Расчет потерь мощности на участке между подстанциями 1 и 2 железной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Произвести расчет потерь мощности на участке между подстанциями 1 и 2 железной дороги. Цель расчета - определение потерь активной энергии при существующей и предлагаемой схемах питания.

Определить среднюю активную и реактивную нагрузки на участке между подстанциями 1 и 2 за рассматриваемый период (1 год), определим по данным статистической отчетности об основных показателях работы тяговых подстанций дистанций электроснабжения.

Рисунок 1. - Схема рассматриваемого участка железной дороги

Годовые нагрузки на участке железной дороги между подстанциями 1 и 2:

Р = 9875 кВт - активная нагрузка

Q = 7412 квар - реактивная нагрузка

l12 = 4,5 кмl34 = 53 кмl56 = 7,7 км

l23 = 9 кмl45 = 17 км

Потребление активной электроэнергии на участке ЖД определим по формуле, кВт*ч

W = Pср * 8760 ,

где Pср - средняя активная нагрузка, приходящаяся на участок ЖД, кВт.

8760 - количество часов в году, ч.

Согласно выражению потребление активной электроэнергии на участке между подстанциями 1 и 2, кВт*ч

W12 = Pср* 8760 = 9875 * 8760 = 86505000 кВт*ч

КП ? контактный провод; НТ ? несущий трос; Р1, Р2 ? рельс 1 и 2.

Рисунок 2. - Схема расположения проводов тяговой сети однопутного участка

Рассчитаем сопротивление тяговой сети двухпутного участка для заданного типа подвески. Расчёт сопротивлений контактной сети производится только для главных путей, боковые пути на станциях не берут во внимание, так как сопротивление на боковых путях большой роли в расчётах не играет. энергия тяговый железный подстанция

Общее значение сопротивления контактного провода и несущего троса без усиливающего провода с учётом сопротивления взаимной индукции между 1 и 2 путями, Ом/км

RКП = RКП1 + М1,2 = 0,177 + 0,027 = 0,204;

RНТ = RНТ1 + М1,2 = 0,575 + 0,027 = 0,602

Общее значение сопротивления контактного провода и несущего троса с усиливающим проводом А185 и с учётом сопротивления взаимной индукции между 1 и 2 путями, Ом/км

RКПУ = RКПУ1 + М1,2У = 0,138 + 0,035 = 0,173;

RНТУ = RНТУ1 + М1,2У = 0,332 + 0,035 = 0,367

Далее расчёт сопротивлений производится для пяти разбитых участков перегона между подстанциями 1 и 2, рисунок 3.

Рисунок 3. - Схема участка контактной сети между подстанциями 1 и 2

Эквивалентное активное сопротивление контактной сети однопутного участка

R1КС = ,

где - длина участка контактной сети, км;

Rкп - активное сопротивление КП, Ом/км;

Rнт - активное сопротивление НТ, Ом/км.

Эквивалентное активное сопротивление контактной сети однопутного участка (2-го пути) перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

R12КС =

R23КС =

R34КС =

R45КС =

R56КС=

R16КС =R12КС+R23КС+R34КС+ R45КС+R56КС = 0,79+1,16+9,21+2,2+1,36 = 14,72

Эквивалентное индуктивное сопротивление контактной сети однопутного участка (2-го пути) перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

Xкс=(,

где Xкп - сопротивление контактного провода, Ом/км;

Xнт - реактивное сопротивление несущего троса, Ом/км.

=(

=(

=(

Общее эквивалентное индуктивное сопротивление контактной сети однопутного участка (2-го пути) от 1 станции до 2 станции, Ом

Х16КС = Х12КС + Х23КС + Х34КС + Х45КС + Х56КС=

=1,63+2,95+19,24+5,56+2,8 = 32,18

Комплексное сопротивление контактной сети однопутного участка (2-го пути) между подстанциями 1 и 2, Ом

Z16КС = R16КС +jX16КС = 14,72 + j32,18

Rрэ = 0,5 * Rра * l,

где Rра=0,19 - активное сопротивление 1 км одиночного рельса, Ом/км.

