Если при экономическом сравнении получится, что более дорогой по капиталовложениям соответствуют схеме меньшие соединения контактных эксплуатационные подвесок расходы, то путей более предпочтительная в технико-экономическом отношении схема определяется по наименьшей величине приведенных годовых расходов, исходя из нормативного срока окупаемости, равного 33 10 годам [3]. 9. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ Активные потери электроэнергии для определенного числа работающих трансформаторов определяются по формуле [13] 2 2 ix.x Sн kз.ср kэ uк S н ΔA = n ΔP + k + ΔP + k Т т х.х э.р к.з э.р 100 n 100 т где (37) nт – число работающих трансформаторов; Рхх – потери холостого хода трансформатора, кВт; Рк.з – потери короткого замыкания трансформатора, кВт; Sн – номинальная мощность трансформатора, кВА; kэ.р – коэффициент эквивалентности реактивных потерь (коэффициент повышения потерь), принят равным 0,12 кВт/кВар [14]; Iхх – ток холостого хода трансформатора, %; Uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %; kэ – коэффициент эффективности нагрузки тяговой подстанции, можно принять равным 1,05; kз.ср – средний коэффициент загрузки одного трансформатора от всей нагрузки подстанции; Т – время работы определенного числа трансформаторов, час; Для двухобмоточных трансформаторов kз.ср определяется выражением kз.ср = Sср , Sн (38) где Sср – среднегодовая нагрузка, приходящаяся на рассматриваемую группу трансформаторов; Sн – номинальная мощность одного трансформатора. Для трехобмоточных трансформаторов с симметричной нагрузкой фаз 34 средний коэффициент загрузки равен [13] k 2 з.ср 2 2 2 Sср S S ср ср = 0,5 23 + 22 + 23 , S Sн Sн н (39) где Sср1,Sср2 и Sср3 – соответственно средние нагрузки первичной и двух вторичных обмоток. При известном проценте районной (нетяговой) нагрузки формула может быть приведена к виду k 2 з.ср S = 0,59 ср Sн 2 1 + α2 1 + 2 , 1 − α ( ) (40) где Sср – среднегодовая нагрузка подстанции; – доля районной нагрузки от общей нагрузки подстанции в относительных единицах. Для тяговых трансформаторов подстанций переменного тока, для которых характерна неравномерная загрузка фаз, средний коэффициент загрузки трансформатора определяется выражением [13] 2 kз.ср S ) ( = т.ср Sн2 2 D, (41) где Sт.ср – средняя нагрузка наиболее загруженного плеча питания тяговой подстанции; D – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки фаз трансформатора и удельный вес районной нагрузки. Значение коэффициента D может быть подсчитано по формуле [13] D = 9m2 + 3m + 3mn + 2n2 + n + 2, 35 (42) где n – отношение средних нагрузок менее и более загруженного плеча питания тяговой подстанции; m – отношение средней районной нагрузки к условной (симметричной) тяговой ( m = Sср.р / 3Sт.ср ). После преобразований формула для оценки среднего коэффициента загрузки тягового трансформатора подстанции переменного тока принимает следующий вид: 2 kз.ср = 2 + S т.ср 2 )( 2α 2 − 3α + 2 ) + S т.ср S т.ср (1 + α 2 ) , S ( т.ср (1 − α ) Sн2 1 2 (43) где S т.ср – средняя нагрузка менее загруженного плеча подстанции переменного тока. Коэффициент загрузки трансформатора, при котором для уменьшения потерь электроэнергии надо переходить от одного к двум включенным трансформаторам, определяется выражением [13] 2 kз.о = 2ΔPх.х + 0 ,0024ix.x S н 1,1ΔPк.з + 0 ,0013uк S н . (44) Практически, если kз.о1,33kз.ср, то годовые потери электроэнергии определяются при одном работающем трансформаторе, при kз.о0,67kз.ср – при двух. Если 0,67kз.срkз.о1,33kз.ср то оптимальное время работы одного Т1 и двух трансформаторов Т2 определяется по формуле [15] k T1 = 1,5 зо − 1 8760, kз.ср T2 = 8760 − T1 . (45) (46) Средние коэффициенты загрузки трансформатора в эти периоды 36 соответственно равны kз.ср1 = kз.ср2 = kзо kз.ср + , 2 3 (47) kзо kз.ср + , 2 1,5 (48) а потери электроэнергии 2 A = ΔPх.х + 0,0012ix.x Sн + 11 , kз.ср ( ΔPк.з + 0,0012uк Sн ) Т1, 1 (49) 2 A = 2ΔPх.х + 0,0024ix.x Sн + 0,55kз.ср ( ΔPк.з + 0,0012uк Sн ) T2 . 2 (50) Δ 1 Δ 2 37 10. РАСЧЕТ УСТАНОВКИ ПОПЕРЕЧНОЙ ЕМКОСТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ Потребная реактивная мощность однофазной установки поперечной емкостной компенсации может быть определена по выражению [3,4] Qп = 1, 2cosφ1 ( tgφ1 - tgφ 2 ) Аср 24 , (51) где Аср – суточный среднегодовой расход электроэнергии на тягу (для тяговой подстанции или для межподстанционной зоны в зависимости от места включения установки), кВА∙ч; 1 – сдвиг по фазе между напряжением и первой гармоникой тока на шинах тяговой подстанции без установки поперечной емкостной компенсации; 2 – то же при включении установки. Значения cos1 и cos2 задаются конкретно для каждой подстанции участка. Зная Qп и задаваясь типом конденсатора [16], легко определить число параллельных ветвей установки и количество конденсаторов в каждой из них. Сопротивление реактора установки находится как 1/9 от сопротивления конденсаторов установки [3]. В качестве реактора используется реактор типа ФРОМ [16]. Повышение напряжения в месте включения установки поперечной емкостной компенсации Δ U K определяют по формуле [4]: – при включении на подстанции U K % = 1- Δ Xк x100%; X к − X s − X т 38 (52) – при включении на посту секционирования Xк U к % = 1 100%, X − X − X − xL к s т (53) Δ где Хк – сопротивление установки поперечной емкостной компенсации с учетом реактора, Ом; Хs – индуктивное сопротивление фазы питающей системы, приведенное к напряжению 27,5 кВ, Ом; Хт – индуктивное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к напряжению 27,5 кВ, Ом; х – удельное индуктивное сопротивление тяговой сети, Ом/км [5] или прил. Л; L – длина межподстанционной зоны, км. Сопротивления Хs и Хт находятся по формулам [3] 2 Х s = 3 Х т = 3 Uн (54) , S к.з uкU н2 , 100 Sк.з (55) где Sк.з – мощность короткого замыкания на шинах первичного напряжения тяговой подстанции, МВА; Uн – номинальное напряжение тяговой обмотки трансформатора, кВ; Sн – суммарная номинальная мощность тяговых трансформаторов, включенных в работу, МВА; uк – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %. При большом значении Qп устанавливают две батареи, так как с помощью реактора типа ФРОМ не удается индуктивности подобрать необходимое значение [2]. 39 11. ОЦЕНКА УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТОКОПРИЕМНИКЕЭЛЕКТРОВОЗА При проектировании и в эксплуатации средний уровень напряжения на токоприемнике электровозов оценивается за время хода по условному «ограничивающему» перегону и наиболее тяжелому блок-участку с точки зрения уровня напряжения. Первое из двух указанных значений напряжения используется для определения действительного значения пропускной способности участка Nод, а второе – для проверки выполнения требования ПТЭ о том, что напряжение на токоприемнике электровоза за время хода по блокучастку должно быть не меньше минимально допустимого, равного 2,7 кВ для участков постоянного тока и 21 кВ для участков переменного тока [1, 2]. Расположение условного ограничивающего перегона и блок-участка, для которых должны быть выполнены расчеты, для одного из направлений движения выбирается исходя из конфигурации кривой поездного тока в функции пути и заданной схемы питания контактной сети. Условный «ограничивающий» перегон выбирают для заданной схемы соединения контактных подвесок между собой (прил. Д) на межподстанционной зоне, для которой определено сечение проводов контактной сети, и располагают примерно в середине межподстанционной зоны для раздельной и параллельной схем питания контактной сети. Время хода поезда по нему должно быть равно значению заданного минимального межпоездного интервала (прил. Д). Если в середине межподстанционной зоны для обоих путей ток поезда невелик, то условный перегон необходимо сдвинуть в сторону больших токов. Условный перегон делится на три блок-участка. Если скорость поезда по условному перегону постоянна, то длина блок-участка равна 1/3 длины условного перегона. Для узловой схемы питания в рамках курсового проекта условный «ограничивающий» перегон рекомендуется полностью сдвинуть влево или вправо от поста секционирования в зону больших токов. При этом все 40 расстояния, необходимые для определения потери напряжения в тяговой сети, берут от ближайшей тяговой подстанции. Действительная пропускная способность двухпутного участка с учетом фактического напряжения на токоприемнике электровоза равна N 0д = (1440 - t техн )α н Θ min д (56) , где min д – действительное значение минимального межпоездного интервала при движении по условному «ограничивающему» перегону, определенное на основе фактического напряжения на токоприемнике электровоза, мин; tтехн – продолжительность технологического «окна» для текущего содержания и ремонта устройств пути, контактной сети и СЦБ (принять равным 120 мин); αн – коэффициент надежности работы технических средств: локомотивов, вагонов, пути, контактной сети, СЦБ и др. (принять равным 0,94). Величина Nод должна обеспечивать заданные размеры движения, т. е. должно выполняться условие [2] N гр + ε пс N пc 0 , 91N од , (57) где Nгp – суточное число грузовых поездов; Nпc – суточное число пассажирских поездов; пс – коэффициент съема грузовых поездов пассажирскими, двухпутного участка можно принять 1,5... 