1.3. Расчёт мощности тяговой подстанции Узун-Агач

Так как подстанция Узун-Агач является стыковой, необходимо рассчитать мощность для различных систем электроснабжения.

На электрифицируемых участках железных дорог по системе 2х25 кВ применяют однофазные унифицируемые трансформаторы с расщепленной обмоткой на две секции по 27,5 кВ.

Каждое плечо питается от отдельного трансформатора или группы параллельно соединенных трансформаторов. Это позволяет регулировать напряжение в контактной сети устройством регулирования напряжения (РПН) независимо от нагрузки соседнего плеча питания.

При проектировании трансформаторов на тяговых подстанциях, предполагаем питание районной и тяговой нагрузок осуществлять от общих трансформаторов. Таким образом, мощность трансформаторов необходимо определять с учетом тяговой и районной нагрузок. В качестве резервного используется дополнительный трансформатор с возможностью подключения его в схему любого вышедшего из строя трансформатора.

Обмотки 10 кВ всех трансформаторов соединяются в трехфазную схему от которой и осуществляется отбор мощности для питания трехфазной районной сети.

1.3.1. Расчёт мощности однофазных трансформаторов

Для определения требуемой мощности однофазного трансформатора тяговой подстанции необходимо рассчитать среднесуточный расход полной энергии W_cƒ, кВА∙ч, фидеров контактной сети и питающего провода по каждому пути ƒ и наибольшую часовую мощность P_нчƒ, кВ А, по фидерам пути ƒ, а также среднесуточный расход энергии W_cт и наибольшую часовую мощность P_{нч т} данного плеча питания, как сумму соответствующих нагрузок фидеров этого плеча по следующим формулам:

1 n_n

W_cƒ = —— Σ W_{сим j} (ℓ_т - ℓ_{no j}), (1.3)

ℓ_т j=1

1 n_n

P_{нч j} = —— Σ P_нчƒ (ℓ_т - ℓ_{no j}), (1.4)

ℓ_т j=1

n_n

W_ст = Σ W_cƒ , (1.5)

j=1

n _n

P_{нч т} = Σ P_нчƒ , (1.6)

j=1

Наибольшие часовые нагрузки элементов системы в интенсивный период суток определяют исходя из требования к устройствам тягового электроснабжения обеспечить пропуск поездов расчетной массы с заданным межпоездным интервалом.

Рассчитаем наибольшую часовую нагрузку в интенсивный период суток для двухпутного участка по перегону j:

W_0jƒ 60

P_{нч j} = ———— , (1.7)

Θ_p

Полный расход энергии за время движения по j-тому перегону пути ƒ поезда расчетной массы, кВ А ч:

W_0jƒ = Q ℓ_j ω 10 ^-3 , (1.8)

где - W_симj – среднесуточный расход полной энергии на j-м перегоне пути

ƒ,кВА∙ч.

n_n–число перегонов на данной межподстанционной зоне, длиной ℓ_т, км;

ℓ_noj – расстояние между центром перегона j и тяговой подстанцией, км;

Q_p – межпоездной интервал.

Вычислим по формуле (1.1) среднесуточный расход энергии наибольшего потребления по перегонам для I и II пути:

W^I₁ = 1,1∙1,15∙10^-3(8∙4400∙13,4 + 10∙2800∙18,4)∙10,3 = 12859 кВА∙ч.;

W^II₁ = 1,1∙1,15∙10^-3(9∙4000∙13,9 + 9∙2700∙17,3)∙10,3 =11997 кВА∙ч;

При совместном пропуске одиночных и объединенных поездов:

W_ojf = W_1j (1- к_сд ) + W_2j к_сд, (1.9)

где - W_1j и W_2j - расходы энергии соответственно одиночного и

объединенного поездов, кВА∙ч,

к_сд - коэффициент числа объединенных поездов за время пропуска

пачки из n₁ одиночных и n₂ объединенных поездов;

к_сд= n₂ /(n₁+ n₂).

Рассчитаем часовую мощность в интенсивный период суток по I и II пути на каждом перегоне:

Аналогично произведем расчеты для других перегонов, и полученные результаты сведем в таблицу 1.3.

Таблица 1.3.

Результаты расчетов среднесуточного расхода энергии и наибольшей часовой мощности по всем перегонам участка

Перегон	Наименование рассчитываемой величины
	Длина, км	Wсим I, кВА∙ч	Pнч I, кВА	Wсим II, кВА∙ ч	Pнч II, кВА
ТП1 – АТП1	10,3	12859	2940,65	11997	2748,9
АТП1 – АТП2	12,3	15355	3511,65	14327	3282,7
АТП2 – АТП3	13,0	16229	3711,5	15142	3469,5
АТП3 – АТП2	13,4	16729	3825,7	15608	3576,3
ТП2 – АТП4	15,2	18976	4339,6	17705	4056,7
АТП4 – АТП5	14,6	18227	4168,3	17006	3896,6
АТП5 – АТП6	13,0	16229	3711,5	15142	3469,5

Расход энергии по фидерам контактной сети и питающего провода каждого пути при двустороннем питании определяем по выражению (1.3) и в соответствии с рис.1.1 и 1.2:

Расчетная схема для определения расхода энергии и наибольшей часовой мощности первого пути

Рис.1.1

Расчетная схема для определения расхода энергии и наибольшей часовой мощности второго пути

Рис.1.2.

Наибольшая часовая мощность при максимальных размерах движения по формуле (1.4.):

Среднесуточный расход полной энергии для плеча питания:

W_Ст = W_СI + W_СII = 51814,5 +47326,9 =99141,4 кВА∙ч

Наибольшая часовая мощность плеча:

P _{ич т} = Р₁ + Р₂ = 11846,5 +10895,3 = 22741,8 кВА

Для подстанции системы 2х25 кВ требуемая мощность данного плеча питания, кВ А:

(1.10)

где - K_но – коэффициент, учитывающий различие нагрузки секции

расщепленной обмотки трансформатора; определяется по

рис.8 [1] в зависимости от относительного значения H_m

нагрузки секции, подключенной к фидерам питающего

провода;

K_дт – коэффициент дополнительной требуемой мощности,

учитывающий неравномерности тяговой нагрузки; K_дт=0,59, при введении всех поездов одиночными локомотивами.

По кривым [1] и принятого предварительно расчетного значения Н_тп=0,51, найден К_но= 1,1 и подставив в формулу (1.10.) рассчитаем:

Выбираем по [3] два трансформатора типа ОРДТНЖ-25000/220-81У1

220/2х27,5/11