5. Метод расчёта системы тягового электроснабжения по заданному графику движения поездов

5.1 Классификация методов расчёта системы тягового электроснабжения.

Тяговые сети ЭЖД отличаются от сетей промышленных предприятий со стационарными нагрузками непрерывным изменением расположения поездных токов и величины тока. Кроме того, изменяется количество поездов в зоне. Такой характер тяговых нагрузок требует специальных методов расчёта СТЭ ЭЖД.

При расчётах могут быть два вида задач:

1.Определение расчётных величин параметров режима применительно к определённому графику движения поездов (параллельный график движения поездов). Это относится к определённому виду поверочных расчётов грузового движения, к пригородному движению поездов и в метрополитене.

2. Определение расчётных величин по вероятностному графику движения поездов. Это относится к грузовому движению поездов, которые не имеет определённого графика движения.

Поэтому методы расчёта разбиты на две группы:

1. Расчёт по заданному графику движения поездов;

2. Расчёт по заданным размерам движения поездов.

К методу расчёта на использовании заданного графика движения поездов относятся:

1. Метод равномерного сечения графика движения поездов;

2. Метод характерных сечений графика движения;

3. Метод непрерывного исследования графика движения.

В этих методах число и расположение поездов и их тип определяют непосредственно по заданному графику движения.

К методам расчёта по заданным размерам движения относятся:

1.Метод расчёта системы электроснабжения с учётом неравномерности движения;

2.Методы имитационного моделирования с применением ЭВМ.

Данные методы могут быть использованы как для системы постоянного тока, так и переменного тока.

Расчёты СТЭ по заданному графику движения поездов имеет два этапа:

1. Решение мгновенных схем расположения нагрузок и определение мгновенных значений параметров режима;

2. Определение средних значений параметров режима и выбор мгновенных значений требуемых параметров.

5.2. Назначение и объём электрических расчётов.

Электрические расчёты тягового электроснабжения производят с целью:

• Определения расположения тяговых подстанций и их мощности;

• Определение сечения проводов контактной сети;

• Необходимости сооружения вспомогательных устройств (ПС, ППС, КУ, УПК и др.).

При электрических расчётах рассматривают несколько вариантов размещения ТП.

Объёмы электрических расчётов:

1. Определение мощности тяговых подстанций с учётом нагрузки нетяговых железнодорожных и районных нетранспортных потребителей;

2. Определение экономического сечения проводов контактной сети и проверка их на нагрев.

3. Проверка системы электроснабжения по уровню напряжения;

4. Определение минимальных токов КЗ и выбора способа защит от этих токов. Нахождение максимальных рабочих токов по фидерам контактной сети;

5. Выбор защиты от мешающих и опасных влияний на линии связи и низковольтные линии;

6. Выбор мест установки и мощности приёмников избыточной энергии рекуперации на постоянном токе;

7. Выбор типа, мест установки и мощности установок параллельной компенсации на переменном токе;

8. Определение места нейтральных вставок на переменном токе и проверка условий прохода их поездами без тока;

9. Определение активного и реактивного электропотребления, потерь активной электроэнергии;

10. Определение уровня несимметрии и несинусоидальности напряжения на шинах сети внешнего электроснабжения, нетяговых железнодорожных и районных нетранспортных потребителей;

11. Определение технико-экономических показателей вариантов систем тягового электроснабжения;

В результате расчётов СТЭ определяются технические, экономические показатели и показатели надёжности её работы:

1. Технические показатели:

1.1Показатели качества электроэнергии: отклонение и колебание напряжения;

1.2 Несимметрии напряжения;

1.3 Несинусоидальность напряжения.

2. Экономические показатели:

2.1Потери активной электроэнергии;

2.2 Активное и реактивное электропотребление и их коэффициенты;

2.3 Избыточные токи рекуперации;

2.4 Напряжение на токоприёмнике ЭПС.

3. Показатели надёжности:

3.1Максимальные рабочие токи фидеров контактной сети;

3.2Нагрев проводов контактной сети;

3.3 Потенциалы рельсов;

3.4 Потребная мощность тяговых трансформаторов и выпрямительных агрегатов.