1,7. Значение min д может быть найдено на основе выражения, которое в общем случае имеет вид [3] 41 для t д = (t − t т ) + t т Up , (58) U cp где tд – время хода по рассматриваемому отрезку пути при действительном напряжении на токоприемнике электровоза; t – то же при расчетном напряжении, принятом в тяговых расчетах; tт – время хода по рассматриваемому отрезку пути под током, исключая время пуска; Up – расчетное напряжение, принятое в тяговых расчетах; Uср – действительное среднее напряжение на токоприемнике электровоза за время tт. При системе переменного тока под Ucp понимают среднее значение приведенного выпрямленного напряжения на зажимах тяговых двигателей, a Up умножается на коэффициент 0,9 [3]. Напряжение Ucp при системе постоянного тока определяется выражением [3] U cp = U 0 − ΔU ср.т.c − ΔU cp.т.п , где Uср т.с (59) – среднее значение потери напряжения до токоприемника электровоза поезда за время tт, обусловленное сопротивлением тяговой сети; Uср т.п – среднее значение потери напряжения до токоприемника электровоза поезда за время tт, обусловленное сопротивлением тяговой подстанции и внешней частью системы электроснабжения. U0 – напряжение холостого хода подстанции на шинах постоянного тока. Приведенная формула для Ucp используется как для условного «ограничивающего» перегона, так и для блок-участка. 42 При системе переменного тока напряжение Ucp для условного «ограничивающего» перегона определяется выражением [3] U cp = 0, 9U 0 − ΔU cp.т.c − ΔU cp.т.п , (60) где Uср т.с и Uср т.п – средние значения потери приведенного выпрямленного напряжения на зажимах тяговых двигателей за время tт в соответствующих элементах системы (см. выше); U0 – напряжение холостого хода на тяговых шинах подстанции. Напряжение на токоприемнике электровоза поезда за время хода по блокучастку при системе переменного тока Ucp находят по формуле [3] Ucp.бу = U0 − 1,11(ΔU cp.т.с + ΔU cp.т.п ), Таким образом, значения Uср. т.с и Ucp т.п (61) находятся дважды: сначала для условного «ограничивающего» перегона, затем и для выбранного блок-участка при условии полного использования пропускной способности участка (см. раздел 1). 11.1 Определение потери напряжения в тяговой сети В большинстве случаев для практических целей среднее значение потери напряжения в тяговой сети до поезда за время его хода по автоматической характеристике по i-му интересующему элементу пути (условный перегон или блок-участок) Ui может быть найдено по формулам, предполагающим, что все поезда, кроме рассматриваемого, потребляют электроэнергию равномерно по длине межподстанционной зоны [3, 5]. При системе постоянного тока в случае двустороннего питания 43 контактной сети потерю напряжения Ufi определяют по формулам [3, 5]: – однопутный участок или двухпутный при раздельном питании путей, В r Afi Loiт ( L − Loiт ) − + UL tiт 12 U fi = Δ + L2iТ Af 2TL Loi ( L − Loi )( L − 2 Li ) + (62) LL2i ; 4 – двухпутный участок при параллельном соединении контактных подвесок путей, В Δ + U fi = ro Afi UL tiт 1 Loiт ( L − Loiт ) − Li 2 Li Loi ( L − Loi ) − AТ − 2T 12 L 2 Liт 2 + 12 (63) L L − L − LLi A ; ) oi f oi ( 6 – двухпутный участок при узловой схеме соединения контактных подвесок путей (при расположении поста секционирования в середине межподстанционной зоны) U fi Δ L A = L 2 L − 3 L − + ( ) UL t 4 2 ro iт fi oiт oiТ iТ + 4T 1 LLoi AТ + Af 2 Loi L ( L − 2 L )( L − 4 L ) + L 2 oi i i Loi Li (64) 2 −4 L , где r – удельное сопротивление тяговой сети одного пути, Ом/км; ro – удельное сопротивление тяговой сети обоих путей, соединенных параллельно, Ом/км; Afi – расход электроэнергии на движение поезда по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон 44 или блок-участок) рассматриваемого пути f (при раздельном питании путей Afi = Ai), кВт∙ч; АТ – расход электроэнергии на движение всех поездов по обоим путям межподстанционной зоны за расчетный период Т (при раздельном питании путей по рассматриваемому пути), кВт∙ч; Af – расход электроэнергии на движение всех поездов по рассматриваемому пути f за расчетный период Т, кВт∙ч; L – длина межподстанционной зоны, км; Li – длина i-го условного перегона, км; Liт – длина отрезка пути, проходимого под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок), км; Loi – расстояние от подстанции до середины i-го условного перегона, км; Loiт – расстояние от подстанции до середины отрезка пути, проходимого под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок), км; tiт – время хода под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок), ч; T – расчетный период (как правило, сутки),ч; U – расчетное напряжение контактной сети, кВ. Значение Afi определяют по кривой поездного тока за время хода по интересующему элементу пути по формуле расхода электроэнергии, приведенной в разделе 3. При системе переменного тока в случае двустороннего питания контактной сети двухпутного участка средняя потеря приведенного выпрямленного напряжения до поезда за время хода под током по автоматической характеристике на i-ом элементе первого пути (условный перегон или блок-участок), обусловленная сопротивлением тяговой сети, U1i может быть найдена по формулам [5]: 45 – раздельное питание путей U1i = Δ 1 A1i L2iт L L − L − oiт ) oiт ( + t 12 iт z1 UL LL2i + Loi ( L − Loi )( L − 2 Li ) + AТ + 2 LT 4 z1 − Δz L2i + L L − L − A ; ( ) oi oi Т 2T 12 1 1 (65) 2 – узловая схема соединения контактных подвесок путей (при расположении поста секционирования в середине межподстанционной зоны) 1 A1i L2iт ΔU = z1 Loiт ( L − 2 Loiт ) − + 1i UL tiТ 6 2 L2iт AТ LL2i + zo Loi + + z1 Loi ( L − 2 Loi )( L − 4 Li ) + + 12 4 LT 2 1 ( + zo Loi L2 − 2 Loi Li где ) (66) L2i AТ + z − Δ z L L − 2 L − + z LL ; ) oi ( ( 1 oi ) o oi 4 T 6 2 A1i – расход электроэнергии на движение поезда по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе (условный перегон или блок-участок) первого пути, кВА∙ч; AT1 – расход электроэнергии на движение всех поездов по первому пути рассматриваемой межподстанционной зоны за расчетный период Т, кВА∙ч; AT2 – то же для второго пути; z1 – эквивалентное приведенное полное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка при схеме раздельного питания, Ом/км [3, 5] или прил. Л; (z1 – z) – эквивалентное приведенное полное сопротивление, позволяющее рассчитать потерю напряжения от нагрузок соседнего пути (можно 46 принять равным 0,13 Ом/км) [5]; zo – эквивалентное приведенное полное сопротивление тяговой сети двухпутного участка при полном параллельном соединении контактных подвесок, Ом/км [3, 5] или прил. Л. При схеме полного параллельного соединения контактных подвесок путей потеря напряжения может быть найдена по формуле для данной схемы при системе постоянного тока с заменой ro на zo. В формулах для U1i условный коэффициент эффективности для выпрямительных электровозов kэф, среднее значение которого составляет 0,97 [3], приближенно принят равным 1. Значение A fi определяют по формуле для расхода электроэнергии А, приведенной в разделе 3. При расчете потери напряжения за время хода поезда по блок-участку для него должны быть подставлены свои значения параметров Afi, Loiт, Liт и tiт. Во всех приведенных формулах для U должны быть учтены коэффициенты kз и kд (см. раздел 2). 