На двухпутном участке Болотная - Тайга на обоих путях применяется контактная подвеска типа М-120+2МФ-100. Тип рельсов – Р-75.
Марка, длина и сечение питающих и отсасывающих фидеров представлены в таблицах 4 – 8.
Таблица 4 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Таскаево, Тутальская, Тальменка
| Элемент тяговой сети | Таскаева | Тутальская | Тальменка | |||
| Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Фидер контактной сети №1 | 0,06 | 4А-185 | 0,24 | 5А-185 | 0,05 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,06 | 4А-185 | 0,22 | 5А-185 | 0,04 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,06 | 4А-185 | 0,22 | 5А-185 | 0,04 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №3 | 1,05 | 4А-185 | 0,96 | 4А-185 | 0,26 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №4 | 1,09 | 4А-185 | 0,91 | 5А-185 | 0,24 | 5А-185 |
| Отсос | 0,07 | 10А-185 | 0,13 | 8А-185 | 0,07 | 8А-185 |
Таблица 5 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Литвиново, Хопкино, Кузель
| Элемент тяговой сети | Литвиново | Хопкино | Кузель | |||
| Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | |
| Фидер контактной сети №1 | 0,3 | 5А-185 | 0,05 | 5А-185 | 0,05 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,31 | 5А-185 | 0,04 | 5А-185 | 0,05 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №3 | 0,06 | 5А-185 | 0,04 | 5А-185 | 0,12 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №4 | 0,08 | 5А-185 | 0,07 | 5А-185 | 0,12 | 4А-185 |
| Отсос | 0,11 | 12А-185 | 0,04 | 12А-185 | 0,21 | 4А-185 |
Таблица 6 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Тайга, Пихтач, Судженка
| Элемент тяговой сети | Тайга | Пихтач | Судженка | |||
| Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Фидер контактной сети №1 | 0,18 | 5А-185 | 1,130 | 5А-185 | 0,51 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,08 | 5А-185 | 1,180 | 5А-185 | 0,6 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №3 | 0,09 | 5А-185 | 1,375 | 5А-185 | 0,03 | 5А-185 |
| Фидер контактной сети №4 | 0,08 | 5А-185 | 1,350 | 5А-185 | 0,03 | 5А-185 |
| Отсос | 0,1 | 9А-185 | 0,200 | 8×2А-185 | 0,03 | 8×2А-185 |
Таблица 7 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Яя, Ижморская, Иверка
| Элемент тяговой сети | Яя | Ижморская | Иверка | |||
| Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | |
| Фидер контактной сети №1 | 0,24 | 5А-185 | 0,05 | 5А-185 | 0,06 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,22 | 5А-185 | 0,03 | 5А-185 | 0,04 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №3 | 0,03 | 5А-185 | 0,43 | 5А-185 | 0,24 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №4 | 0,07 | 5А-185 | 0,43 | 5А-185 | 0,28 | 4А-185 |
| Отсос | 0,03 | 12М-120 | 0,03 | 8×2А-185 | 0,04 | 12А-185 |
Таблица 8 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Берикульская, Антибесская, б.п. 3704 км
| Элемент тяговой сети | Берикульская | Антибесская | б.п. 3704 км | |||
| Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | Длина, км | Марка | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Фидер контактной сети №1 | 0,04 | 4А-185 | 0,42 | 4А-185 | 0,05 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №2 | 0,03 | 4А-185 | 0,38 | 4А-185 | 0,09 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №3 | 0,40 | 4А-185 | 0,05 | 4А-185 | 0,05 | 4А-185 |
| Фидер контактной сети №4 | 0,43 | 4А-185 | 0,05 | 4А-185 | 0,09 | 3А-185 |
| Отсос | 0,03 | 9А-185 | 0,24 | 10А-185 | 0,10 | 8А-185 |
Параметры контактной подвески, питающих и отсасывающих фидеров представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Параметры контактной подвески, питающих и отсасывающих фидеров
| Rкc, Ом/км | Хтс, Ом/км | Iдоп,А | tдл,°С | Тпр, ми |
| М120+2МФ100+4Р75 | ||||
| 0,0627 | 0,464 | 1642 | 100 | 5,83 |
| 3А-185 | ||||
| 0,0540 | 0,567 | 1770 | 90 | 6,34 |
| 4А-185 | ||||
| 0,04 | 0,504 | 2360 | 90 | 6,34 |
| 5А-185+4Р75 | ||||
| 0,032 | 0,531 | 2950 | 90 | 6,34 |
| 8А-185+4Р75 | ||||
| 0,0268 | 0,526 | 3540 | 90 | 6,34 |
Параметры тяговых подстанций
Питание всех тяговых подстанций осуществляется от ОАО «Кузбассэнерго» и тяговая подстанция Таскаево получает питание от ОАО «Новосибирскэнерго». Данные о подстанциях приведены в таблицах 10 – 13
Таблица 10 – Параметры тяговых подстанций Таскаево, Тутальская, Тальменка, Литвиново.
