4. Расчеты нагрузочной способности трансформаторов с использованием программного комплекса кортэс

4.1. Исходные данные и методы расчета

Окончательный выбор мощности силового трансформаторного оборудования в системах тягового электроснабжения производится по результатам электрических расчётов с использованием соответствующих программ комплекса КОРТЭС.

Основными исходными данными для расчётов являются:

• схема питания и секционирования электрифицированного участка для нормальных (проектных) условий с предварительно выбранными номинальными мощностями и количеством параллельно работающих трансформаторов;

• расчётный суточный график движения в соответствии с п. 2.2.

Для условий аварийных и вынужденных режимов работы системы тягового электроснабжения схема питания задаётся согласно ЦЭ-462. Допустимый для этих условий график движения определяется подбором категорий, масс поездов и межпоездных интервалов либо расчётами пропускной способности участка.

В соответствии с данной Методикой в программы комплекса КОРТЭС, предназначенные для расчёта режимов работы систем тягового электроснабжения и определения пропускной способности, внесены следующие дополнения:

• токи обмоток трёхфазного трансформатора определяются с учётом заданной мощности районных и нетяговых потребителей;

• в процессе моделирования графика движения поездов для каждой обмотки понижающего трансформатора (автотрансформатора) рассчитываются коэффициенты K_нt наибольшей нагрузки относительно номинального тока за периоды t = 1, 10, 60 мин и за время моделирования (среднее значение).

• Допустимые по п. 1.6 значения K_доп t коэффициентов нагрузки контролируются только для периодов 1 и 10 мин;

• по методике ГОСТ 14209–85 для каждого трансформатора и автотрансформатора определяются максимальные температуры наиболее нагретой точки обмотки τ_{обм макс} и масла τ_м макс в верхних слоях;

• при расчётах пропускной способности устройств электроснабжения определяются коэффициенты K_инс t , K_инс τо , K_инс τм использования нагрузочной способности трансформатора с учётом допустимых значений по каждому из указанных выше показателей:

K_инс t = K_нt / K_доп t ; ; , (4.1)

где Т_в – температура окружающего воздуха (см. п. 2.1.1);

• из значений, рассчитанных по (4.1), выбирается результирующий (максимальный) коэффициент K_инс . Если его значение больше единицы, то оно автоматически заносится в таблицу ограничивающих устройств (форма № 5 ЭП). Этот коэффициент показывает, во сколько раз необходимо увеличить мощность трансформатора для обеспечения заданной пропускной способности участка.

4.2. Анализ результатов

Полученные в результате расчётов значения температуры нагрева Т_{обм макс} , Т_м макс и коэффициенты нагрузки K_н1, K_н10 любого трансформатора (автотрансформатора) должны удовлетворять требованиям пп. 1.5 и 1.6. При этом должны соблюдаться также допустимые параметры режима по уровню напряжения и нагреву проводов тяговой сети в соответствии с ЦЭ-462. Недопустимые значения параметров в отчётных таблицах отмечаются звёздочкой.

Если температура τ_в окружающего воздуха отличается от расчётной 35°С (см. п. 2.1.1), то необходимо учитывать фактические максимальные температуры обмотки и масла:

Т_{обм макс ф} = Т_{обм макс} + Т_в – 35; Т_{м макс ф} = Т_м макс + Т_в – 35. (4.2)

При превышении температуры и (или) коэффициента нагрузки допустимого значения требуемая мощность трансформатора определяется по формуле

S_треб = S_ном K_инс , (4.3)

где S_ном – номинальная мощность, при которой выполнены расчёты; K_инс – наибольшее значение коэффициента из рассчитанных по (4.1).

Температура обмотки какого-либо трансформатора не превышает 80°С, и коэффициент 10-минутной нагрузки ниже 0,9–0,8, следует выполнить проверочные расчёты при меньшей номинальной мощности этого трансформатора.