3. 1 Определение параметров работы стэ участка Кижа – Бада при усилении схемы с помощью упк

Новые технологии в организации грузового движения с помощью тяжеловесных поездов весом 6000 т, 9000 т приводят к значительному токопотреблению и низкому уровню напряжения. Организация такого движения поездов на ряде межподстанционных зон ограничивается устройствами электроснабжения по уровню напряжения.

Эффективным средством повышения напряжения в тяговой сети является применение установок продольной емкостной компенсации реактивной мощности (УПК).

Установки продольной емкостной компенсации реактивной мощности обеспечивают в тяговых сетях железных дорог повышение и стабилизацию напряжения на уровне номинального.

УПК генерирует незначительную емкостную мощность, пропорционально квадрату тока, которая при больших нагрузках в зависимости от емкостного сопротивления УПК составляет 10..15% от величины потребляемой реактивной мощности. Поэтому УПК целесообразно применять для повышения напряжения.

Результаты проведенных расчетов представлены в таблицах 30 – 35

Таблица 30 - Расход электроэнергии

Наименование подстанции	Расход энергии
	полный, кВ∙А∙ч	активный, кВт∙ч
КИЖА	320714	232312
Таpбагатай	767764	592927
Бада	727368	581872
Хилок	376700	307761
Всего по участку	2192546	1714873

Таблица 31 - Потери электроэнергии в трансформаторах

Наименование подстанции	Потери в трансформаторах, кВт∙ч
	при нагрузке	Потери в трансформаторах, кВт∙ч
КИЖА	1245	3523
Таpбагатай	4995
Бада	4379
Хилок	3239
Всего по участку	13857	14092

Таблица 32 - Минимальные допустимые интервалы при схеме питания с усилением УП

Наименование зоны	Пониж. тр-ры	Напряж.	Нагрев	Результ.
Кижа – Таpбагатай	9	12*	10	12*
Таpбагатай – Бада	9	12*	6	12*
Бада – Хилок	9	12*	9	12*
Кижа – Хилок	9	12*	10	12*

Таблица 33 - Наличная суточная пропускная способность при схеме питания с усилением УП

Наименование зоны	Понижающие тр-ры	Напряжение	Нагрев к. с.	Результирующая
Кижа – Таpбагатай	134 / 134	101 / 101	121 / 121	101 / 101
Таpбагатай – Бада	134 / 134	101 / 101	201 / 201	101 / 101
Бада – Хилок	134 / 134	101 / 101	134 / 134	101 / 101
Кижа – Хилок	134 / 134	101 / 101	121 / 121	101 / 101

Таблица 34 – Минимальное напряжение на токоприёмниках локомотивов при усилении схемы УП

МПЗ	Путь	Напряжение,	Поезд, на км
		3-мин
Кижа - Тарбагатай	1-й	22,12	5789,00
	2-й	21,88	5793,86
Тарбагатай – Бада	1-й	21,35	5848,06
	2-й	21,24	5851,00
Бада - Хилок	1-й	21,79	5903,55
	2-й	21,65	5900,22

Согласно данным таблиц 30 - 34 приходим к выводу: среднее значение за 3 минуты –21,24 кВ; потери энергии в тяговой сети составляют 3,6%, что является в пределах нормы.

Рисунок 5 – Сравнение уровня минимального напряжения при различных схемах

4 Расчет и выбор мощности компенсирующих устройств

В тяговых сетях переменного тока, питающих однофазные тяговые нагрузки, устройства поперечной компенсации обеспечивают компенсацию реактивной мощности токов прямой последовательности. Однако, для компенсации токов обратной последовательности и симметрирования токов и напряжения в зависимости от отношения средних токов плеч питания, КУ должны включаться на определенные фазы. На тяговых подстанциях, как правило, следует применять однофазные КУ и устанавливать их на отстающую фазу.

4.1 Расчет реактивной мощности установки продольной компенсации, включенной в отсос ТП Кижа

Реактивная мощность УПК вычисляется по формуле, ВАр:

(4.1.1)

где I_от – ток в отсасывающем проводе, А;

х_упк - реактивное сопротивление установки продольной компенсации,

Ом;

k - коэффициент кратности, принимается равным 1-2.

_{Ток в отсасывающем проводе рассчитывается по формуле,} А:

(4.1.2)

где I_I, I_II - токи плеч питания (опережающая и отстающая фазы

соответственно), А.

Реактивное сопротивление УПК рассчитывается по формуле:

, (4.1.3)

где X_C – сопротивление системы Ом, равное

, (4.1.4)

X_T: – сопротивление трансформатора Ом, равное

, (4.1.5)

где k= (1;1.5;2) – коэффициент , учитывающий парность работы

трансформаторов;

U_тс = 27,5 кВ;

U_кз – напряжение короткого замыкания, %;

S_кз – мощность короткого замыкания на вводе тяговой

подстанции, МВА;

S_н – номинальная мощность силового трансформатора, МВА.

Рассчитаем реактивную мощность установки продольной компенсации включенной в отсос ТП Кижа:

Ом;

Ом;

Ом;

А;

кВАр.

Аналогичным образом определим реактивную мощность установки продольной компенсации на ТП Тарбагатай.

Результаты расчета реактивной мощности установок продольной компенсации, включенных в отсос смежных подстанций сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1– Результаты расчета мощности УПК, включаемых в отсос ТП

Наименование ТП	I1, А	I2, А	Iот, А	Хс, Ом	Хт, Ом	Хупк, Ом	Qупк, кВАр
Кижа	507	1179	1210	2,94	2,36	5,3	7141,52
Тарбагатай	1635	970	1233	1,60	2,36	3,96	8159,38