11.2 Определение потери напряжения на тяговой подстанции Как и при оценке потери напряжения в тяговой сети потеря напряжения на тяговой подстанции должна быть определена дважды: сначала за время хода поезда под током по условному «ограничивающему» перегону и затем по выбранному блок-участку. 11.2.1 Расчет потери напряжения на тяговой подстанции при системе постоянного тока Среднее значение потери напряжения до поезда, обусловленное сопротивлением тяговой подстанции и внешней частью системы электроснабжения, за время его хода по автоматической характеристике по 47 интересующему элементу пути (условный перегон или блок-участок) может быть найдено по формуле ΔU тп = ρI тп , где ρ (67) – условное эквивалентное приведенное сопротивление тяговой подстанции, Ом; Iтп – средний ток тяговой подстанции на стороне 3,3 кВ за время хода поезда по автоматической характеристике по интересующему элементу пути (условный перегон или блок-участок), А. При оценке среднего значения потери напряжения на подстанции за время хода поезда под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок) ток Iтп равен [5] Aп − ATi ' I тп = ' ' + UТ Ai Utiт , (68) где Т – расчетный период, ч; А'п – расход электроэнергии на движение всех поездов по подстанционной зоне за расчетный период Т, отнесенный к рассматриваемой подстанции (см расчетную схему в разделе 3 и расчетный режим движения поездов при оценке уровня напряжения в тяговой сети в разделе 1 ), кВт ч ; А'i – расход электроэнергии на движение поезда по i-му интересующему элементу пути (условный перегон или блок-участок), отнесенный к рассматриваемой подстанции, кВт ч ; А'Ti – тоже для условного перегона для расчетного периода Т, кВт ч ( ATi = A'i N 0 ); U – расчетное напряжение контактной сети, кВ; tiт – время хода под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок),ч. 48 Значение Ai определяют по части кривой поездного тока, отнесенной к расчетной подстанции, по формуле для расхода электроэнергии А, приведенной в разделе 3. Все значения расходов электроэнергии в формуле для Iтп подставляют с учетом коэффициентов kз и kд (см. раздел 2). Условное эквивалентное приведенное сопротивление тяговой подстанции может быть определено по формуле [3, 5] ρ= U0 Iн где S н.т A S к.з + uкг % S н.т α uкт % 1 + + , 100 S н.г nг 1 − α 100 nт (69) U0 – расчетное напряжение холостого хода на шинах 3,3 кВ (для 12пульсовой схемы выпрямления 3530 В, для 6-пульсовой – 3560 В); А – коэффициент относительного наклона внешней характеристики тяговой подстанции (для 12-ти пульсовой схемы выпрямления – 0,26, для 6-пульсовой – 0,5); IН – номинальный ток полупроводникового преобразователя, А; Sн.т – номинальная мощность тягового трансформатора, МВА; Sн.г – номинальная мощность силового (головного) трансформатора, МВА; Sк.з – мощность короткого замыкания на шинах первичного напряжения тяговой подстанции, МВА; uкг – напряжение короткого замыкания силового (головного) трансформатора, %; uкт – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %; nг – количество силовых (головных) трансформаторов, находящихся в работе; nт – количество тяговых трансформаторов, находящихся в работе; – относительная доля нетяговой нагрузки в суммарной нагрузке подстанции. Введение скобки (1+α/(1–α)) позволяет учесть приближенно потерю напряжения на шинах постоянного тока, обусловленную нетяговой нагрузкой. 49 Значение α исходя из расчетного режима движения поезда при оценке уровня напряжения в тяговой сети (см. раздел 1) приближенно может быть найдено по формуле α= Sp Рвыпр. cosφ (70) , + SP где SP ,Pвыпр , cosφ – (см. раздел 4). 11.2.2 Расчет потери напряжения на тяговой подстанции при системе переменного тока Потеря приведенного выпрямленного напряжения на зажимах тяговых двигателей электровоза i-го поезда за время его хода по автоматической характеристике по интересующему элементу пути (условный перегон или блокучасток), обусловленная электроснабжения и сопротивлением тяговых внешней подстанций, питающих части системы рассматриваемую фидерную зону, может быть определена по формуле ΔU Т.П. i = L − Li L ΔU Л + Li L ΔU П , (71) где UЛ и UП – потеря приведенного выпрямленного напряжения соответственно на левой и правой подстанции, В; Li – расстояние от левой подстанции до i-ой нагрузки, км L – длина межподстанционной зоны, км. Потеря приведенного выпрямленного напряжения на подстанции равна [3] 2 I' 3 ΔU ТП = Z тп ' 50 1 3 I'' , (72) где I' – приведенный выпрямленный ток плеча подстанции, питающего раccматриваемую межподстанционную зону, А; I'' – то же для смежного плеча питания подстанции, А; ' Z тп – условное эквивалентное приведенное сопротивление подстанции, Ом. Знак «+» берут в том случае, если от подстанции на рассматриваемую межподстанционную зону подается напряжение «отстающей» фазы, знак «–» – при подаче напряжения «опережающей» фазы [3]. Чтобы определить, какая фаза, «отстающая» или «опережающая», подается на рассматриваемую межподстанционную зону, надо составить схему присоединения тяговых подстанций участка к ЛЭП и тяговой сети, используя исходные данные (п. 6 табл. П.5.1. и п.3 табл. П.5.2.) и правило присоединения группы тяговых подстанций к ЛЭП (схема «двойного» или «встречного» винта) [3]. Для оценки среднего значения Uтп за время хода поезда под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок) средний ток плеча подстанции, питающего рассматриваемую межподстанционную зону, может быть найден по формуле [5], I' = 1 ti A' U zt 24 1 − + A'i , (73) tiт где А' – расход электроэнергии на движение всех поездов для плеча подстанции, питающего рассматриваемую межподстанционную зону, за суточный период, кBA ч ; А'i – расход электроэнергии на движение поезда по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок), подстанцию, кBA ч ; 51 приходящийся на интересующую ti – полное время хода поезда по i-му условному перегону, ч; tiт – время хода поезда под током по автоматической характеристике на i-ом интересующем элементе пути (условный перегон или блок-участок), ч; t – полное время хода поезда по межподстанционной зоне по пути, на котором расположен i-й интересующий элемент пути (условный перегон или блок-участок), ч; z – число путей; U – расчетное напряжение контактной сети, кВ. Среднее значение тока I может быть оценено по формуле A'' I'' = (74) , 24U где А" – расход электроэнергии на движение всех поездов для смежного плеча питания подстанции за суточный период, кBA ч . Значения расходов электроэнергии А' и А" определяют на основе данных расчетной схемы (см. раздел 3) и расчетного режима движения поездов при оценке уровня напряжения в тяговой сети (см. раздел 1). Расход электроэнергии Аi' находится так же, как и при системе постоянного тока (см. с. 36). Все значения расходов электроэнергии в формулах для I и I подставляются с учетом коэффициентов kз и kд (см. раздел 2). В формулах для токов плеч питания условный коэффициент эффективности для выпрямительных электровозов приближенно принят равным 1 (см. с. 33). Условное эквивалентное приведенное сопротивление подстанции определяется выражением Z тп = 0, 72 ' (X + X) , (1 − α ) s т (75) где X's – индуктивное сопротивление одной фазы питающей системы, приведенное к напряжению 27,5 кВ, Ом; 52 Х'т – индуктивное сопротивление одной фазы трансформатора, приведенное к напряжению 27,5 кВ, Ом; – относительная доля нетяговой нагрузки в суммарной нагрузке подстанции. Введение коэффициента 1/(1-α) в формулу для ' Z тп позволяет приближенно учесть влияние районной нагрузки на величину напряжения на шинах 27,5 кВ. Сопротивления Xs' и Хт' находят по формулам [3] 2 X s = 3 UH (76) , S кз 2 X т = 3 u кU H 100 S H (77) , где Sкз – мощность короткого замыкания на шинах первичного напряжения тяговой подстанции, МВА; Uн – номинальное напряжение тяговой обмотки трансформатора, кВ; Sн – суммарная номинальная мощность тяговых трансформаторов, включенных в работу, МВА; uк – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %. Значение α исходя из расчетного режима движения поездов при оценке уровня напряжения в тяговой сети (см. раздел 1) приближенно может быть найдено по формуле α= Sp ( S' + S'' ) где S', S" и Sp – (см. раздел 4). 