Эволюция тяговых подстанций на железных дорогах Франции

Скачать 0.6 Mb.

Название	Эволюция тяговых подстанций на железных дорогах Франции
страница	3/6
Тип	Документы

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы

1 2 3 4 5 6

2.Внедрение силовой электроники

SNCF и администрация инфраструктуры железных дорог Франции Réseau Ferre de France (RFF), поставив задачу оптимизации систем электроснабжения, инвестируют в европейские и национальные программы научных исследований по этой теме.

Целью разрабатываемых систем является отказ от строительства дополнительных подстанций, к стоимости которых прибавляется стоимость подключения к внешним питающим сетям. Для этого новое оборудование, устанавливаемое на существующих подстанциях, должно стоить меньше, чем строительство дополнительных подстанций, при сохранении исходной надежности.

Высоковольтные бустеры

Электроснабжение зон пригородного сообщения, а также обычных линий в целом удовлетворительно обеспечивается тяговыми подстанциями. Однако постоянно повышающиеся мощность электроподвижного состава и интенсивность движения поездов приводят к недопустимому падению напряжения на уровне трансформаторов подстанций, а также в контактной сети, особенно на концах фидерных зон. Для устранения этого явления проведены исследования по полной компенсации внутреннего падения напряжения в тяговых трансформаторах, в результате которых создана система компенсации, названная вольтодобавочной, или бустерной (HVB). Два варианта схемы такой системы, построенной на силовых полупроводниковых приборах, приведены на рисунке.

Схемы бустерной компенсации падения напряжения:

а — схема SVC-TCR ; б — схема SVC-TSC

В настоящее время SNCF использует электромеханическую систему компенсации на первичной обмотке трансформатора. Концепция этой системы изначально предусмотрена для удовлетворения других, не связанных с железными дорогами потребностей и недостаточно хорошо отвечает поставленной задаче, так как с запозданием реагирует на падение напряжения и привносит с собой противоречивые требования по техническому содержанию.

Компенсаторы дисбаланса

Еще во времена проектирования первых тяговых подстанций на 25 кВ, 50 Гц переменного тока возникла проблема их подключения к национальной энергетической сети.

Действительно, тяговые подстанции соединяются с сетью поставщика энергии (государственной компании Èlectricité de France, EDF) двумя фазами из трех, что вызывает нарушение равновесия между фазами (дисбаланс). В случае превышения его допустимого порогового значения обычно принимают решение о приведении дисбаланса в соответствие с принятыми нормами путем строительства новой высоковольтной линии, чтобы согласовать подстанцию с сетью высокого напряжения (225 или 400 кВ).

Однако такое решение зачастую трудноосуществимое и всегда дорогостоящее. Наиболее приемлемым способом решения проблемы является применение компенсаторов дисбаланса, выполненных на элементах силовой электроники (CER), обеспечивающее достижение технико-экономического компромисса. К тому же компенсаторы дисбаланса можно изготавливать в модульном исполнении, что позволяет адаптировать их к неодинаковым нагрузкам разных тяговых подстанций и структуре сети EDF в конкретном регионе. Их использование устраняет необходимость в прокладке новых высоковольтных линий, которые всегда оказывают отрицательное воздействие на чувствительную окружающую среду.

Ограничители токов короткого замыкания

В настоящее время токи короткого замыкания между контактной сетью и рельсами весьма жестко лимитируются сравнительно малой величиной с целью обеспечения совместимости между электроподвижным составом и системой тягового электроснабжения. Это достигается путем искусственного увеличения импеданса трансформаторов тяговой подстанции и, как следствие, сопровождается потерями и падением напряжения на их выводах.

