2 Выбор мощности конкретных компенсирующих установок и их размещение в системе тягового электроснабжения

Расчет мощности КУ выполняется упрощенным методом. Достаточно по системе внешнего электроснабжения (СВЭ) иметь данные по входному сопротивлению каждой тяговой подстанции (то есть данные по собственному сопротивлению подстанции) и параметрам систем тягового электроснабжения (СТЭ) в полной схеме.

2.1 Определение входного сопротивления каждой тяговой подстанции до шин 27,5 кВ.

2.1.1 Расчет входного (узлового) сопротивления до шин высокого напряжения тяговых подстанций.

Входное сопротивление до любого узла системы численно равно падению напряжения от источника питания до данного узла при наличии в данном узле источника единичного тока и отсутствии источника тока в других узлах системы.

Примем следующие допущения:

• не учитывается емкость на землю;

• ;

Входное сопротивление до шин ВН k-й подстанции, Ом, найдем по формуле:

, (2.1)

где ,- удельное соответственно активное и индуктивное сопротивление проводника ЛЭП,,– длина, соответствующая сопротивлению, км.

Найдем входное сопротивление для каждой подстанции.

Рис. 2.1 – Схема внешнего электроснабжения

Подстанция 1.

Преобразуем исходную схему внешнего электроснабжения (рис. 2.1).

Преобразуем последовательное соединения.

;

Получим следующую схему.

Рис. 2.2 – Преобразованная схема

Преобразуем параллельные соединения.

Получим следующую схему.

Рис. 2.3 – Преобразованная схема

Преобразуем треугольник (l₁,l₂иl₆) в звезду

Получим следующую схему.

Рис. 2.4 – Преобразованная схема

Преобразуем треугольник (l_6,1,l_6,2иl₅) в звезду

Получим следующую схему.

Рис. 2.5 – Преобразованная схема

Для провода АС-240/34 расчетные активные и индуктивные сопротивления по [2] равны:

;

;

Отсюда входное сопротивление до шин подстанции 1 равно:

Подстанция 2.

Рис. 2.6 – Преобразованная схема

Преобразуем последовательное соединения.

Рис. 2.7 – Преобразованная схема

Преобразуем параллельные соединения.

Получим следующую схему.

Рис. 2.8 – Преобразованная схема

Преобразуем треугольник в звезду

Получим следующую схему.

Рис. 2.9 – Преобразованная схема

Входное сопротивление до шин подстанции 2 равно:

Подстанция 3.

Преобразуем последовательное соединения.

Получим следующую схему.

Рис. 2.10 – Преобразованная

схема

Преобразуем параллельные соединения.

Получим следующую схему.

Рис. 2.11 – Преобразованная

схема

Преобразуем треугольник (l₃,l₄иl₇) в звезду

Получим следующую схему.

Рис. 2.12 – Преобразованная

схема

Преобразуем треугольник в звезду

Получим следующую схему.

Рис. 2.13 – Преобразованная

схема

Входное сопротивление до шин подстанции 3 равно:

2.1.2 Определение сопротивлений трансформаторов тяговых подстанций.

В комплексной работе при определении сопротивлений тяговых подстанций районная обмотка не учитывается, отсюда полное сопротивление трансформаторов k-й подстанции находится по следующему выражению:

, (2.2)

Активное и индуктивное сопротивления равны:

, (2.3)

, (2.4)

где - напряжение короткого замыкания между обмоткой ВН и тяговой обмоткой (27,5 кВ) трансформатора тяговой подстанции, %;- номинальное напряжение системы внешнего электроснабжения, кВ;- номинальная мощность трансформатора тяговой подстанции, МВА;- количество работающих трансформаторов на тяговой подстанции;- потери мощности короткого замыкания, кВт.

Входное (узловое) сопротивление k-й тяговой подстанции до шин 27,5 кВ определяется по формуле:

, (2.5)

Для первой и второй подстанций выбираем трехфазный трехобмоточный трансформатор ТДТНЖ-25000/110, для третьей подстанций ТДТНЖ-40000/110 со следующими характеристиками.

Таблица 2.1 – Характеристики трансформатора

	ВН	СН	НН	В-С		С-Н	В-Н
25	115	27,5	11	17		6	10,5	140		42
40	115	27,5	11	17		6	10,5	200		63

;

Определим входное (узловое) сопротивление подстанций до шин 27,5 кВ (2.5).

Аналогично для второй и третьей подстанции.

Сведем полученные величины в таблицу:

Таблица 2.2 – Значения входных сопротивлений и сопротивлений трансформаторов

Номер подстанции	1	2	3
	2,37+8,133i	6,162+21,148i	8,428+28,926i
	2,962+89,881i	1,481+44,941i	1,653+56,182i
	1,829+33,629i	2,622+22,675i	3,459+29,201i