Определение мощности тяговой подстанции

 

Следующим этапом проектирования является определение необходимой трансформаторной мощности тяговых подстанций для реализации заданных размеров движения поездов с заданной массой. Исходными данными для расчета являются нагрузки плеч питания тяговых подстанций, значения которых определены для каждого типа поезда предыдущими вычислениями.

 

Алгоритм расчета

 

 Расчет необходимой трансформаторной мощности производится на основе выражения

 S = (Sт+Sр)*kр, где Sт - мощность, необходимая для питания тяговой нагрузки, кВА, Sр - мощность районной нагрузки, kр - коэффициент учета несовпадения максимумов районной и тяговой нагрузок, примерно 0.93.

 Поскольку при тяге переменного тока предполагается установка трехфазных тяговых трансформаторов, у которых каждая катушка обмотки рассчитана на треть номинальной мощности, то на переменном токе

 

Sт = (2*S1+0.65*S2)*kм*kф*kк, кВА, (5)

 

где S1, S2 - среднесуточные потребляемые мощности соответственно

 для более и для менее загруженного плеча питания в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации, кВА;

 kм - коэффициент учета влияния внутрисуточной неравномерности движения на износ изоляции обмоток трансформатора, для которого используется аппроксимация

 

kм = (-0.166*t+1.024)*(Pсим/Pмакс)^(-0.499*t*t+0.768*t-0.677);(6)

 Pсим - среднесуточная нагрузка тяговой подстанции в месяц интенсивной работы на пятый год эксплуатации;

 Pмакс - максимальная нагрузка подстанции;

 kф - коэффициент учета неравномерности загрузки фаз трансформатора, порядка 0.9;

 kк - коэффициент учета влияния батареи поперечной компенсации, установленной на подстанции, примерно 0.914.

 При тяге постоянного тока

 

Sт = (P1+P2)*kм/cos(ф), кВА, (7)

 

где P1, P2 - среднесуточные нагрузки плеч питания подстанции, кВт;

 cos(ф) - коэффициент мощности подстанции, примерно 0.93.

 Среднесуточная потребляемая мощность для плеча питания подстации равна

 

 S1(2)(P1(2)) = (A1(2)1чет*N1чет+A1(2)2чет*N2чет+...+

 +A1(2)gчет*Ngчет+A1(2)1неч*N1неч+A1(2)2неч*N2неч+...+ (8)

 +A1(2)gнеч*Ngнеч)*kз*kд*kтс/24,

 

где A1(2)jчет(неч) - расход энергии на движение одного поезда

j-го типа, отнесенные к соответствующему плечу питания подстанции;

 Njчет(неч) - среднесуточные размеры движения поездов j-го типа на пятый год эксплуатации в месяц интенсивной работы;

 gчет(неч) - число типов поездов в каждом направлении;

 kз, kд, kтс соответствуют ранее введенному обозначению.

 Для тяговой подстанции постоянного тока расчет необходимой выпрямительной мощности производится по выражению

 Pвыпр = P1выпр+P2выпр, кВт;(9)

 P1(2)выпр = No*(A1(2)чет+A1(2)неч)*kз*kд*kтс/24, (10)

где A1(2) - расход энергии на движение одного поезда основного типа, отнесенный к соответствующему плечу питания тяговой подстанции, кВт*ч;

 No - пропускная способность участка.

 

 Расчет производится при помощи подпрограммы blok03 программного комплекса BLOK.

Порядок выполнения расчета:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТЯГОВЫХ

ПОДСТАНЦИЙ

 

 ВВЕДИТЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

ЧИСЛО ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ = 6

ЧИСЛО ТИПОВ ПОЕЗДОВ (четные+нечетные) = 6

 ВВЕДИТЕ ПРИЗНАК РОДА ТОКА M

 ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА M=0, ДЛЯ ПЕРЕМЕННОГО M=1

 M= 1

 КОЭФФИЦИЕНТЫ К(З), К(Д), К(ТС)

 

 К(З)= 1.08 К(Д)= 1.03 К(ТС)= 1.03

 

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ УЧАСТКА = 160

ДОЛЯ ПОТРЕБНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ МОЩНОСТИ

ДЛЯ ПИТАНИЯ РАЙОННОЙ НАГРУЗКИ (в отн. ед.)

В СУММАРНОЙ МОЩНОСТИ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ= 0.15

 

 СРЕДНЕСУТОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ ДВИЖЕНИЯ

 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ДЛЯ КАЖДОГО ТИПА ПОЕЗДА:

 

 ДЛЯ 1 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 60

 ДЛЯ 2 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 40

 ДЛЯ 3 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 20

 

 ДЛЯ 4 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 60

 ДЛЯ 5 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 20

 ДЛЯ 6 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

? 20

 РАСХОДЫ ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДОВ,КВТ*Ч (КВА*Ч)

(типы поездов в том же порядке, что и для размеров движения)

ДЛЯ 1 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 802.5676

ДЛЯ 2 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 301.6655

ДЛЯ 3 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 1035.8638

ДЛЯ 4 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 453.513

ДЛЯ 5 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 1442.0207

ДЛЯ 6 -ГО ТИПА ПОЕЗДА

 ДЛЯ 1 -Й ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

 ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 0

 ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ = 523.12

 

ТП	ПОТРЕБНАЯ МОЩНОСТЬ		СР.СУТ. МОЩНОСТЬ ПЛЕЧА, кВА		Km
	ТРАНС., кВА	ВЫПРЯМ., кВт	ЛЕВОГО	ПРАВОГО
1	24942	39787	0	4558,75	2.303
2	30956	60220	3868	5956	2.552
3	22863	45726	3425	4135	2.536
4	30552	61104	5012	5263	2.540
5	27056	54112	4391	4648	2.510
6	29865	59730	4235	0	2.506

 

Вывод: Для обеспечения заданного размера движения поездов по рассчитываемому участку необходимо, чтобы трансформаторная мощность соответствовала потребляемой, поэтому исходя из полученных результатов расчёта для каждой проектируемой подстанции выбираем тип трансформаторов:

 

Трансформатор	Pхх, кВт	Pк, кВт	Iхх, %	Uк, %
ТП1 – ТДТН-25000/110 МВА	45	145	1.0	10.5
ТП2 – 2*16 МВА	17	76	1.0	10.5
ТП3 – 2*16 МВА	17	76	1.0	10.5
ТП4 – 2*16 МВА	17	76	1.0	10.5
ТП5 – 2*16 МВА	17	76	1.1	10.5
ТП6 – ТДТН-25000/110 МВА	45	145	1.1	10.5