| Название | Таскаево | Тутальская | Тальменка | Литвиново |
| Тип подстанции | транзитная | транзитная | транзитная | транзитная |
| Тип понизительного трансформатора | 1 ТДНГ-15000/110/10 2 ТДНГ-15000/110/10 | 1 ТДН-16000/110/10 2 ТДН-16000/110/10 | 1 ТДНГ-10000/110/10 2 ТДНГ-10000/110/10 | 1 ТДН-10000/110/10 2 ТДН-10000/110/10 |
| Количество понизительных трансформаторов в работе | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Тип преобразовательного трансформатора | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 |
| Количество преобразовательных трансформаторов в работе | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Мощность короткого замыкания, МВ·А | 1653 | 2458 | 2300 | 1814 |
Таблица 11 – Параметры тяговых подстанций Хопкино, Кузель, Тайга, Пихтач.
| Название | Хопкино | Кузель | Тайга | Пихтач |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тип подстанции | транзитная | транзитная | транзитная | отпаечная |
| Тип понизительного трансформатора | 1 ТДНГ-10000/110/10 2 ТДНГ-10000/110/10 | 1 ТДТН-10000/110/35/6 2 ТДНГ-10000/110/10 | 1 ТДТН-25000/110/35/6 2 ТДТН-25000/110/35/6 | 1 ТДНГ-10000/110/10 2 ТДН-16000/110/10 |
| Количество понизительных трансформаторов в работе | 1 | 1 | 1 | 10 |
| Тип преобразовательного трансформатора | ТДП-12500/10Ж-У1 | ТДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 |
| Количество преобразовательных трансформаторов в работе | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Мощность короткого замыкания, МВ·А | 1763 | 1597 | 1613 | 2057 |
Таблица 12 – Параметры тяговых подстанций Судженка, Яя, Ижморская, Иверка.
| Название | Судженка | Яя | Ижморская | Иверка |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тип подстанции | отпаечная | транзитная | транзитная | опорная |
| Тип понизительного трансформатора | 1 ТДНГ-15000/110/10 2 ТДН-16000/110/10 | 1 ТДТГ-15000/110/35/6 2 ТДТН-1-6000/110 /35/6 | 1 ТДТНГ-15000/110 /35/10 2 ТДТНГ-15000/110 /35/10 | 1 ТДНГ-15000/110/10 2 ТДНГ-15000/110/10 |
| Количество понизительных трансформаторов в работе | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Тип преобразовательного трансформатора | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 |
| Количество преобразовательных трансформаторов в работе | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Мощность короткого замыкания, МВ·А | 3076 | 1458 | 1218 | 1251 |
Таблица 13– Параметры тяговых подстанций Берикульская, Антибесская, б.п. 3704 км
| Название | Берикульская | Антибесская | б.п. 3704 км |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Тип подстанции | транзитная | транзитная | транзитная |
| Тип понизительного трансформатора | 1 ТДТН-16000/110/35 2 ТДТН-16000/110/35 | 1 ТДТН-10000/110/35 2 ТДТН-10000/110/35 | 1 ТДНГ-10000/110/10 2 ТДНГ-10000/110/10 |
| Количество понизительных трансформаторов в работе | 1 | 1 | 1 |
| Тип преобразовательного трансформатора | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 | ТРДП-12500/10Ж-У1 |
| Количество преобразовательных трансформаторов в работе | 2 | 2 | 2 |
| Мощность короткого замыкания, МВ·А | 870 | 808 | 835 |
По этим данным в программе Кортэс смоделировали участок Болотная – Мариинск. Для удобства участок был разбит на два участка: Болотная – Тайга и Тайга – Мариинск. В дальнейшем будем рассматривать подробный расчет только участок Тайга – Мариинск. Расчет участка Болотная – Тайга производится по аналогии.
