По результатам исследований разработана новая методика выбора мощности трансформаторов тяговых подстанций при проектировании электрификации железнодорожных участков.
Метод расчёта нагрузочной способности тяговых трансформаторов подстанций электрических железных дорог постоянного и переменного тока
Состояние вопроса
Условия работы силовых трансформаторы тяговых подстанций:
- Значительная неравномерность нагрузок в течение суток, месяца и года; - Наибольшая нагрузка в час интенсивных перевозок при наличии поездов повышенной массы в 2–3 раза и более превосходит среднесуточную нагрузку;
- Температура окружающего воздуха в течении суток и года изменяется в широких пределах (для условий Сибири – 50 ÷ +400С);
- Значительные токовые нагрузки создаются при организации тяжеловесного движения поездов с пакетным графиком движения по сигналам автоблокировки;
- Значительные токи по обмоткам трансформатора возникают из-за отсутствия параллельной работы тяговых трансформаторов;
- В аварийной ситуации при односторонней схеме питания контактной сети электроснабжение тяговых, районных нетранспортных и нетяговых железнодорожных потребителей тяговые трансформаторы подстанции значительно перегружаются и снижается расчётный срок службы трансформатора.
- Значительное количество коротких замыканий в контактной сети.
При проектировании тяговых подстанций номинальная мощность трансформатора выбирается меньше максимальной суточной или часовой мощности с учётом его перегрузки в различные периоды времени. Условием систематических перегрузок и повышенной нагрузки является сохранение нормального срока службы изоляции трансформатора [1].
Существующая методика определения требуемой мощности трансформаторов тяговых подстанций при проектировании электрификации железных дорог основывается на методике ВНИИЖТ в 1960–80-х г. [2], [3]. Методика базируется на статистических данных по тяговой нагрузке и анализов суточных расходов электроэнергии подстанциями, в основном, на участках постоянного тока [4], [5]. Износ изоляции учитывается только в периоды наибольшего заполнения пропускной способности участка. При определении нагрузочной способности трансформаторов использовалась фундаментальная работа Л. М. Шницера [6]. Исследования методов выбора мощности трансформаторов для тяговых подстанций в МИИТ и других транспортных вузах отражены в работе [7].
Для современных условий проектирования и эксплуатации устройств тягового электроснабжения методика выбора мощности трансформаторов учитывает следующее:
· Исследования в области нестационарных тепловых режимов трансформаторов и старения изоляции;
· Современные методы и нормативы при определении нагрузочной способности трансформаторов;
· Современные стандарты по нагрузочным режимам трансформаторов;
· Изменение характера тяговой нагрузки;
Электрифицированные участки железных дорог характеризуются:
· Применением новых мощных локомотивов;
· Повышением массы грузовых поездов;
· Пакетным графикам их движения с минимальным интервалом движения по сигналам автоблокировки;
· Применение скоростных пассажирских поездов;
· Изменением характера тяговой нагрузки по максимальным и средним значениям токов;
· Особенностями режимов нагрузки трансформаторов в системах тягового электроснабжения постоянного и переменного тока при различных профилях участка, длинах межподстанционных зон и способах организации движения поездов.
Нагрузочная способность тягового трансформатора должна обеспечивать:
1.Заданный график нагрузки подстанции для условий нештатных режимов нагрузок:
· отключение смежных подстанций межподстанционной зоны;
· значительное увеличение размеров движения поездов при возникших ограничениях их пропуска на параллельных ходах;
· значительное увеличение нагрузок в связи с повышением массы грузовых поездов и пакетного графика их движения с минимальным интервалами по условиям автоблокировки.
2. Перспективные графики нагрузки в зависимости от заданных размеров движения.
Для улучшения методики выбора мощности трансформаторов тяговых подстанций выполнены:
1.Анализ режимов работы тяговых трансформаторов при повышенных нагрузках и возможных рисках их повреждения. Определены погрешности имеющейся методики для современных нагрузочных условий:
2.Сравнительные анализы действующих и существовавших нормативов и руководящих материалов по расчётам нагрузочной способности трансформаторов.
3. Компьютерная модель для расчётов температуры элементов трансформатора и степени износа изоляции с целью определения допустимых режимов работы трансформатора при заданных графиках нагрузки.
4.Расчётные графики определяются моделированием работы систем электроснабжения для условий обращения грузовых поездов повышенной массы и скоростных пассажирских поездов.
По результатам исследований разработана новая методика выбора мощности трансформаторов тяговых подстанций при проектировании электрификации железнодорожных участков.
Дата добавления: 2016-11-29; просмотров: 1518;