1.2.2 Комплекс программ для расчётов тягового электроснабжения nord-3

Программное обеспечение N O R D - 3 предназначено для выполнения расчетов рабочих и аварийных (к.з.) режимов электрифицированных на постоянном токе 3.3 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). Подстанции могут быть оборудованы 6- или 12-фазными выпрямителями, а также инверторами с любыми заданными внешними характеристиками.

Точки перелома сечения контактной сети (до 30 шт.) располагаются произвольно на каждом пути участка.

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 либо на трос группового заземления.

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

Результатами расчетов рабочих режимов и нагрузочной способности (программа N3-CN) являются расходы и потери электроэнергии по участку, средние и максимальный токи 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.

Результатами расчетов режимов короткого замыкания (N3-KZ) являются значения токов, напряжений и сопротивлений, измеряемые устройствами защиты фидеров подстанций, ПСК и ППС выбранной межподстанционной зоны, а также токи и напряжения всех подстанций участка.

1.2.3 Программа для расчётов тягового электроснабжения treln

Программа TRELN выполняет тяговые расчеты для поездов, ведомых восьмиосными грузовыми электровозами постоянного и переменного тока, на основе численного интегрирования уравнения движения с заданным шагом по времени. Файлы тяговой нагрузки, используемые в пакетах NORD-3 и NORD-A, создаются в результате последовательного выполнения Задания на расчет. Кроме того, могут быть проведены расчеты отдельных поездок для выбора массы состава и числа локомотивов, определения рациональных режимов ведения поезда, анализа влияния уровня напряжения в контактной сети на время хода и электропотребление и т.п.

Ведение поезда по выбранному направлению осуществляется согласно уставкам регулирования скорости, выбираемых автоматически в зависимости от уклона текущего элемента профиля и ограничения скорости. Режим ведения поезда выбирается в соответствии с заданными параметрами движения (начальная скорость, напряжение в контактной сети, максимальная позиция контроллера, шаг изменения позиций и пр.). Имеется возможность перехода на ручное управление движением поезда.

Текущие значения тяговой и токовых характеристик электровоза в ходе выполнения расчетов определяются на основе аппроксимации нагрузочной характеристики двигателя. К моменту разработки данной версии программы TRELN авторы располагали достоверными нагрузочными характеристиками только для двигателей НБ-418К и ТЛ-2К, что явилось причиной ограниченного числа используемых электровозов.

Ввод и корректировка характеристик локомотивов в данной версии программы TRELN не предусмотрены. Остальные параметры уравнения движения поезда определяются в соответствии с Правилами тяговых расчетов (ПТР).

Основными исходными данными для расчетов являются сокращенный (спрямленный) продольный профиль участка, расположение раздельных пунктов, тип пути (звеньевой или бесстыковой) и таблица ограничений скорости в прямом и обратном направлениях движения. Эти данные вводятся непосредственно в ходе работы программы TRELN и могут быть сохранены на диске. К расчетным параметрам поезда относятся серия электровоза, число его секций, масса и длина состава, а также средняя нагрузка на ось вагона.

После запуска программа переходит в раздел редактирования исходных данных. Экран этого раздела разбит на несколько окон, каждое из которых содержит расчетные параметры определенной группы:

• параметры участка;

• характеристики поезда;

• параметры движения;

• выполнение расчета.

Перед выполнением тяговых расчетов необходимо ввести или загрузить из файла параметры участка, к которым относятся: наименование дороги, название участка, тип и профиль пути, раздельные пункты, ограничения скорости.

Далее производится выбор серии электровоза, вводится количество секций электровоза, масса состава, нагрузка на ось вагона и длина состава.

Направление и режим движения поезда при тяговом расчете задаются следующими параметрами: границы, остановки, начало и конец участка, начальная скорость, напряжение в контактной сети, максимальная ступень ослабления поля, оптимизация выбега.

После запуска тягового расчета на выполнение программа переходит в режим графического отображения текущих результатов. В нижнем окне изображается профиль участка (или его части) с координатами начала каждого элемента. Стрелкой указывается направление движения. В среднем окне нанесены ограничения скорости; в процессе движения поезда строится график скорости. Там же изображаются уставки регулирования скорости (штриховые линии) и прогнозные кривые скорости для перехода поезда в режим выбега и торможения. В верхнем окне строятся графики тока двигателя (I_дв), тока поезда (I_эл) и температуры перегрева обмоток двигателя (T_обм). В верхней левой части экрана отображается текущий номер позиции контроллера (с указанием ступени ослабления поля) и режим ведения поезда.

По окончании просмотра полученных графиков тягового расчета программа переходит в раздел «Вывод результатов». В случае выполнения задания на расчет выдается запрос на сохранение таблицы усредненного тока поезда в указанном файле. В данном разделе можно вывести на экран, в файл или на принтер:

• итоговую таблицу электропотребления по перегонам, содержащую длины перегонов, отметку (*) о наличии остановки в конце перегона, время хода полное и под током, расход активной и полной (при переменном токе) энергии, а также максимальный ток поезда и температуру перегрева обмоток двигателя;

• таблицу зависимости от времени координат расположения и усредненных скоростей движения поезда.