Совершенствование методики расчета распределенной системы тягового электроснабжения

• Автор: Смирнов, Денис Борисович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.1. Электрифицированный транспорт России в современных условиях.

1.2. Энерговооруженность тягового электроснабжения на линиях постоя ного тока

1.3. Ограничения системы централизованного электроснабжения.

1.4. Способы усиления тягового электроснабжения постоянного тока

1.5. Преимущества распределенной системы питания тяговой сети

1.6. Методы расчета систем тягового электроснабжения постоянного тока .

1.7. Цель, задачи и методы исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ПИТАНИЕМ ТЯГОВОЙ СЕТИ

2.1. Общие требования к построению математической модели

2.2. Математическое описание параметров схемы замещения распределенной системы тягового электроснабжения с питающей линией трехфазного переменного тока
2.3. Разработка программного обеспечения математической модели
2.4. Оценка достоверности математической модели.
Выводы по главе.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ПИТАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА.
3.1. Критерии оценки и влияющие факторы.
3.2. Исследование уровня напряжения у токоприемников движущихся поездов.
I
3.3. Исследование токораспределения в устройствах электротяговой сети .
3.4. Исследование потерь энергии в элементах электротяговой сети
3.5. Сравнительный анализ схем централизованного и распределенного питания
Выводы по главе
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОТЯГОВОЙ СЕТИ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕННОМ ПИТАНИИ.
4.1. Определение расстояний между трансформаторными подстанциями и преобразовательными пунктами в
распределенной системе тягового электроснабжения с
питающей линией переменного тока кВ.
4.2. Исследование графиков токов, напряжений и мощностей в электротяговой сети
4.3. Методика расчета нагрузочной способности основных элементов системы распределенного тягового электроснабжения .
4.4. Оценка методики расчета при реальном проектировании
4.5. Оценка расстояния между преобразовательными пунктами
по экономическим критериям.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ИЗ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ


При этом установленная мощность выпрямительных агрегатов с учетом резерва на грузонапряженных участках достигает . МВА. Таким образом, значение удельной мощности установленного оборудования находится в пределах 1,2. МВткм. Рассмотрим энергетические показатели работы трех магистральных линий Октябрьской железной дороги СанктПетербург Москва, СанктПетербург Выборг Госграница, Волховстрой Бабаево. Выборгское и Московское направления характеризуются преобладанием интенсивного пригородного и дальнего пассажирского движения. На участке Волховстрой Бабаево преобладают интенсивные грузовые перевозки. По показателю энергоемкости, удельного электропотребления, рассматриваемые участки сравнимы и имеют значение средней удельной потребляемой мощности 0,. МВткм. Энергетические показатели рассматриваемых участков приведены в табл. Таблица 1. Становится очевидным, что повысить эффективность использования капиталовложений в электрификацию следует за счет поиска путей оптимизации баланса мощностей потребной для тяги поездов и установленного дорогостоящего оборудования. Стопроцентный резерв силового оборудования, устанавливаемый на тяговой подстанции для обеспечения безостановочной работы железнодорожного участка, существенно влияет на показатели эффективност и работы электрифицированного транспорта. Поиск новых схем резервирования позволит значительно повысить показатели использования установленной мощности тяговых подстанций. Ограничения системы централизованного электроснабжения в основном связаны с проблемой усиления действующей электрификации постоянного тока. На многих участках сечение проводов контактной сети приближается к значению 0 мм2 по меди, количество усиливающих проводов достигло предела. В условиях повышения электрических нагрузок невозможно обеспечить термическую устойчивость контактной сети и снизить потери напряжения за счет подвески дополнительных проводов. Требуется строительство новых тяговых подстанций, влекущее за собой дорогостоящее развитие системы внешнего электроснабжения. При этом расстояния между соседними подстанциями сокращаются до . СанктПетербургМосква есть зоны протяженностью 6. Повышение конкурентоспособности электрифицированных линий железнодорожного транспорта в единой транспортной системе России потребовало увеличения скоростей движения пассажирских поездов до 0 кмч, повышения массы грузовых поездов до тысяч тонн, организации пакетного графика. Это приводит к резкопеременному характеру энергопотребления как в течение суток, так и при движении подвижного состава на межподстанционных зонах. В этих условиях традиционные системы питания тяговой сети постоянного тока оказываются неэффективными и неэкономичными. Система электрической тяги постоянного тока 3 кВ по расходу меди на контактную подвеску, минимальному расстоянию между тяговыми подстанциями, качеству токосъема при скоростном, высокоскоростном и тяжеловесном движении достигла предела своего совершенства 6. Ыа участках с расстоянием между подстанциями около км и контактной сетыо с одним усиливающим проводом значения токов удаленных коротких замыканий подчас сравнимы с рабочими токами, что усложняет обеспечение защит от токов КЗ. Увеличение энергетической эффективности систем тягового электроснабжения, как впрочем и энергосистем общего назначения, всегда было связано с повышением напряжения передачи энергии к потребителю. Именно поэтому в свое время на железных дорогах перешли от напряжения 3 кВ в контактной сети к уровню напряжения кВ, а в последующем и на 2x кВ передача энергии напряжением кВ. Таким образом, создание перспективных нетрадиционных систем тяги должно быть ориентировано именно на повышение напряжения передачи энергии к поездам. В последнее время много положительных оценок о роли системы переменного тока кВ, преимуществах ее применения при электрификации грузонапряженных линий. Однако, эта система имеет и свои существенные недостатки. Следует отметить, что электрическая тяга на постоянном токе 3 кВ к настоящему времени реализована на полигоне около тыс.