1.2 Программное обеспечение, подготовка данных для тяговых и электрических расчетов
Программный комплекс Кортэс предназначен для решения на персональных ЭВМ в среде Windows 98/Me/2000/XP различных расчётных задач, связанных с выбором параметров, определением характеристик режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения и их отдельных элементов.
Во многих отношениях Кортэс является преемником пакета программ NORD, работающего в операционной системе MS-DOS и обладающего в связи с этим ограниченными возможностями. В реализации новых программ максимально использован принцип совместимости “вверх” с базами данных устройств и участков, созданными с помощью пакета NORD. Интерфейс пользователя, с одной стороны, соответствует стандартам современных операционных систем, с другой – в нём сохранён стиль управления программами предшествующего пакета.
Среди новых основных возможностей, реализованных в Кортэс, можно отметить следующие:
- определение тяговой нагрузки с учётом рекуперации энергии, а также кратности тяги по отдельным перегонам участка;
- выполнение электрических расчётов на основе моделирования графика движения поездов различных категорий – скоростных, пассажирских, грузовых (в том числе повышенной массы), пригородных и др.;
- расчёт схем питания фидерных зон от нескольких тяговых подстанций при наличии примыкающих участков;
- учёт реальной схемы подключения фидеров подстанций и постов секционирования к контактной сети при заданном расположении воздушных промежутков.
Комплекс Кортэс имеет гибкую структуру и включает в себя программные модули различного назначения, связанные общими базами данных и способами управления. Набор модулей может пополняться компонентами для решения специфических задач как в области проектирования систем электроснабжения, так и их эксплуатации.
Для запуска и управления работой комплекса используется программа KtMain. С её помощью осуществляется выбор решаемой задачи, текущего каталога данных, типа данных, имени рабочего файла, а также запуск необходимых программ.
Каждой задаче соответствует набор программных модулей для её решения – специальных и общего назначения. Например, в задаче «Расчёты системы постоянного тока 3,3 кВ» общие модули используются для редактирования параметров участка, выполнения тяговых расчётов, корректировки их результатов и формирования базового графика движения поездов; специальные программы предназначены для управления базами данных устройств электроснабжения постоянного тока, построения схем питания участка и выполнения необходимых расчётов этих схем.
Все данные (файлы), относящиеся, например, к отдельной дороге, дистанции электроснабжения или проекту, располагаются в любой доступной папке (директории) диска и образуют каталог данных. Большинство программ комплекса работает только с фиксированным каталогом, заданным при её запуске. Этот принцип предотвращает “распыление” файлов, используемых одновременно несколькими модулями, по пространству диска.
Каждый модуль комплекса предназначен для работы с определёнными типами данных, которые различаются расширением имени файла. В зависимости от выбранного типа данных программа KtMain формирует список файлов в рабочем каталоге и предоставляет возможность запуска необходимого модуля для обработки любого – рабочего файла – из указанного списка.
Основными исходными данными для расчетов являются:
1) Дорога. Наименование дороги вводится в произвольной форме и может содержать любой комментарий.
2) Участок. Если эта строка пустая, то после ввода таблицы раздельных пунктов название участка формируется из наименований граничных станций участка. Название участка может быть откорректировано так же, как и наименование дороги.
3) Профиль. В заголовке таблицы «Продольный профиль» вводится начальная координата участка, затем заполняются (последовательно по ходу километров) графы «Длина элемента» и «Уклон». Длина элемента вводится в километрах. Отрицательное значение уклона соответствует спуску. Наибольшее число элементов профиля равно 1000. Конечная координата участка определяется автоматически по сумме длин элементов.
4) Раздельные пункты. Параметры этой таблицы служат для разделения участка на перегоны, для которых рассчитываются интегральные показатели электропотребления – расходы электроэнергии и время хода. По названиям пунктов указываются направление, границы участка движения и остановки поезда в процессе тягового расчета. Как минимум на участке должны быть два раздельных пункта – начальный и конечный. Таблица содержит графы: «Наименование станции», «Наличие путевого развития», «Координата на плане» и «Фактическая координата по первому пути».