Применение ограничителей токов короткого замыкания позволяет избавиться от этих недостатков, искусственно увеличивая импеданс трансформаторов только в случае короткого замыкания. Это дает возможность делать импеданс тяговых трансформаторов при работе в обычном режиме гораздо меньшим и оптимизировать распределение энергии по сети.
1 Конструкторский раздел, теоретическое и расчетное обоснование
1.1 Расчет мощности тяговой подстанции переменного тока
Мощность понижающих трансформаторов тяговой подстанции переменного тока для испытания тяговой нагрузки определяем по формуле (1):
(1)
где - напряжение на шинах подстанции 27,5 кВ;

- действующее значение тока наиболее и наименее загруженных плеч питания соответственно;

- коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки фаз трансформатора, равный 0,9;

- коэффициент, учитывающий влияние компенсации реактивной мощности, равный 0,93;

- коэффициент, учитывающий влияние внутрисуточной неравномерности движения на износ изоляции обмоток трансформатора, который для двухпутных путей составляет 1,45.

Мощность СН без АБ и базы масляного хозяйства (БМ):
,
Мощность СН с учетом АБ и МХ и ПОД:

Условие выбора ТСН:
- условие выполняется.
Электрические характеристики выбранного ТСН сведены в таблицу 1.

Электрические характеристики ТСН
Таблица 1

Тип трансформатора	,	,	,
ТМ-630/27,5	630	27,5	0,4

Расчет мощностей районных потребителей

Максимальная активная мощность потребителя находится по формуле (2):
(2)
где - установленная мощность потребителя электроэнергии, кВт;

- коэффициент спроса.

Максимальное значение суммарной нагрузки:

Максимальная реактивная мощность потребителя определяется по формуле (3):
(3)
где, - максимальная активная мощность потребителя

Сумма реактивных мощностей всех потребителей:

По типовым суточным графикам нагрузок потребителей определяем активную суммарную мощность для каждого часа (таблица 2).
Таблица 2

Часы	Потребители					Суммарная мощность
Часы	3780	1040	660	648	750	Суммарная мощность
1	1890	707	224	227	750	3798
2	1890	728	211	227	450	3506
3	1890	707	205	227	225	3254
4	1890	686	198	227	225	3226
5	2079	707	191	227	225	3429
6	2079	728	198	227	225	3457
7	2075	707	224	227	225	3458
8	2646	853	409	486	225	4619
9	3402	957	607	648	0	5614
10	3780	1040	660	648	0	6128
11	3402	1019	594	616	0	5631
12	3024	978	488	518	0	5008
13	3213	957	462	324	0	4956
14	3402	1019	607	486	0	5514
15	3402	957	568	583	0	5510
16	3213	936	515	518	0	5182
17	3213	957	475	486	750	5881
18	3024	978	554	518	750	5824
19	3024	936	528	583	750	5821
20	2835	915	462	551	750	5513
21	2835	915	475	648	750	5623
22	2457	853	515	616	750	5209
23	1890	728	370	421	750	4159
24	1890	707	251	356	750	3954

Максимальное значение суммарной активной мощности приходиться на 10 ч:

Коэффициент разновременности максимумов нагрузок проектируемой подстанции определяем по формуле (4):
(4)

Определяем полную максимальную мощность потребителей с учетом потерь по формуле (5):
(5)
где - постоянные потери в стали трансформаторов равные 1-2%;

- переменные потери в сетях и трансформаторах равные 6-10%.

Мощность на шинах определяем по формуле (6)
(6)
Мощность на шинах 27,5 кВ:

Мощность на шинах 220 кВ:

Необходимая мощность трансформатора рассчитывается по формуле (7):
, (7)
где - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 1,4.

На основании расчетов применяются понижающие трансформаторы типа ТДТНЭ – 40000/220.
Определяем полную мощность проектируемой тяговой подстанции по формуле (8):
(8)

1.2 Расчет токов короткого замыкания
Расчет относительных сопротивлений до точек короткого замыкания при максимальном режиме.