53 N0 N , + Sp (78) 12. РАСЧЕТ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТЯГОВОЙ СЕТИ Расчет защиты необходимо выполнить для одного из фидеров расчетной тяговой подстанции. В качестве такого фидера следует выбрать наиболее нагруженный фидер, питающий межподстанционную зону, для которой было рассчитано сечение контактной сети (см. расчетную схему в разделе 3). Расчет токовой защиты сводится к определению максимального рабочего тока Ipmax и минимального тока короткого замыкания Iк min для рассматриваемого фидера и выбору тока уставки IУ. Сначала расчет Iр max и Iк min независимо от заданной схемы соединения контактных подвесок следует выполнить для раздельной работы путей двухпутного участка (предполагая отсутствие поста секционирования и пунктов параллельного соединения на межподстанционной зоне) и проверить, соблюдается ли условие, обеспечивающее надежную защиту от токов короткого замыкания всей межподстанционной зоны. Если оно выполняется, то выбирают уставку защиты. В противном случае расчет защиты выполняется в предположении поста секционирования, расположенного посередине межподстанционной зоны. Условие, обеспечивающее надежную защиту рассматриваемой зоны питания, связывает между собой Iр max и Iк min: – при системе постоянного тока [3, 5] I к min I p max + 300A, (79) хотя по некоторым данным вместо 300 правильнее принять 500 А [17]; – при системе переменного тока [3, 5] I к min kн k ч kв I p max . (80) Значение Ip max при двустороннем питании контактной сети в зависимости 54 от схемы соединения контактных подвесок двухпутного участка приближенно можно определить по формулам [5] – раздельная схема I p max = I тр + I чет (nчет -1); ' (81) – узловая и параллельная схема (при двух пунктах параллельного соединения, каждый из которых расположен примерно посередине между тяговой подстанцией и постом секционирования) I рmax = I тр + I' чет ( nчет − 1 ) + 2 I' неч 2 nнеч ; (82) nнеч , (83) – схема полного параллельного соединения I pmax = I тр + 2 I'чет 2 (nчет -1) + I'неч 2 – среднее значение поездного тока за время хода грузового поезда по и I неч где I чет межподстанционной зоне, отнесенное соответственно к фидеру четного и нечетного пути рассматриваемой тяговой подстанции (определяются на основе данных, приведенных на расчетной схеме, раздел 3); nчет и nнеч – максимальное число грузовых поездов, которые могут одновременно находиться соответственно на четном и нечетном пути рассматриваемой межподстанционной зоны (см. с. 18), округляется до ближайшего большего целого. Iтр – ток трогания грузового поезда (ток при выходе на автоматическую характеристику при параллельном соединении тяговых двигателей) [6]; для участков постоянного 55 тока Iтр можно принять равным 2800 А (электровоз 2ЭС-6), для участков переменного тока – 420 А (электровоз ВЛ-80С); В приведенных формулах предполагается, что Ip max определяется для фидера четного пути. Минимальный ток короткого замыкания в тяговой сети при системе постоянного тока без учета сопротивления питающего и отсасывающего фидеров тяговой подстанции приближенно может быть определен по формуле [3] p − uд 100 = , ρ + ( rк + rp ) Lк Uн 1 − Iк min (84) где uд – потеря напряжения в дуге в месте короткого замыкания (в среднем 300– 400 В) [18]; р – возможное понижение напряжения источника питания, % (можно принять равным 5 %); Lк – расстояние до наиболее удаленной точки короткого замыкания для рассматриваемого фидера тяговой подстанции, км. При системе переменного тока значение IK min рассчитывают по выражению [3, 5] I к min = U н 10 uк 2 1 2U н S + 100 S кз н 3 , (85) 3 2 10 + xLк + ( ra Lк ) 2 где UН – номинальное напряжение на тяговых шинах подстанции, кВ (может быть принято равным 26, 25 кВ); Sкз – мощность короткого замыкания на шинах первичного напряжения тяговой подстанции, кВА; SН – номинальная мощность тягового трансформатора, кВА; uк – напряжение короткого замыкания тягового трансформатора, %; х – удельное индуктивное сопротивление тяговой сети, Ом/км; 56 rа – удельное активное сопротивление тяговой сети, Ом/км. Значения rа и х в зависимости от схемы соединения контактных подвесок путей и типа рельса могут быть приняты из [3, 5] или прил. Л. Величину тока уставки Iу выбирают исходя из условия: – при системе постоянного тока [19] 1,1I р max I у I к min − 250А; (86) – при системе переменного тока [3, 5] kн kв I p max I y I к min . (87) kч где kН – коэффициент надежности, равный 1,1–1,2; kЧ – коэффициент чувствительности, равный 1,5; kВ – коэффициент возврата реле, равный 0,85. Если при системе постоянного тока разница между Iкmin и Iрmax незначительно превышает нормативную 300 (500)А и выбрать уставку по вышеприведенному условию не удается, то ее следует определить, используя выражение I y = I p max + 1 3 (I к min − I p max ) . (88) Если и при наличии поста секционирования условие, обеспечивающее надежную защиту рассматриваемой зоны питания от токов короткого замыкания, не выполняется, то необходимо выбрать дополнительный или другой вид защиты [3]. В рамках курсового проекта рассчитывать эти защиты не надо. 57 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСИММЕТРИИ НАПРЯЖЕНИЙ НА ШИНАХ 27,5 кВ С УЧЕТОМ УСТАНОВКИ ПРОДОЛЬНОЙ ЕМКОСТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ При отсутствии продольной емкостной компенсации напряжения в «отстающей», «опережающей» и «свободной» фазе на стороне 27,5 кВ подстанции переменного тока определяется соответственно следующими выражениями [3] ΔU от 1 2 o = I от sinφ от + I опsin φ оп + 60 ( X 's + Х 'т ) , 3 3 (89) ΔU оп 1 2 o = I опsinφ оп − I от sin 60 - φ от ( Х 's + Х ' т ) , 3 3 (90) 1 1 o o = I от sin 60 + φ от − I опsin 60 - φ оп ( Х 's + Х ' т ) , 3 3 (91) ΔU св где ( ) ( ( ) ) ( ) Iот – ток плеча питания подстанции, на которое подается напряжение «отстающей» фазы, А; Iоп – то же для плеча питания с «опережающей» фазой, А; от – сдвиг по фазе между напряжением и током плеча питания с «отстающей» фазой; оп – то же для плеча питания с «опережающей» фазой; Х' s и Х' т – см. раздел 10. При включении установки продольной емкостной компенсации в плечо питания с «отстающей» фазой между выводом вторичной обмотки трансформатора и шинами 27,5 кВ повышение напряжения на «отстающей» и «свободной» фазе может быть оценено соответственно по формулам [20] δU от = I от X сsinφот , (92) δU св = I от X сsin ( φот + 60o ) , (93) 58 где Xс – сопротивление установки продольной емкостной компенсации, Ом. При включении установки в отсасывающую линию подстанции повышение напряжения на «отстающей» и «опережающей» фазе равно [20] ( ) (94) ( ) (95) δU от = I отsinφот + I опsin ( φоп + 60o ) X с.р , δU оп = I опsinφоп − I отsin ( 60o - φ от ) X с.р , где Хс.р – сопротивление установки продольной емкостной компенсации, включенной в отсасывающую линию подстанции, Ом. Рекомендации по выбору значений сопротивлений Xс и Хс.р приведены в [3, 20]. Для оценки коэффициента несимметрии напряжений и составляющих прямой и обратной последовательности могут быть использованы номограммы, приведенные в [21]. Для этого необходимо найти отношения напряжений двух фаз к третьей, выбранной в качестве основной. 59 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации – М.: Трансиздат, 2002. – 190 с. 2. Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации (ЦЭ – 462) – М., 1997. – 79 с. 3. Марквардт К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог.– М.: Транспорт, 1982. – 528 с. 4. Давыдов В. Н., Луппов В. П., Вашурин А. А. Справочник по проектированию, монтажу и эксплуатации устройств энергоснабжения. – М.: Транспорт, 1967.– 312с. 5. Бесков Б. А. и др. Проектирование систем энергоснабжения электрических железных дорог. – М.: Трансжелдориздат, 1963. – 472 с. 6. Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М.: Транспорт, 1985.– 288с. 7. ГОСТ 14209-97(МЭК 354–91). Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов – М.: Стандартинформ, 2006. – 30с. 8. Штин А. Н. Проектирование тяговых и трансформаторных подстанций: учеб.-метод. Пособие / А. Н. Штин, Т.А. Несенюк. – Екатеринбург: УрГУПС, 2014. – 88 с. 9. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ–868). – М.: Трансиздат, 2002. – 184с. 10. Мамошин Р. Р., Зимакова А. Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог – М.: Транспорт, 1980. – 296 с. 11. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1 /Под ред. К.