5) Ограничения скорости вводят для всего участка сначала в прямом (по ходу километров), затем в обратном направлении.
Эти данные вводятся непосредственно в ходе работы программы Кортэс и могут быть сохранены на диске. К расчетным параметрам поезда относятся тип состава и серия локомотива, которые вводятся из постоянной базы данных подвижного состава. Кратность тяги, масса и длина состава корректируются перед выполнением расчета.
Результатами расчетов являются расходы и потери электроэнергии по участку, средние и максимальный токи плеч каждой подстанции, наибольшие средние токи фидеров и температуры нагрева проводов подвески за период 1 и 3 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. Для проверки работы защит тяговых подстанций необходимо знать минимальные напряжения на токоприемниках локомотивов и максимальные рабочие токи по фидерам подстанций.
Для этого необходимо произвести тяговые и электрические расчеты на заданном участке при движении по нему поездов массой 4000 т, 5800 т и 6500 т. Расчет производится в режиме отсутствия движения на соседнем пути и в режиме случайного графика движения. Для проведения тягового расчета необходимо знать профиль пути, ограничения скоростей движения, тип локомотива, состав и массу поезда. Все эти параметры вводятся в файл данных при помощи редактора параметров участка – программы Uchastk из состава программного комплекса КОРТЭС.
Составление профиля пути
Программа Uchastk является составной частью комплекса Кортэс и предназначена для ввода и редактирования параметров расчетных участков. К этим параметрам относятся: число главных путей, названия и координаты расположения раздельных пунктов, спрямленный продольный профиль пути с учётом фиктивных уклонов от кривых, категории и типы обращающихся на участке поездов, ограничения скорости для каждой категории поезда и др. данные.
Для удобства работы с программой имеется панель данных (рисунок 1), которая постоянно присутствует в основном окне программы и может перемещаться в его пределах. Служит панель для ввода основных характеристик участка и выбора таблиц для редактирования.
Спрямленный продольный профиль пути вместе с раздельными пунктами для расчетного участка Тайга - Мариинск приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Панель данных для ввода параметров участка Тайга - Болотная
В правой нижней части панели данных находится кнопка «Просмотр», которая открывает окно отображения раздельных пунктов, рельефа пути и ограничений скорости по категориям поездов и направлениям движения (рисунок 1).
Данное окно предоставляет возможность быстрого перехода к редактированию параметров участка. Щелчком мыши по элементу рельефа открывается таблица «Продольного профиля» и в ней выделяется соответствующая ячейка. То же относится и к участкам ограничений скорости, если соответствующая таблица заполнена корректно.
Рисунок 2 – Профиль пути расчетного участка Тайга - Мариинск
Тяговые расчеты
Выполнение тяговых расчетов производятся с использованием программы Trelk пакета программ Кортэс. Тяговые расчёты производятся в этой программе численным интегрированием уравнения движения поезда с заданным шагом по времени, что обусловлено требованиями к расчётам режимов систем тягового электроснабжения. Для их выполнения был использован файл данных, созданный при помощи программы Uchastk, а также тип локомотива, состав и массы базовых поездов четного и нечетного направлений.
На данном участке в качестве тяги используются 3 типа электровозов: секция ВЛ10, ВЛ11, и 2ВЛ10 с массой 4000,5800 и 6500 соответственно
Для проведения расчета поездов массой 6500 т выбираем 2 секции электровоза ВЛ10, массы базовых поездов для четного и нечетного направлений берем как максимальные значения масс поездов прошедших по участку. Результатом тягового расчета является расход энергии, рекуперация, максимальный ток поезда, максимальный перегрев обмотки двигателя электровоза, техническая скорость поезда (рисунок 3). Также программа Trelk выдает графики зависимостей выше перечисленных параметров от движения поезда по участку (рисунок 4).
Рисунок 3 – Результаты тягового расчета
Рисунок 4 – График зависимости максимального тока поезда, максимального перегрева обмотки двигателя электровоза, технической скорости поезда массой 6500 т от движения по расчетному участку
Дата: 2019-05-28, просмотров: 318.