Для расчета относительных сопротивлений до точек короткого замыкания при максимальном режиме составляется принципиальная схема цепи короткого замыкания (рис.1):

рис. 1
Схема замещения (рис.2):
Рис.2

Принимаем и рассчитываем все сопротивления схемы замещения при этой базисной мощности.

Сопротивления до шин районной подстанции РП1 (РП2)определяем по формуле (9):
(9)

Сопротивление линий определяем по формуле (10):

(10)

Для сопротивление линий считаем по формуле (11):
(11)
где - реактивное сопротивление воздушной линии равное 0,4 Ом/км.

Определяем относительные сопротивления обмоток трансформаторов проектируемой тяговой подстанции по формуле (12):
(12)

Результаты расчетов проставляем на схему замещения рис.2, заменим параллельное соединение последовательным рис.3:

Рис.3

Пользуясь формулами преобразования, сворачиваем схему:

Рис.4

Рис.5

Преобразуем полученную схему замещения (рис.5), заменив параллельное соединение сопротивлений и последовательным, тем самым находим относительное базисное сопротивление до точек короткого замыкания по формуле (13):
(13)
Находим относительное базисное сопротивление до точки :

Находим относительное базисное сопротивление до точки :

Находим относительное базисное сопротивление до точки :

Расчет токов и мощности к.з. в точке :

;

;

;

;
Расчет токов и мощности к.з. в точке
;

;

;

;

.
Расчет токов и мощности к.з. в точки :

1 2 3 4 5 6

Похожие:

	Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах... Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Украины (идп) в соответствии с основными положениями, установленными...		Комплекс мультимедийных компьютерных программ по птэ, иси, идп по... Правил технической эксплуатации железных дорог РФ (црб-756 от 26. 05. 2000 г), Инструкции по сигнализации на железных дорогах РФ...
	Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах... «корпоративной автоматизированной системы контроля знаний работников ОАО «ржд», связанных с обеспечением безопасности движения поездов,...		Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах российской федерации Департамента пути и сооружений мпс россии (далее геофизическая станция цп), а также геофизических станций железных дорог
	Стандарт Работник по техническому обслуживанию и ремонту железнодорожных тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств системы...		Профессиональный стандарт Работник по техническому обслуживанию и ремонту железнодорожных тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств системы...
	1. Методы диагностирования силовых трансформаторов тяговых подстанций Автоматизированная система измерения температурой зависимости тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла		Пояснительная записка к проекту профессионального стандарта «Работник по техническому обслуживанию и ремонту железнодорожных тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств системы...
	Подпись Дата Лист 2 Разраб. Провер. Реценз Н. Контр. Утверд. Лит. Листов 14 Устав железнодорожного транспорта РФ. Общие сведения о правилах технической эксплуатации железных дорог (птэ) и инструкциях по сигнализации...		Президенту Ассоциации «Промжелдортранс» Российской Федерации, Правила эксплуатации и обслуживания железнодорожных путей необщего пользования. Кроме этого, на железных дорогах...
	Центр организации труда и проектирования экономических нормативов пояснительная записка «Работник по техническому обслуживанию и ремонту железнодорожных тяговых и трансформаторных подстанций, линейных устройств системы...		Инструкция по организации обращения грузовых поездов повышенного... Российской Федерации (далее Инструкция) устанавливает порядок и правила обращения грузовых поездов повышенного веса и длины и соединенных...
	Правила эксплуатации и пономерного учета собственных грузовых вагонов Общие положения «5», кроме вагонов инвентарного парка принадлежности железнодорожных администраций (железных дорог) и действуют на железных дорогах...		Инструкция по учету наличия неисправных грузовых вагонов на железных дорогах филиалах ОАО "ржд" Инструкцию по учету наличия неисправных грузовых вагонов на железных дорогах филиалах ОАО "ржд"
	Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых... ...		Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава на железных дорогах украины Настоящая Инструкция устанавливает основные правила и нормы эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог Украины

Руководство, инструкция по применению