Г. Марквардта – М.: Транспорт, 1980. – 256 с. 12. Марквардт Г. Г. Применение теории вероятностей и вычислительной техники в системе энергоснабжения. – М.: Транспорт, 1972. – 224 с. 13. Методика определения потерь электроэнергии в трансформаторах тяговых подстанций /Инструктивно-метод. указания Трансэлектропроекта. – 1972. – № 3. – с. 5–59. 14. Караев Р.И., Волобринский С. Д. Электрические сети и энергосистемы. –М.: Транспорт, 1978. – 312 с. 15. Гохштейн Б. Я. и др. Технико-экономическая оценка различных типов трансформаторов для тяговых подстанций переменного тока /Труды ин-та ЦНИИ МПС/. – 1970. – Вып. 420. – с. 5–24. 16. Справочник по электроснабжению железных дорог, т. 2 /Под ред. К. Г. Марквардта – М.: Транспорт, 1981. – 392с. 17. Векслер М. И. Защита тяговой сети постоянного тока от токов короткого замыкания. – М.: Транспорт, 1976. – 120с. 18. Кучма К. Г., Марквардт Г.Г., Пупынин В.Н. Защита от токов короткого замыкания в контактной сети. – М.: Трансжелдориздат, 1960. – 260 с. 60 19. Сердинов С. М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. – М.: Транспорт, 1985. – 302 с. 20. Бородулин Б. М., Герман Л. А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог переменного тока. – М.: Транспорт, 1976. – 136 с. 21. Шидловский А.К., Музыченко А.Д. Таблицы симметричных составляющих. – Киев.: Наукова думка, 1976. – 204 с. 22. Тер-Оганов Э.В., Пышкин А.А. Электроснабжение железных дорог Екатеринбург, УрГУПС, 2014. – 431с. 23. Пышкин А.А., Тер-Оганов Э.В. Электроснабжение железных дорог. Екатеринбург, УрГУПС, 2007. – 78 с. 61 ПРИЛОЖЕНИЕ А РЕЗУЛЬТАТЫ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ ДЛЯ УЧАСТКОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА (выбираются по первой цифре шифра задания и для рассматриваемой части участка, пикетаж станций и тяговых подстанций приведен в прил. В) Таблица А.1 Участок 1 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 1910 1,5 1,2 0 0,5 0,7 2180 2,0 1,7 1630 0,5 0,6 0 3,5 4,2 1430 1,5 1,3 0 1,2 1,5 1810 0,8 0,7 0 2,0 2,7 1690 2,0 1,6 0 1,5 1,4 1630 1,5 1,6 0 2,0 1,7 0 0,5 0,4 1590 1,0 0,9 0 3,0 3,7 1600 0,9 0,7 0 0,5 0,6 0 1,1 1,5 2300 0,3 0,2 1970 1,0 0,5 1650 0,4 0,3 1460 2,0 1,6 820 2,0 2,5 1470 1,2 1,5 1630 1,5 1,3 0 0,5 0,8 700 1,0 0,7 0 3,0 3,0 2210 1,5 1,1 62 Продолжение табл. А.1 Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З З-И 0 1,0 1,1 2210 3,0 2,1 2320 0,8 0,5 1660 2120 1850 1610 1430 0 1610 0 1640 1890 1530 0 1570 0 1530 0 1890 1730 0 2210 1620 1390 620 0 1780 1630 0 1490 1370 640 1360 0 1380 620 1370 1070 1490 0 0,5 0,9 3,5 2,5 2,5 2,0 1,5 1,5 0,8 1,0 0,5 4,5 2,5 4,0 4,0 1,2 0,8 0,5 1,0 0,9 1,5 1,2 1,5 0,9 0,9 0,5 0,6 2,0 0,7 6,0 1,5 1,0 0,8 1,2 0,5 1,0 3,1 2,0 0,5 0,6 3,6 2,4 2,6 2,3 1,7 1,8 0,6 0,7 0,6 5,0 2,7 4,6 3,8 1,5 0,5 0,5 1,2 0,6 1,5 1,4 2,1 1,5 0,6 0,6 1,0 1,7 0,8 6,8 1,6 1,2 0,6 1,6 0,6 0,9 3,0 2,4 63 Продолжение табл. А.1 З-И И-К К-Л Л-М М-Н Н-О О-П 1850 1670 0 1590 950 0 1530 0 770 1630 700 1590 0 1670 1540 0 1570 0 0 1620 0 0 1600 0 0 2010 0 1650 0 1770 1600 690 0 1590 0 1460 0 1490 0 650 1370 0 1420 830 1,0 1,5 3,0 1,0 0,5 1,0 1,0 0,5 0,5 3,0 0,5 4,5 2,4 2,5 0,5 2,0 5,5 0,7 3,0 2,2 2,5 3,0 1,0 4,0 1,1 1,0 2,5 2,0 4,0 3,5 0,5 3,0 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 3,0 1,5 0,5 1,0 1,0 2,0 2,0 64 0,8 1,2 3,6 0,8 0,6 0,8 0,9 0,6 0,4 3,0 0,5 4,7 3,0 2,9 0,6 2,6 6,0 0,9 3,5 2,5 3,0 3,3 0,7 4,7 1,4 0,6 2,7 2,4 4,3 3,3 0,4 3,3 0,4 0,4 1,2 1,2 1,2 3,4 2,0 0,6 0,7 1,0 2,0 2,5 Продолжение табл. А.1 О-П П-Р Р-С С-Т Т-У У-Ф Ф-Х Х-Ц 1380 0 1810 1650 0 1600 990 1610 0 700 0 1900 0 690 0 2210 0 2210 0 930 0 1410 0 2230 1890 1610 0 1410 0 1830 1690 1610 0 1440 610 1080 1370 610 1430 0 1970 1660 0 1430 2,0 0,5 1,0 1,0 1,0 0,5 2,0 0,5 1,1 2,0 2,0 1,8 3,5 1,2 2,9 2,0 4,0 1,3 1,2 0,4 2,0 0,5 3,0 1,0 1,0 2,0 1,1 4,5 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 1,5 1,5 1,2 0,4 1,0 2,5 0,7 0,6 1,0 0,6 1,7 65 2,3 0,5 0,8 0,7 1,5 0,4 2,2 0,4 1,4 2,4 2,1 1,5 3,7 1,5 3,5 1,5 4,2 1,2 1,6 0,3 2,1 0,7 3,0 0,6 0,9 1,7 1,4 5,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,7 1,6 1,8 1,5 0,3 1,0 2,5 1,0 0,4 0,7 0,8 2,0 Продолжение табл. А.1 Х-Ц Ц-Ч 0 640 0 630 1370 0 1770 1580 0 1450 0 1370 620 1420 0 1070 0 1410 820 0 1360 0 1680 1,5 1,6 1,5 4,5 1,0 0,6 1,0 1,0 0,5 2,5 0,7 0,5 2,5 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,2 1,0 0,6 1,5 1,6 1,9 2,1 5,2 0,9 0,8 0,6 0,5 0,7 3,0 1,0 0,5 2,9 1,3 0,6 1,0 1,5 0,9 1,7 1,5 1,0 0,8 1,2 Таблица А.2 Участок 1 (нечетное направление) Перегон 1 Ч-Ц Ц-Х Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 1690 1,0 0,9 1520 3,5 3,8 1370 1,0 1,3 610 1,2 1,5 1370 1,5 1,5 0 1,0 1,0 1430 2,0 1,8 820 3,0 3,2 1380 1,5 1,6 0 2,0 2,6 1830 1,0 0,9 1680 1,0 1,1 1490 2,0 2,2 1370 3,5 3,8 1070 1,5 1,8 66 Продолжение табл. А.2 Ц-Х Х-Ф Ф-У У-Т Т-С С-Р Р-П 1370 1070 1360 0 1790 1960 1670 1490 0 1390 820 1410 0 1960 1740 1600 1470 0 610 0 1850 1690 1510 0 2160 0 1920 0 0 1920 0 0 2210 1850 2410 2180 1910 1780 1600 0 2290 0 2220 1810 1,0 2,5 1,0 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 1,0 3,0 0,5 1,2 0,5 1,0 0,8 0,5 3,0 0,5 1,2 0,6 1,0 1,0 1,0 2,5 2,5 1,0 0,8 0,3 2,0 1,5 5,0 1,5 1,3 0,4 1,3 1,5 1,0 1,0 3,0 2,5 1,0 0,5 0,5 1,5 67 1,2 3,0 0,8 0,7 1,2 0,8 1,0 1,7 1,3 3,5 0,7 1,5 0,7 0,8 0,6 0,4 3,4 0,7 1,5 0,8 0,9 1,2 1,2 2,8 2,0 1,0 0,5 0,3 2,1 1,3 5,4 1,4 0,9 0,3 0,9 1,4 1,0 0,9 3,4 2,6 0,9 0,5 0,4 1,2 Продолжение табл. А.2 Р-П П-О О-Н Н-М М-Л Л-К 1700 1470 0 1890 1650 0 690 0 1590 0 1870 1690 1580 1410 0 1680 1570 1440 0 1670 1780 1940 1730 1570 1470 0 1970 1750 1580 0 1580 690 1560 0 1370 0 1480 1600 0 2210 1770 1580 1680 1520 1,0 1,2 1,5 1,0 1,5 2,0 1,0 3,0 2,0 5,0 4,0 1,0 0,5 2,0 3,5 4,5 0,5 1,0 1,0 1,5 1,0 2,5 1,5 1,5 3,5 0,5 1,0 0,9 2,5 2,0 3,0 0,5 2,0 2,5 1,0 0,6 1,2 1,2 1,3 0,5 0,5 2,0 2,5 0,5 68 0,8 1,5 1,8 0,7 1,6 2,6 1,0 3,8 1,9 5,8 3,8 0,7 0,5 2,1 3,9 4,1 0,5 1,1 1,0 1,5 1,2 2,2 1,5 1,8 4,0 0,7 0,7 0,6 2,7 2,2 3,5 0,4 1,8 3,0 0,9 0,8 0,9 1,2 1,7 0,4 0,5 2,1 2,6 0,5 Продолжение табл. А.2 Л-К К-И И-З З-Ж Ж-Е Е-Д 1390 0 1770 1590 0 1390 0 1370 0 1420 0 1930 1700 1760 1510 0 1410 620 1390 840 1370 820 1370 0 1850 1630 1410 0 2130 1860 1660 1540 0 1580 1730 1920 1750 1520 1740 1910 2120 1810 1610 2,0 0,8 1,0 0,5 1,0 2,5 1,0 1,0 1,0 3,0 1,0 0,5 1,7 2,0 1,0 1,0 1,6 1,2 2,0 4,5 1,0 1,6 1,0 0,6 0,5 2,5 4,5 0,5 0,9 0,8 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 3,5 0,5 2,0 1,0 1,5 4,5 1,0 2,0 69 2,4 0,8 0,7 0,4 0,9 2,9 1,1 1,1 1,1 3,6 0,8 0,5 1,9 1,8 0,9 1,0 2,0 1,5 1,8 5,4 1,2 2,2 1,0 0,8 0,5 2,7 5,4 0,6 0,6 0,6 2,1 1,6 1,7 0,7 1,2 3,5 0,6 2,4 1,0 1,5 4,2 0,8 1,9 Продолжение табл. А.2 Е-Д Д-Г Г-В В-Б Б-А 1460 0 2090 1850 1590 1440 0 1770 0 2210 0 2060 2210 0 1920 2110 2330 2130 1770 1530 0 840 1570 1770 1680 1880 1730 1570 1390 0 820 1460 1660 1530 1620 1780 1580 0 3,0 0,5 0,4 0,9 2,0 0,7 1,6 1,0 5,5 1,0 0,9 1,0 0,5 2,5 0,4 0,5 0,3 0,8 0,7 1,0 1,0 3,0 1,5 1,0 1,5 4,5 2,0 2,5 0,5 0,5 1,0 2,0 1,0 3,0 1,0 2,0 1,0 2,0 70 3,6 0,7 0,3 0,6 1,9 0,8 1,9 0,7 5,5 0,7 1,0 0,9 0,5 2,6 0,3 0,5 0,2 0,5 0,7 0,8 0,9 3,5 1,7 1,3 1,7 4,6 2,2 3,1 0,5 0,7 1,1 2,4 1,2 3,3 0,9 2,2 1,0 2,3 Таблица А.3 Участок 2 (четное направление) Перегон 1 А-Б А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 0 0,5 0,5 1580 2,5 2,6 0 1,5 1,6 630 5,0 5,9 1370 1,0 1,0 0 0,5 0,7 1730 1,0 1,0 0 0,7 0,9 1550 0,4 0,3 1410 3,0 3,1 0 0,5 0,5 1920 1,0 1,1 1700 1,0 1,1 0 0,8 1,0 2010 0,5 0,5 1710 0,5 0,6 0 0,5 0,7 0 1,5 1,3 2090 0,5 0,5 1940 1,0 1,1 1660 0,5 0,7 940 0,8 0,9 1680 9,0 9,2 1430 1,0 0,9 0 1,2 1,5 1270 0,5 0,5 1530 3,0 3,3 0 1,5 1,5 1250 0,5 0,5 0 2,5 2,9 1420 6,5 7,9 0 0,5 0,6 1870 0,8 0,6 1610 0,7 0,7 0 0,5 0,6 1420 1,5 1,6 0 1,1 1,4 1370 0,6 0,7 0 8,5 9,2 71 Продолжение табл. А.3 Е-Ж Ж-З З-И И-К 2200 1840 1610 0 1460 0 1250 1080 0 2180 1410 1610 1420 0 610 0 1860 1620 0 1590 0 1640 1410 0 1730 0 1570 1410 620 1370 830 0 1380 0 610 1360 820 0 640 1410 0 1400 0 0 3,5 0,5 1,2 0,6 0,7 1,0 1,0 0,5 1,0 1,0 0,5 1,0 0,9 2,0 1,7 3,5 1,0 1,0 1,0 5,5 4,0 4,0 2,0 0,6 1,0 1,0 0,7 1,5 2,0 0,5 2,0 1,5 1,2 0,5 2,5 0,5 0,5 1,5 0,8 1,1 1,1 0,7 1,7 0,6 72 2,5 0,4 1,4 0,8 0,7 1,0 1,0 0,5 0,9 0,8 0,6 1,0 1,0 2,3 2,1 4,0 0,7 0,8 1,1 5,9 4,6 4,5 2,2 0,7 1,0 1,3 0,7 1,7 2,5 0,4 2,3 1,9 1,5 0,4 3,0 0,5 0,6 1,7 0,9 1,2 1,4 0,8 1,9 0,8 Продолжение табл. А.3 И-К К-Л Л-М М-Н 1500 0 1680 700 1720 1420 610 0 1770 1510 830 0 