6. Определение потерь энергии на тяговых подстанциях

Потери энергии на тяговой подстанции получены из сложения потерь энергии W_пт в понизительных трансформаторах, W_вт - в тяговых трансформаторах выпрямительных агрегатов и W_в - в выпрямителях и вычислены через потери мощности в названных устройствах:

W_пт = Р_пт  n_пт  T_пт ,

W_вт = Р_вт  n_вт  T_вт ,

W_в = Р_в  n_в  T_в ,

где Р_пт, Р_вт, Р_в  средние потери мощности в понизительном

трансформаторе, тяговом трансформаторе и

выпрямителе;

n_пт, n_вт, n_в  число параллельно работающих понизительных

трансформаторов, тяговых трансформаторов и

выпрямителей;

T_пт = T_вт = T_в  время работы в году, принято

равным 7000 часов.

6.1. Потери мощности в двухобмоточных понизительных трансформаторах

Р_пт = Р_хх + к_пп  Q_хх + к_з²  к_э²  (Р_к + к_пп  Q_к ), (41)

где Р_хх  потери холостого хода трансформатора при номинальном

напряжении, кВт;

Р_к  потери короткого замыкания при номинальном токе, кВт;

Q_хх  реактивная мощность намагничивания трансформатора,

квар, равная ( S_пт * I_хх % ) / 100;

Q_к  реактивная мощность рассеивания трансформатора, квар,

равная ( S_пт * u_к% ) / 100;

к_пп  коэффициент повышения потерь, представляющий затрату

активной мощности на выработку и передачу одного квара

реактивной мощности, принят равным 0,05 кВт/квар в

зависимости от удаленности тяговых подстанций

от электростанций;

к_э=  коэффициент эффективности нагрузки трансформатора:

 коэффициент загрузки трансформатора.

Произведение коэффициентов равно S_пт,э/S_пт,н;

S_пт,н  номинальная мощность трансформатора;

S_пт,э  эффективная мощность нагрузки трансформатора

рассчитана в главе 4.

Окончательно:

(42)

=(8120*0,9)/100=73,1квар.

=(8120*10,5)/100=852,6квар.

Pпт=18+0,05*73,1+(8120²)/(10000²)*(60+0,05*852,6)=89,32кВт.

2. Потери мощности в двухобмоточных тяговых трансформаторах выпрямительных агрегатов

Вычислено по формуле (42):

(43)

Pвт=16+0,05*(6586,7*1,1/100)+6586,7²/11400 ² *(71,5+(6586,7*8,9/100)*0,05)=52,89кВт.

6.3. Потери мощности в выпрямителях

Р_в = Р_д + Р_дт + Р_ш + Р_гс,

где Р_д  потери мощности в диодах выпрямителя;

Р_дт  потери мощности в делителях тока;

Р_ш  потери мощности в шунтирующих резисторах;

Р_гс  потери мощности в контуре RC.

В свою очередь:

Р_д = msa(U_oI_д+R_дI²_дэ), (44)

где U_o  пороговое напряжение диода, принято равным среднему

значению, т. е. 0.96 В.

R_д  среднее значение динамического сопротивления диода, равное

6,410^-4 Ом;

I_д  средний ток диода, равный ;

I_дэ =  эффективное значение тока за период;

к_н = 1,2  коэффициент, учитывающий неравномерность

распределения тока по параллельным ветвям;

m  число фаз выпрямителя;

s  число последовательно включенных диодов на фазу;

а  число параллельных ветвей на фазу;

I _Б,ср  средний ток выпрямительного агрегата, равный среднему

току подстанции Б.

Pв=1,12∙PД , (45)

Id=(1488,8∙1.2)/24=74,44A.

Idэ=√3∙74,44=128,93A.

PД =48∙(0.96∙74,44+0.00064∙128,93 ² )=3940,85 Вт .

Pв=1.12∙3940,85=4413,75Вт.

Wпт=89,32∙1∙7000=625240 кВт∙ч.

Wвт=52,89∙1∙7000=370230 кВт∙ч.

Wв=4,41375∙1∙7000=30896,25 кВт∙ч.