7. Вынужденные режимы системы

ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Оптимальным режимом электроснабжения потребителей является такой режим, при котором снабжение потребителей электроэнергией производится бесперебойно в необходимом количестве при надлежащем качестве и с наименьшими затратами. Осуществление оптимальных режимов электроснабжения потребителей зависит от многих факторов и прежде всего от достаточности генерирующей мощности для покрытия нагрузки в нормальных условиях работы энергосистемы и в аварийных ситуациях.

Система тягового электроснабжения может работать в двух состояниях:

нормальном – система работает по проектным схемам;

вынужденном – система работает по схемам с отклонениями от проектных (отказ тяговой подстанции, отключение цепи ЛЭП, фидера, контактной сети и др.).

При этом реализуемые графики движения поездов могут быть постоянными и временными.

Для определения параметров системы тягового электроснабжения имеет значение режим работы системы электроснабжения при максимальных размерах движения поездов, этот режим является следствием неравномерности движения поездов. Наибольшая неравномерность движения чаще всего происходит при резком изменении пропускной способности участка. Характерным случаем резкого изменения пропускной способности является перерыв или сбой в движении поездов (рис. 7.1).

Сбой в движении поездов приводит к большей продолжительности максимальной нагрузки I_max за счет отправления поездов с минимальным интервалом. Это должно учитываться при выборе параметров системы электроснабжения.

Режим максимальных размеров движения возникает и при постоянном графике и нормальном состоянии системы электроснабжения за счет неравномерного движения поездов. Однако продолжительность этого режима незначительна и на параметрах системы электроснабжения не сказывается.

Рис. 7.1. Изменение нагрузки в системе тягового электроснабжения

при сбое в движении поездов: I – ток нагрузки, А; t_з – время задержки, мин; t_n – время пакета с минимальным интервалом, мин

Продолжительность пакета поездов в интенсивный месяц определяется как

,

(7.1)

где t_з – время задержки, мин.

Из выражения (7.1) можно получить:

.

(7.2)

Обычно приведенное соотношение (7.2) представляется графически (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Влияние интенсивности движения поездов на соотношение

продолжительности пакета и времени задержки

Перегрузка токоведущих частей трансформатора связана со сроком службы изоляции. Срок службы трансформатора определяется временем физического старения изоляции в следующей последовательности.

Срок службы трансформатора

,

(7.3)

где А – заданный или постоянный коэффициент, А = (1,4 – 1,5)10^-4;  – коэффициент, отражающий свойства изоляции,  = 0,0865;  – температура токоведущих частей, С.

Нормированный срок службы трансформатора

,

(7.4)

где _н – номинальная температура обмотки токоведущих частей, С;

относительный срок службы –

.

(7.5)

Вместо срока службы часто используют понятие «относительный износ изоляции», который определяется как

.

(7.6)

Поскольку износ носит относительный характер, то в случае недоиспользования его в периоды максимальных нагрузок можно увеличить перегрузку трансформатора, чтобы в сумме с периодом недогрузки получить нормальный износ. За счет этого удается уменьшить установленную мощность трансформаторов при их неравномерной нагрузке и обеспечить нормативный срок службы.