610 820 0 610 0 1860 1590 1410 0 640 1410 0 1400 0 1390 0 630 0 1690 1610 1420 0 1730 1550 0 1410 0 1380 0 2210 1,7 4,5 2,5 1,0 3,5 2,0 1,0 0,5 1,0 2,5 1,0 0,5 3,5 0,5 0,8 1,7 2,5 0,5 2,5 1,0 1,3 0,5 1,0 1,0 2,0 4,0 1,1 1,5 2,0 1,7 1,0 1,0 1,5 3,0 1,0 1,5 1,5 1,8 0,6 1,5 2,0 2,5 73 1,8 5,5 2,6 1,0 4,0 2,3 1,2 0,7 0,7 2,8 1,1 0,6 4,1 0,7 1,0 2,0 2,8 0,6 2,7 0,9 1,7 0,6 1,2 1,0 2,3 5,1 1,3 1,6 2,4 1,9 0,8 0,6 1,6 3,5 0,8 1,4 1,6 1,9 0,8 1,9 1,7 2,0 Продолжение табл. А.3 Н-О О-П П-Р Р-С С-Т 2210 1620 0 2030 1730 0 700 1660 1600 950 1690 1780 1550 1400 610 1370 0 640 1370 0 1730 0 1510 610 1370 0 610 0 640 1390 620 1370 0 1730 1520 0 650 1410 0 620 1360 0 1730 5,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,5 1,0 0,5 0,5 4,5 3,5 2,0 1,7 11,4 0,5 1,2 2,6 1,0 0,5 1,0 1,0 2,0 4,0 0,5 0,5 0,8 1,5 1,0 1,0 3,0 0,7 1,7 1,0 3,5 1,2 1,0 1,0 0,5 10,0 1,0 0,5 1,0 74 4,1 0,8 1,0 0,7 1,1 1,2 2,9 1,2 0,6 0,4 4,8 4,0 2,2 1,9 12,4 0,5 1,5 2,8 1,0 0,7 1,0 1,1 2,3 4,8 0,6 0,5 1,0 1,8 0,8 1,0 3,6 0,8 1,9 0,9 3,8 1,5 0,9 1,0 0,4 11,4 1,0 0,6 1,1 Продолжение табл. А.3 Т-У У-Ф 0 1430 860 0 1390 820 620 0 1730 1610 1460 620 2,0 2,0 0,5 1,0 1,0 1,1 12,0 0,5 1,0 0,8 2,1 2,0 2,4 2,2 0,6 1,3 1,0 1,3 12,2 0,7 0,7 0,8 2,5 2,3 Таблица А.4 Участок 2 (нечетное направление) Перегон 1 Ф-У У-Т Т-С Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 710 2,5 3,0 1610 1,0 0,9 0 0,6 0,8 840 0,8 0,9 950 0,7 0,9 1420 0,5 0,4 700 2,5 3,2 1580 1,0 0,8 940 3,0 3,1 0 0,6 0,8 1600 0,5 0,6 700 3,5 3,8 1590 2,2 2,4 700 2,0 2,7 1570 1,5 1,7 690 1,7 2,0 1600 1,0 1,0 0 0,8 0,8 710 9,0 10,1 1610 0,8 0,6 700 1,5 1,6 1610 0,9 1,0 0 0,5 0,4 720 5,5 6,2 75 Продолжение табл. А.4 С-Р Р-П П-О О-Н Н-М М-Л 720 1600 0 1600 720 1590 730 1610 720 1620 700 1590 700 1640 0 940 0 0 2010 1830 930 0 2210 1780 960 700 1660 870 870 0 1300 1470 1800 1600 1620 1760 1520 1410 0 1370 0 1080 1410 0 1,5 0,5 0,5 0,5 5,5 2,5 4,0 3,5 5,5 1,3 4,0 0,5 6,5 0,5 0,5 1,0 1,0 7,0 0,6 0,6 0,7 1,0 0,6 1,0 1,1 2,5 2,5 3,5 3,0 1,5 1,0 2,0 0,5 10,0 1,6 1,5 3,5 5,8 1,8 2,0 0,2 2,3 1,0 1,0 76 1,8 0,7 0,9 0,6 5,9 3,0 4,6 3,6 6,4 1,5 4,7 0,6 7,2 0,5 0,6 1,2 1,3 7,9 0,5 0,6 0,8 1,1 0,5 0,8 1,3 3,0 2,6 3,7 3,5 1,4 0,7 1,7 0,4 10,1 1,7 1,6 3,7 6,4 2,2 2,0 0,3 2,6 1,1 1,0 Продолжение табл. А.4 М-Л Л-К К-И И-З З-Ж 1790 1610 0 2400 2050 1810 1610 1390 0 1810 1530 0 1480 1770 0 1650 1890 1720 970 0 2290 1950 0 1970 0 1210 0 940 1310 0 1920 860 0 920 1900 0 880 0 0 1920 0 2080 1910 870 1010 1,0 0,7 1,0 0,7 1,6 1,0 1,5 7,0 0,5 1,0 4,6 3,0 1,5 1,1 0,5 1,0 4,7 3,3 0,5 0,2 0,4 1,3 1,0 2,0 2,0 1,5 2,0 1,0 1,0 1,1 0,8 1,5 2,0 0,5 0,8 1,2 2,0 2,0 0,5 1,0 7,0 2,5 1,0 1,0 1,0 77 0,9 0,7 1,0 0,5 1,5 1,1 1,6 7,5 0,7 1,1 4,7 3,5 1,6 0,9 0,5 0,9 4,4 3,1 1,0 0,3 0,3 1,1 1,1 1,9 2,3 1,6 2,2 0,9 0,7 1,4 0,5 1,5 2,1 0,5 0,5 1,4 2,2 2,2 0,5 0,7 8,0 2,6 0,7 1,0 1,2 Продолжение табл. А.4 З-Ж Ж-Е Е-Д Д-Г Г-В В-Б 0 1820 1610 1720 1550 1410 0 1390 0 2210 0 2080 2000 1780 1620 710 1590 950 0 2030 0 2120 1680 0 940 0 2050 1800 1630 690 0 1610 0 2010 1660 0 1760 0 1610 0 1560 2010 0 2160 5,5 1,5 2,6 2,0 6,2 2,2 1,6 2,0 2,5 0,8 1,0 2,0 1,0 1,5 1,0 3,0 1,0 2,0 1,0 0,8 2,5 1,3 2,5 0,5 1,1 1,0 1,0 2,5 1,5 1,0 3,0 2,5 1,2 1,0 1,0 1,5 1,6 2,5 2,0 1,0 1,0 0,5 1,5 1,0 78 5,3 1,4 2,8 1,9 6,7 2,5 2,1 2,3 2,8 0,6 1,0 1,4 0,9 1,3 1,0 3,1 0,9 2,2 1,1 0,5 2,5 1,0 2,8 0,5 1,3 1,0 0,7 2,4 1,6 0,7 3,5 2,8 1,4 0,6 0,9 1,5 1,6 2,9 1,9 1,3 0,8 0,4 1,5 0,6 Продолжение табл. А.4 В-Б Б-А 1840 1690 0 2090 1800 1630 700 0 1590 1420 820 1430 1570 1420 0 1860 0,4 0,5 1,5 1,0 1,0 1,0 2,5 1,0 0,5 3,5 3,0 1,0 1,5 1,0 0,8 0,7 79 0,4 0,4 1,9 0,6 0,6 0,9 2,9 0,9 0,5 3,8 3,5 1,2 1,4 0,6 0,9 0,5 ПРИЛОЖЕНИЕ Б РЕЗУЛЬТАТЫ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ ДЛЯ УЧАСТКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (выбирают по первой цифре шифра задания и для рассматриваемой части участка; пикетаж станций и тяговых подстанций приведен в приложении Г; в таблицах для участков переменного тока указаны значения приведенного выпрямленного тока электровоза) Таблица Б.1 Участок 1 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 160 1,0 1,2 250 2,5 1,8 230 1,8 1,5 260 7,0 6,0 180 4,0 4,2 0 4,5 4,8 140 2,5 3,0 160 8,5 8,4 140 1,5 1,8 110 5,0 5,5 0 1,5 2,0 140 0,8 0,7 160 4,0 4,8 120 3,0 3,0 150 10,0 10,2 0 4,0 4,5 0 2,2 2,4 230 12 10,6 210 1,1 1,2 190 6,5 6,4 140 6,5 7,1 170 7,5 7,9 0 1,3 1,5 160 1,0 1,2 230 4,5 4,3 190 4,0 3,5 160 4,5 4,8 140 9,0 9,7 140 4,0 4,4 100 3,0 3,6 140 9,5 10,2 80 Окончание табл. Б.1 Ж-З З-И 0 0 230 250 210 160 3,5 2,0 1,5 10,5 1,5 7,5 4,1 2,4 1,5 9,6 1,2 7,0 Таблица П. Б.2 Участок 1 (нечетное направление) Перегон 1 И-З З-Ж Ж-Е Е-Д Д-Г Г-В В-Б Б-А Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 140 4,0 4,2 160 2,5 2,4 0 10,0 11,6 160 4,0 3,5 160 1,6 1,7 140 10,0 11,4 160 2,5 2,9 190 7,0 6,3 200 11,5 10,0 160 9,0 8,4 140 3,0 3,6 0 1,3 1,5 140 1,0 1,1 210 3,6 3,0 140 3,5 3,3 190 9,0 9,1 160 4,0 4,4 190 2,5 2,4 0 9,0 10,2 190 4,0 3,6 190 2,0 2,0 140 13,0 12,7 160 1,0 1,2 190 6,0 6,6 190 6,0 6,6 170 2,0 2,0 160 9,5 9,8 190 2,0 1,7 81 Б-А 210 190 0 150 8,5 2,0 5,0 4,5 Продолжение табл. Б.2 8,8 1,9 5,3 4,8 Таблица Б.3 Участок 2 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 160 1,5 1,4 250 5,0 3,5 270 7,5 6,1 170 4,5 4,2 140 7,0 6,9 0 1,5 1,6 160 1,0 1,2 230 2,5 2,4 160 9,0 9,5 180 1,5 1,3 190 2,0 1,9 210 10,0 10,0 180 1,5 1,5 140 6,5 7,2 140 2,5 3,3 190 2,5 2,4 230 4,5 4,2 190 1,5 1,2 170 4,0 4,6 150 1,5 1,4 120 4,0 4,2 140 13,5 14,4 0 2,0 2,6 150 1,2 1,1 210 2,5 2,5 140 10,0 10,2 110 8,5 9,2 140 2,0 2,4 150 4,0 4,3 160 10,5 11,7 82 Продолжение табл. Б.3 З-И 0 0 210 250 210 180 0 4,0 1,0 2,0 1,5 10,5 9,5 1,5 4,8 1,2 1,7 1,2 9,8 8,4 1,5 Таблица Б.4 Участок 2 (нечетное направление) Перегон 1 И-З З-Ж Ж-Е Е-Д Д-Г Г-В В-Б Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 90 8,0 8,7 0 11,5 12,7 160 2,0 2,4 160 7,5 7,8 140 6,0 7,5 150 4,0 4,3 180 3,5 3,6 160 3,0 3,5 150 5,5 6,6 0 12,0 12,9 160 1,8 1,5 300 2,0 1,4 270 2,5 1,8 0 12,0 12,3 150 6,0 6,0 140 3,0 3,6 0 8,0 9,0 180 2,0 2,7 180 8,0 8,5 140 1,5 1,6 100 6,0 6,8 120 1,5 1,8 140 1,5 1,9 150 8,5 9,0 140 1,5 1,7 120 2,0 2,6 83 Окончание табл. Б.4 В-Б Б-А 0 160 270 250 190 140 120 0 1,0 1,5 2,0 1,5 6,0 10,0 1,0 1,5 1,1 1,5 1,3 1,2 5,7 10,9 1,5 1,6 Таблица П. Б.5 Участок 3 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 220 13,5 13,8 180 1,5 1,5 150 4,0 4,1 0 3,0 3,0 140 1,0 1,3 240 2,0 1,8 190 1,5 1,2 220 7,0 6,0 160 3,5 4,0 140 2,0 2,4 0 1,0 0,9 140 8,0 9,0 180 3,0 2,9 210 3,0 3,0 190 1,0 1,1 170 11,5 9,9 140 1,1 1,0 120 20,5 23,1 160 1,0 0,9 270 2,2 1,3 160 11,5 11,7 0 1,0 0,8 160 1,5 1,7 250 2,0 1,6 230 2,2 1,5 84 Окончание табл. П. Б.5 Ж-З З-И И-К 270 200 0 140 0 0 120 160 200 200 140 100 0 7,5 5,0 3,5 11,0 2,5 1,0 4,0 6,5 6,0 13,0 7,5 9,0 1,5 6,8 4,6 3,6 12,6 2,9 1,0 4,2 6,8 6,1 12,6 7,8 9,7 1,8 Таблица Б.6 Участок 3 (нечетное направление) Перегон 1 К-И И-З З-Ж Ж-Е Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 150 1,5 1,6 270 1,5 0,9 220 1,0 0,8 230 1,0 0,9 270 8,5 7,4 220 5,0 4,2 0 3,0 3,3 140 11,0 11,3 0 2,0 1,5 0 5,5 5,9 150 5,5 5,6 190 7,0 6,6 160 18,0 19,6 140 7,5 7,9 0 7,5 7,8 160 1,0 1,3 270 2,0 1,5 220 1,0 0,9 0 2,5 3,0 120 3,2 3,7 0 4,0 4,3 85 Окончание табл. П. Б.6 Е-Д Д-Г Г-В В-Б Б-А 190 190 250 140 160 190 160 130 110 0 140 220 270 210 0 110 21,5 9,5 1,2 4,5 1,0 10,0 9,5 1,0 6,0 2,0 1,5 4,0 8,5 5,0 3,5 3,0 23,1 9,5 1,5 6,0 0,9 9,0 8,1 1,2 6,3 2,0 1,5 3,2 6,7 4,6 3,5 2,9 Таблица Б.7 Участок 4 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 150 2,0 1,5 230 3,0 2,4 160 11,5 10,8 0 1,0 1,3 0 2,5 2,4 130 13,5 12,5 190 8,5 9,1 230 3,0 2,3 190 8,5 8,4 170 1,5 1,8 190 7,0 7,2 220 2,6 2,0 250 1,1 0,8 270 4,5 3,4 230 10,0 9,2 190 3,5 3,4 0 1,1 1,5 160 1,3 1,5 86 Окончание табл. Б.7 Д-Е Е-Ж Ж-З З-И 250 270 190 0 160 160 150 130 0 0 130 160 180 220 180 150 160 4,0 7,0 4,5 4,0 3,5 9,0 1,0 6,0 1,6 2,0 5,5 7,0 3,5 10,5 2,5 8,5 1,0 3,2 6,0 4,7 4,2 3,6 8,2 0,8 6,0 1,8 2,2 5,8 7,2 3,0 9,7 2,1 8,6 0,8 190 4,0 3,2 0 2,2 2,4 Таблица Б.8 Участок 4 (нечетное направление) Перегон 1 И-З З-Ж Ж-Е Е-Д Характеристики элементов профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 150 1,5 1,8 250 1,8 1,4 190 10,0 10,8 0 3,5 3,8 130 9,0 9,0 130 3,4 3,4 150 5,7 6,0 160 2,0 2,1 190 6,0 6,7 220 7,0 6,9 190 