1.1.3 Метод непрерывного исследования графика движения

Описанный выше ме­тод характерных сечений графика движения сводится к замене схемы с перемен­ными значениями величин и местами приложения нагрузок несколькими схе­мами с постоянными нагрузками. Метод непрерывного исследования дает воз­можность рассчитывать величины по графику движения и графикам потребле­ния тока без указанной замены схемы. При этом методе, пользуясь готовыми графиками зависимости тока и пути от времени, строят в последовательном по­рядке графики изменения по времени величин, необходимых при расчете систе­мы электроснабжения. Рассмотрим построение графиков нагрузки фидеров тя­говых подстанций и самих подстанций.

1.1.4 Особенности расчета при параллельном графи­ке движения и однотипных поездах

В отдельных случаях расчет системы электроснабжения ведут по графикам движения с однотипными поездами и при постоянном интервале между ними. Это имеет место прежде всего при расчетах системы электроснабжения метрополитенов, которые ве­дутся для периода наибольшей частоты движе­ния поездов (однотипных) и при постоянном ин­тервале между ними. При расчетах электроснаб­жения магистральных и пригородных участков железных дорог для исследования особых режи­мов работы (полное использование перегон­ной пропускной способности и др.) также обыч­но исходят из таких графиков движения.

Особенности расчета при этом определяют­ся периодической повторяемостью характера из­менений всех определяемых величин. Период из­менений при этом равен интервалу времени меж­ду поездами. Это позволяет при параллельном графике движения ограничиваться только иссле­дованием его на протяжении времени, равном ин­тервалу между поездами.

1.1.5 Метод равномерно распределенной нагрузки

В методе равномерно распределенной нагрузки изменяющиеся по времени и месту расположения нагрузки фидерной зоны заменяется равномерно распределенной. Значение равномерно распределенной нагрузки, приходящееся на единицу длины (так называемая удель­ная нагрузка, А/км), выбирают так, чтобы общий расход энергии на линии оставался равным действительному значению. Удельная нагрузка может быть определена по средним токам поездов и их сред­нему числу или по расходу энергии в данной фидерной зоне:

I = W_T/UTl, (1.1)

где W_T – расход энергии на данной фидерной зоне за расчетный период, кВтч;

Т – расчетный период, ч;

l – длина фидерной зоны, км;

U – напряжение в тяговой сети, В.

В этом методе не учитывают ко­лебания числа поездов, а сосредо­точенные нагрузки заменяют рас­пределенными. Поэтому он не дает возможности определять кратко­временные максимальные и мини­мальные значения расчетных вели­чин. Результаты расчетов по фор­мулам метода равномерно распре­деленной нагрузки будут всегда за­ниженными. А при небольшом чис­ле поездов на линии (и особенно если поезда различного типа), при частых остановках получаемые средние значения будут также силь­но отличаться от действительных. Поэтому метод используют при решении отдель­ных задач, не требующих большой точности.

Вместе с тем этот метод часто оказывается весьма полезным при быстрых расчетах и главным образом для определения не абсолютных значений, а отно­шения величин при изменении ка­кого-либо параметра.

1.2 Анализ программного обеспечения для расчетов систем электроснабжения

1.2.1 Комплекс программ для расчётов тягового электроснабжения NORD-A

Программное обеспечение N O R D - A предназначено для выполнения расчетов рабочих и аварийных режимов электрифицированных на переменном токе 27,5 кВ участков ж.д., их нагрузочной способности при различных схемах питания контактной сети, а также для управления базой данных по устройствам и параметрам этих участков.

Расчетные участки при числе путей 1,...4 могут содержать от двух до семи тяговых подстанций, произвольное число постов секционирования (ПСК) и пунктов параллельного соединения контактной сети (ППС). Тяговая сеть может быть оборудована усиливающими и экранирующими проводами, а также отсасывающими трансформаторами с обратным проводом.

Точки перелома сечения контактной сети (до 30 шт.) располагаются произвольно на каждом пути участка. Устройства поперечной компенсации могут размещаться как на тяговых подстанциях, так и на ПСК. Предусмотрены также установки продольной компенсации в плечах и в заземленной фазе трансформаторов подстанций. Напряжения холостого хода подстанций могут быть заданы с учетом смещения фаз, например, вследствие перетоков мощности.

Расчеты рабочих режимов выполняются на основе моделирования движения поездов при заданном или случайном чередовании межпоездных интервалов, масс поездов, а также для мгновенных схем с фиксированным расположением нагрузок. Режимы к.з. рассчитываются с учетом подпитки от удаленных подстанций при заданных значения э.д.с. дуги и переходного сопротивления в месте замыкания подвески или шин на землю.

Работа пакета программ строится на основе развитой системы диалога с пользователем, включая экранные справочники по всем разделам программного обеспечения.

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетов, хранятся в файлах, которые образуют постоянную и переменную части базы данных.

При первом запуске пакета или обновлении базы данных необходимо войти в программу DBFIXNA и ввести полный путь поиска файлов данных. С использованием этой же программы следует проверить наличие в каталогах тех данных по оборудованию и устройствам, которые применяются на расчетных участках. При необходимости каталоги дополняются требуемыми параметрами.

Затем с помощью программы NORD-TA необходимо ввести параметры тяговой нагрузки - токи поезда базовой массы по направлениям движения в зависимости от его расположения в каждый момент времени с заданным шагом.

После этого с использованием программы NA-UBAS необходимо сформировать базу данных по схемам и параметрам расчетных участков. Введенные данные по схемам питания и типам поездов, наряду с уже имеющимися параметрами тяговой нагрузки, можно поместить в каталог расчетных участков.

Основным рабочим каталогом, используемым по умолчанию, является файл NORD.CNA, который создается в директории, указанном программой DBFIXNA. В этом каталоге рекомендуется хранить данные по схемам и параметрам действующих участков для быстрой их загрузки при оперативных расчетах. Можно создать и другие каталоги (например, для расчетов усиления участков, проектирования электрификции нового направления или же для пробных расчетов при знакомстве с программами). Для использования этих каталогов расчетными программами следует перезапустить пакет по второму варианту.

При наличии базы данных участков можно перейти к выполнению расчетов рабочих режимов и нагрузочной способности (программа NA-CN) или режимов короткого замыкания (NA-KZ).

Результатами расчетов являются расходы и потери электроэнергии по участку, средние и максимальный токи плеч каждой подстанции, наибольшие средние токи фидеров и температуры нагрева проводов подвески за период 1, 3 и 20 мин, минимальные значения напряжения в контактной сети межподстанционных зон. Эти параметры определяются на основе имитационного моделирования движения поездов при заданном (пакетном) или случайном чередовании межпоездных интервалов и масс поездов. Предоставляется также возможность расчета мгновенных схем с заданным фиксированным расположением нагрузок.