1,3 1,1 170 10,0 8,8 190 13,5 13,0 0 4,8 5,4 87 Окончание табл. Б.8 Е-Д Д-Г Г-В В-Б Б-А 150 150 290 270 220 0 0 190 170 190 150 130 150 180 220 250 160 5,0 1,5 1,0 2,0 5,0 9,5 1,0 7,0 5,0 4,5 5,0 8,8 0,7 15,0 1,5 13,5 2,0 4,8 1,4 0,8 1,6 4,6 9,9 1,2 6,7 5,0 3,6 5,2 9,0 0,9 14,1 1,8 12,0 2,2 Таблица Б.9 Участок 5 (четное направление) Перегон 1 А-Б Б-В В-Г Г-Д Характеристики элемента профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 160 1,8 1,5 280 1,5 1,1 270 2,0 1,9 300 7,5 6,8 190 5,5 4,8 140 6,0 5,8 0 1,5 1,7 150 1,5 1,4 250 2,0 1,8 180 13,5 13,2 150 6,0 6,8 160 7,5 8,4 0 2,0 2,4 160 1,0 1,2 270 4,0 3,8 220 3,5 3,4 160 6,0 6,0 88 Окончание табл. П. Б.9 Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З З-И 140 140 250 180 0 0 160 190 0 0 110 130 180 180 140 100 7,5 1,4 2,0 10,0 1,0 1,1 16,0 7,5 1,5 0,8 3,5 8,0 5,5 11,0 7,0 2,5 8,0 1,4 1,2 9,6 1,0 1,3 17,3 6,4 1,8 0,9 3,6 8,2 5,1 11,4 7,8 3,0 Таблица Б.10 Участок 5 (нечетное направление) Перегон 1 И-З З-Ж Ж-Е Е-Д Д-Г Характеристики элементов профиля пути Средний ток I, А Время хода Δt, мин Длина ΔL, км 2 3 4 320 2,8 2,1 230 6,5 6,2 0 3,0 3,3 130 8,5 9,2 0 1,0 1,4 0 4,8 5,4 150 5,0 5,8 180 4,0 4,2 160 2,5 2,4 160 8,0 7,8 180 1,0 0,8 200 18,5 18,2 220 1,5 1,2 240 10,5 9,6 220 2,5 2,4 180 8,5 9,0 160 11,5 12,0 0 1,3 1,4 89 Окончание табл. П. Б.10 Г-В В-Б Б-А 150 210 160 180 160 190 160 130 0 130 250 190 150 120 0 1,5 2,5 6,0 7,5 2,0 9,0 1,0 2,5 1,0 1,5 3,5 6,0 10,0 0,9 1,3 90 1,8 2,4 6,0 7,4 2,4 9,3 1,1 2,6 1,0 1,8 3,2 5,8 10,4 0,9 1,5 ПРИЛОЖЕНИЕ В ПИКЕТАЖ СТАНЦИЙ И ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ДЛЯ УЧАСТКОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА (выбирают по первой цифре шифра задания и для заданной части участка, км) Элементы участка Станции Тяговые подстанции Номер участка 1 0; 20,9; 27,2; 36,6; 43,3; 62,0; 83,1; 92,4; 114,4; 126,8; 147,5; 156,5; 165,2; 184,0; 204,5; 214,9; 225,1; 233,9; 242,9; 251,2; 262,4; 279,0; 299,1; 1,1; 26,5; 44,1; 62,7; 82,5; 93,4; 113,8; 127,6; 146,9; 166,1; 183,0; 203,7; 215,4; 233,1; 243,6; 261,6; 280,0; 298,3; 2 0; 13,3; 23,1; 45,0; 57,7; 71,2; 93,7; 113,7; 138,4; 159,0; 174,7; 198,2; 216,0; 229,0; 238,8; 262,8; 283,9; 305,6; 328,0; 333,6; 0,4; 22,6; 44,4; 58,54; 71,9; 94,6; 114,5; 137,7; 158,3; 173,8; 197,6; 215,2; 228,4; 240,1; 263,7; 283,1; 306,4; 332,5; Примечание. Первая станция участка – станция А, пикетаж которой равен 0 км. ПРИЛОЖЕНИЕ Г ПИКЕТАЖ СТАНЦИЙ И ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ДЛЯ УЧАСТКОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (выбирают по первой цифре шифра задания и для заданной части участка, км) Элементы участка Станции 'Тяговые подстанции Номер участка 1 2 3 0; 22,5; 40,9; 63,4; 84,0; 100,5; 124,0; 146,3; 168,0; 1,1; 41,5; 83,4; 124,7; 167,4; 0; 23,7; 40,0; 58,7; 80,0; 97,0; 120,0; 143,2; 167,0; 0,5; 40,8; 81,7; 121,3; 165,9; 0; 22,4; 40,0; 49,0; 66,9; 90,0; 104,7; 140,0; 158,1; 190,0; 0; 40,5; 88,3; 139,3; 188,7; 4 0; 16,0; 40,0; 61,7; 80,0; 103,2; 120,0; 138,2; 165,0; 0; 23,6; 40,0; 57,6; 80,0; 93,2; 120,0; 137,8; 160,0; 0,8; 41,1; 80,9; 0,6; 40,8; 81,1; 121,1; 164,7; 120,7; 159,6; Примечание. Первая станция участка – станция А, пикетаж которой равен 0 км. 91 5 ПРИЛОЖЕНИЕ Д ДАННЫЕ О РАЗМЕРАХ ДВИЖЕНИЯ И УСЛОВИЯХ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА Таблица Д.1 № п/п 1 2 3 4 5 6 Вторая цифра шифра задания Параметры 1 2 3 Минимальный 8 6 10 межпоездной интервал, мин Тип рельса Р-65 Р-75 Р-50 Трансформаторная 3800 1200 2400 мощность для питания 6000 4800 8500 нетяговой нагрузки, кВА Стоимость 1 кBт ч , руб. * * * Схема соединения контактных подвесок узловая параллельная раздельная соседних путей Номер тяговой подстанции участка с заданной схемой присоединения к ЛЭП (для 2 1 2 системы однофазного тока промышленной частоты) Примечание. В п. 3 в числителе приведены данные для системы постоянного тока, в знаменателе – для системы переменного тока. * - ежегодно стоимость 1 кВт∙ч электроэнергии выдает преподаватель, ведущий курсовое проектирование. 92 Таблица Д.2 № п/п Третья цифра шифра задания Параметры 1 2 3 4 5 6 93 1 Суточные размеры движения на пятый год эксплуатации в месяц интенсивной работы (четном / нечетном направлении) 75 60 70 70 60 65 80 80 60 60 75 75 2 Мощность короткого замыкания на шинах ввода 110 кВ тяговой подстанции, MB∙ A 800 1200 1500 1000 1800 1350 3 Схема присоединения заданной тяговой подстанции переменного тока к ЛЭП (выводы трансформатора /фазы ЛЭП) АВС ВАС АВС ACB АВС BCA АВС CBA АВС CAB АВС ABC 4 Напряжение холостого хода на шинах 3,3 кВ, В 3530 3450 3550 3610 3500 3580 ПРИЛОЖЕНИЕ Е ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ТРЕХОБМОТОЧНЫХ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Тип трансформатора U BH , кВ U СН , кВ U НН , кВ Р ХХ , кВт Р КЗ , кВт u КВ−С , % uКВ− Н , % u КС − Н , % i0 , % Схема и группа соединения обмоток С высшим напряжением 110 кВ 94 ТМТН-6300/110У1 115 38,5 6,6; 11 17 60 10,5 17,0 6,0 1,2 Ун/Ун/Д-0-11 ТМТН-10000/110У1 115 38,5 6,6; 11 23 80 10,5 17,0 6,0 1,1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТН- 10000/110 115 10,5 6,3 23 85 10,5 17,5 6,5 1,1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖ-16000/110У1 115 27,5 6,6; 11 22 95 10,5 17,5 6,5 1,05 Ун/Д/Д-11-11 ТДТН-16000/110У1 115 38,5 6,6; 11 26 105 10,5 17,0 6,0 1,05 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЭ-20000/110У1 115 27,5 6,6; 11 45 127 10,5 17,0 6,0 0,8 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖ-2 5000/110У1 115 27,5 6,6; 11 28 140 10,5 17,5 6,5 1 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖУ-2 5000/110У1 115 27,5 6,6; 11 21 155 17,5 10,5 6,5 1 Ун/Д/Д-11-11 ТДТН-2 5000/110У1 115 38,5 6,6; 11 36 145 10,5 17,0 6,0 1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖУ-2 5000/110У1 115 38,5 27,5 21 155 10,0 17,5 6,5 1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖ-40000/110У1 115 27,5 6,6; 11 36 200 10,5 17,5 6,5 0,9 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖУ-40000/110У1 115 27,5 6,6; 11 36 220 17,5 10,0 6,5 0,9 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖУ-40000/110У1 115 38,5 27,5 36 220 10,5 17,5 6,5 0,9 Ун/Ун/Д-0-11 Окончание прил. Е ТДТН-40000/110У1 115 38,5 6,6; 11 50 200 10,5 17,5 6,5 0,8 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТН-63000/110У1 115 38,5 6,6; 11 70 290 10,5 17,5 6,5 0,7 Ун/Ун/Д-0-11 С высшим напряжением 220 кВ 95 ТДТНЖ-2 5000/220У1 230 27,5 6,6; 11 37 130 12,5 20 6,5 0,9 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖ-2 5000/220У1 230 38,5 27,5 37 130 20 17,5 6,5 0,9 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖУ-2 5000/220У1 230 27,5 6,6; 11 37 150 20 12,5 6,5 0,9 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖУ-2 5000/220У1 230 38,5 27,5 37 150 12,5 20 6,5 0,9 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТН-2 5000/220У1 230 38,5 6,6; 11 50 135 12,5 20 6,5 1,2 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖ-40000/220У1 230 27,5 6,6; 11 45 220 12,0 22 9,5 1,1 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖ-40000/220У1 230 38,5 27,5 50 220 22 12 9,5 1,1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТНЖУ-40000/220У1 230 27,5 6,6; 11 50 250 22 12 9,5 1,1 Ун/Д/Д-11-11 ТДТНЖУ-40000/220У1 230 38,5 27,5 50 250 12 22 9,5 1,1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДТН-40000/220У1 230 38,5 6,6; 11 66 240 12,5 22 9,5 1,1 Ун/Ун/Д-0-11 ТДЦТН-63000/220У1 230 38,5 6,6; 11 74 320 12,5 24 10,5 1 Ун/Ун/Д-0-11 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ДВУХОБМОТОЧНЫХ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Тип трансформатора U BH , кВ Р ХХ , , U НН , кВ кВт Р КЗ , кВт uК , % i0 , % Схема и группа соединения обмоток С высшим напряжением 110 кВ 96 ТМН-6300/110 115 6,6; 11; 38,5 10 44 10,5 1 ТМН-10000/110 115 6,6; 11; 38,5 14 58 10,5 0,9 ТДН-16000/110 115 6,6; 11; 38,5 18 85 10,5 0,7 ТРДН-25000/110 115 6,6; 11; 38,5 25 120 10,5 0,65 ТРДН-32000/110 115 6,6; 11; 38,5 35 145 10,5 0,7 ТРДН-40000/110 115 6,6; 11; 38,5 34 170 10,5 0,55 ТДН-63000/110 115 6,6; 11; 38,5 50 245 10,5 0,5 ТДЦ-80000/110 121 6,3; 10,5 85 310 11 0,6 ТДЦ-125000/110 121 6,3; 10,5 70 390 10,5 0,55 ТДЦ-200000/110 121 15,75 170 550 10,5 0,5 ТДЦ-250000/110 121 15,75 200 640 10,5 0,5 ТДЦ-400000/110 121 20 320 900 10,5 0,45 Ун/Д-11 Окончание прил. Ж С высшим напряжением 220кВ 97 ТРДН-32000/220 230 6,3; 10,5 45 150 11,5 0,65 ТРДН-40000/220 230 6,3; 10,5 50 170 11,5 0,6 ТРДН-63000/220 230 6,3; 10,5 70 265 11,5 0,5 ТД-80000/220 242 6,3; 10,5 79 315 11 0,45 ТДЦ-125000/220 242 10,5; 13,8 100 360 11 0,55 ТЦ-160000/220 242 15,75 125 500 11 0,45 ТДЦ-200000/220 242 15,75 130 560 11 0,4 ТДЦ-250000/220 242 15,75; 13,8 159 581 12 0,5 ТДЦ-400000/220 242 15,75; 20 250 780 12,7 0,5 ТЦ-630000/220 242 15,75; 20 380 1200 12,5 0,35 ТНЦ-1000000/220 242 24 480 2200 11,5 0,4 Ун/Д-11 ПРИЛОЖЕНИЕ З ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ 12-ПУЛЬСОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Таблица З.1 – Электрические параметры масляных трансформаторов для 12-пульсовых преобразователей Тип трансформатора ТРМП-6300/ ЖУ1 98 ТРДП-12500/ ЖУ1 ТРДП 1) -16000/ ЖУ1 ТРДП 2 ) -16000/ ИУ1 u K ,% U 1H кВ I 1H А 6,0 548 10,0 329 35 S1 H кВА U 2H кВ I 2H А U dH кВ I dH А PXX , кВт PКЗ , кВт i0 , % Схема и группа соединения обмоток Сквозное ком мут. 8,2 8,8 8,2 8,8 94 7,5 8,1 6,0 1097 7,5 8,4 14,5 71,5 0,9 Д/ДУ-0-11 10,0 658 7,5 8,4 14,5 71,5 0,9 У/ДУ-11-0 35 188 8,0 8,4 13,5 81 0,9 У/ДУ-11-0 10,5 627 738 84 0,8 У/ДУ-11-0 35 9,7 8,0 10,3 8,6 17,3 188 222 17,3 96 0,8 У/ДУ-11-0 10,5 618 723 12,5 15 13,5 90 0,2 У/УаДа-11-0 35 185 217 9,5 7,8 10 8,4 12,0 14,5 12,0 14,5 12,5 15 13,5 90 0,2 У/УаДа-11-0 5700 11400 11400 13430 11240 13150 1,304 1,305 1,282 1,514 1,307 1,47 1306 2610 2610 2570 3,3 3,3 3,3 3,8 3,3 3,9 1600 3150 3150 3150 3150 Д/ДУ-0-1 8,8 40 0,5 У/ДУ-11-0 У/ДУ-11-0 Окончание табл. З.1 ТРДТНП 16000/110ЖУ1 3) ТРДТП 2 ) -20000/ ИУ1 81 6,3 1008 595 10,5 604 357 35 182 107 99 115± 1,78 %х х9 ТРДТНП 2),3) 20000/110ИУ1 115± 1,25% х9 ТРДТНП2),3)– 12500/110ИУ1 115+ 1,78%х9 Примечания: 16040 (4800) 1,307 (10,5) 2570 (264) 3,3 3150 11 (11,9) 11,7 14 90 0,3 Ун/Д/УД-11/ 0-11 Д/ДУДУ-0-10-1 11000 6500 1276 1482 2570 1306 3,3 3,8 3150 1600 8,0 5,4 8,5 10,2 13 84 1,0 У/ДУДУ-11-011-0 У/ДУДУ-11-011-0 90 17950 (4800) 1,307 1,47 (10,5) 2570 (264) 3,3 3,9 3150 3150 13 17 (17) 14 18 15 113,5 (35) 0,3 Ун/Д/УаДа11/0-11 64 12700 (4800) 1.307 1,47 (10,5) 2040 (264) 3,3 3,9 2500 2500 9 (9,5) 9,5 14 80 (35) 0,3 Ун/Д/УД-11/011 в числителе показаны значения при выведенной регулировочной обмотке, а в знаменателе – при введенной; 2) в числителе показаны значения для выпрямительного, а в знаменателе – для инверторного режимов; 3) в скобках показаны значения соответствующие обмотке среднего напряжения. 1) Таблица З.2 – Электрические параметры сухих трансформаторов для 12-пульсовых преобразователей Тип трансформатора 100 ТРСЗП-12500/ ЖУХЛ1 (пр-ва ЗАО «Энергомаш -УЭТМ») ТРСЗП-12500/10 УХЛ1 (пр-ва ООО «НИИЭФАЭНЕРГО») RESIBLOC12500/10 (пр—ва компании АББ) DTTHDG12500/10 (пр-ва фирмы SGB, Германия) U 1H кВ I 1H А 6,3 1097 u K ,% S1 H кВА U 2H кВ I 2H А U dH кВ I dH А сквозное коммутационное PXX , кВт PКЗ , кВт i0 , % 11400 1,306 2610 3,3 3150 8,2 8,7 13,8 57 0,15 Схема и группа соединения обмоток Д/ДУ-0-11 У/ДУ-11-0 10,5 627 10,5 627 11400 1,312 2610 3,3 3150 5,8 9,4 14 57 0,15 У/ДУ-11-0 10,5 627 11400 1,307 2506 3,3 3150 8 16 18 68 0,15 У/ДУ-11-0 10,5 687 12500 1,305 2765 3,3 3150 9 17,8 16 63 0,15 У/ДУ-11-0 ПРИЛОЖЕНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ И ИНВЕРТОРОВ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Тип преобр азовател я U dH (U ИН ), кВ I dH ( I ИН ),Охлаждение А Установка Тип венти лей Схема выпрям ления Число вентилей П∙а∙S 6ПМ 6х2х4=48 12ППС 12х2х2=48 6ПН 6х1х8=48 6ПМ 12ППС 6х2х4=48 12х2х2=48 6ПМ 6x1x2 = 12 12ППС 12x1x1 = 12 12ППС 12x1x1 = 12 12ППС (12xlxl)x2 =24 12ППС 12x1x1 = 12 6ПМ 12ППС 6х1х6=36 12х1х3=36 6ПМ 12ППС (6х1х6)х2=72 (12х1х3)х2=72 Неуправляемые выпрямители ВТПЕД3,15к3,3к На блоках БСЕ14В 3,3 3150 3,3 3150 В-ТППД-1,6к3,3к 3,3 1600 В-МПЕД-1,6к3,3к 3,3 1600 ВМППД-1,6к3,3к 3,3 1600 В-МПЕД-З,15к3,3к 3,3 3150 ВМППД-3,15к3,3к 3,3 3150 На блоках БСЕ13И (ВТПЕТ) 1600 4,0 3150 Естественное Наружн ДЛ25 воздушное ая или 2на тепловых внутрен 2000трубах няя∙ 20 Естественное Наружн ДЛ17 воздушное ая или 3на тепловых внутрен 2500трубах няя∙ 24(22) Принудитель ное Д183Внутре воздушное 4000нняя на тепловых 42 трубах Естественное Д183воздушное Внутре 4000на тепловых нняя 42 трубах Принудитель ное Д183Внутре воздушное 4000нняя на тепловых 42 трубах Естественное Д183воздушное Внутре 4000на тепловых нняя 42 трубах Принудитель ное Д183Внутре воздушное 4000нняя на тепловых 42 трубах Регулируемые выпрямители Естеств. возд. на тепловых трубах Внутренняя 101 Т253125018 Окончание прил. И В-ТППТ-3,15к3,3к На блоках БСЕ13И 3,3 4,0 3150 2400 И-ПТП1,6к3,8к-50 3,8 1600 ИПМП1,6к3,8к-50 3,8 1600 Принудитель ное воздушВнутре ное на нняя тепловых трубах Инверторы Естественное воздушное Внутрен на тепловых няя трубах Принудитель ное Внутрен воздушное няя на тепловых трубах Принудитель ное Внутрен воздушное няя на тепловых трубах Т173200018 6ПМ 12ППС 6x1х6 = 36 12x1x3 = 36 Т173200018 6ПМ 6x1х6 = 36 Т273125046 6ПМ 6x1x3= 18 Т273125046 12ППС 12x1x2 =24 Примечания: 1. Внутренняя установка допускается при объеме помещения не менее 1200 м3. 2. В таблице обозначено: 6ПМ – 6-пульсовая мостовая; 6ПН – 6-пульсовая нулевая две обратные звезды с уравнительным реактором; 12ППС – 12-пульсовая по-следовательного типа; П – число плеч преобразователя, а – число параллельно включенных вентилей в плече, S – число последовательно включенных вентилей в плече. 102 ПРИЛОЖЕНИЕ К ТИПЫ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ Тип контактной подвески и род тока Площадь сечения Стоимость 1 км. подвески в Допустимый ток контактной сети медном по нагреву, А двухпутного эквиваленте, мм2 участка, тыс.руб Постоянный ток М95+2МФ-100 М-95+2МФ-100+М-120 М-95+2МФ-100+2М-120 М-95+2МФ-100+3М-120 М-120+2МФ-100 М-120+2МФ-100+М-120 М-120+2МФ-100+2М-120 М-120+2МФ-100+3М-120 М-120+2НЛФ-100 М-120+2НЛФ-100+М-120 М-120+2НЛФ-100+2М-120 М-120+2НЛФ-100+3М-120 М-120+2МФ-120 М-120+2МФ-120+М-120 М-120+2МФ-120+2М-120 М-120+2МФ-120+3М-120 295 407 519 631 320 432 544 656 320 432 544 656 360 472 584 696 1740 2160 2750 3340 1800 2280 2870 3360 1780 2260 2850 3440 1910 2480 3070 3660 35,7 36,8 37,9 39,0 36,0 37,1 38,2 39,3 36,7 37,8 38,9 40,0 36,9 38,0 39,1 40,2 Переменный ток М-95+МФ-100 М-95+НЛФ-100 М-95+МФ-100+М-120 М-120+МФ-100 М-120+НЛФ-100 М-120+МФ-100+М-120 195 195 307 220 220 332 1160 1230 1450 1210 1280 1500 35,8 36,5 36,9 36,1 36,8 37,2 Стоимость поста секционирования двухпутного участка: • система переменного тока – 22 тыс. руб.; • система постоянного тока – 16 тыс. руб.; Стоимость пункта параллельного соединения • участок переменного тока – 4,0 тыс. руб.; • участок постоянного тока – 5,6 тыс. руб.; Норма амортизационных отчислений • контактная сеть – 4,6 %; • посты секционирования и пункты параллельного соединения – 5,5 %. Примечание. Стоимости элементов системы электроснабжения приведены по состоянию цен на 1992 г. В расчетах они должны быть приняты с учетом коэффициента удорожания на данный момент времени. Коэффициенты удорожания ежегодно выдает преподаватель, ведущий курсовое проектирование. 103 ПРИЛОЖЕНИЕ Л УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДВУХПУТНОГО УЧАСТКА Тип подвески М-95+МФ-100 М-120+МФ-100 М-95+МФ-100+М-120 М-120+МФ-100+М-120 Расчетное среднее Тип значение при рельсов раздельном питании путей Р-50 Р-65 Р-75 Р-50 Р-65 Р-75 Р-65 Р-65 0,14+j0,38 0,14+j0,37 0,13+j0,36 0,13+j0,36 0,13+j0,35 0,12+j0,34 0,098+j0,288 0,094+j0,287 104 Эквивалентное приведенное сопротивление, Ом/км одного пути при при параллельном раздельном соединении контактной питании путей сети путей 0,339 0,234 0,332 0,222 0,320 0,210 0,320 0,222 0,313 0,210 0,301 0,199 0,253 0,169 0,251 0,167 Учебное издание Анатолий Александрович Пышкин Дмитрий Валентинович Лесников ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ НА ПОСТОЯННОМ (ПЕРЕМЕННОМ) ТОКЕ Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов» специализации «Электроснабжение железных дорог» 4-е издание, дополненное и переработанное Редактор С. В. Пилюгина Подписано в печать Формат 60 × 84 /16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. Тираж 200 экз. Заказ № 179 Издательство УрГУПС 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66