Эквивалентное активное сопротивление рельса марки R65 для участков перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

Rрэ12 = 0,5 * Rpa * 12 = 0,5 *0,19 * 4,5 = 0,43;

Rрэ23 = 0,5 * Rpa *23 = 0,5 *0,19 * 9 = 0,855;

Rрэ34= 0,5 * Rpa *34 = 0,5 *0,19 *53 = 5,04;

Rрэ45= 0,5* Rpa *45 = 0,5 * 0,19 * 17 = 1,62;

Rрэ56 = 0,5 * Rpa *56 =0,5 * 0,19 *7,7 = 0,73.

Rрэ16=Rрэ12+Rрэ23+ Rрэ34+Rрэ45+ Rрэ56=0,43+0,855+5,04+1,62+0,73 = 8,675

Xрэ= (),

где dкр= 6м - высота эквивалентного контактного провода относительно уровня головки рельса (УГР);

Pрэ1 - радиус окружности, равный площади сечения рельса

Pзэ1 = =

где dp12 = 1440 мм - расстояние между осями рельсов;

Pp - радиус рельса,

Pp=,

где Sp65 = 82,6 см2 - площадь рельса Р65.

Эквивалентное индуктивное сопротивление рельса марки R65 для участков перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

Xрэ12=(0,375* Rра + 0,0628 ln ())*l12=

=(0,375*0,19 + 0,0628 ln ())*4,5 = 1,19

X_рэ23=(0,375* Rра + 0,0628 ln ())*?23=

=(0,375*0,19 + 0,0628 ln ())*9=2,39

Xрэ34=(0,375* Rра + 0,0628 ln ())*?34=

=(0,375*0,19 + 0,0628 ln ())* 53= 14,08

Xрэ45=(0,375* Rра + 0,0628 ln ())*?45=

=(0,375*0,19 + 0,0628 ln ())* 17= 4,52

Xрэ56=(0,375* Rра + 0,0628 ln ())*?56=

=(0,375*0,19 + 0,0628 ln ())* 7,7= 2,05.

Общее эквивалентное индуктивное сопротивление однопутного рельса марки R65 для перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

Хрэ16= Хрэ12+ Хрэ23+ Хрэ34+ Хрэ45+ Хрэ56= 1,19+2,39+14,08+4,52+2,05 = 24,23

Zрэ16=Rрэ16+jXрэ16=8,675+j24,23

Результирующее сопротивление тяговой сети однопутного участка (1-го пути), Ом

Z16(1)= Z16кс+Zрэ16=14,72 + j32,18 + 8,675+j24,23

=23,4 + j56,41

R16кс=(=(

Эквивалентное индуктивное сопротивление контактной сети однопутного участка (1-го пути) перегона между подстанциями 1 и 2, Ом

X16кс=?4=

Комплексное сопротивление контактной сети однопутного участка (1-го пути) между подстанциями 1 и 2, Ом

Z16КС=R16КС+jX16КС=15,85 + j33,13

Результирующее сопротивление тяговой сети однопутного участка (2-го пути), Ом

Тогда результирующее сопротивление тяговой сети двухпутного участка согласно выражению, Ом

Результаты расчета сопротивлений тяговой сети участка железной дороги между подстанциями 1 и 2 сведем в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты расчета сопротивлений тяговой сети

а потери мощности во всех трех фазах (при симметричной нагрузке всех фаз), кВт

,

где RУ - суммарное активное сопротивление питающей сети, Ом.

Если непосредственно у потребителя установить ИРМ, генерирующих емкостную мощность, то по питающей сети передается только активная мощность, генераторы и вся сеть разгружаются от реактивной мощности, вырабатываемой теперь для потребителя ИРМ. В этом случае потери мощности в сети, кВт

При этом снижаются потери энергии, а также потери напряжения в питающей сети. Экономически применение ИРМ оправдывается в основном этими факторами.

Потери активной энергии определим по формуле, кВтч

Расчет потерь мощности производим для двух вариантов. Первый без учета компенсации реактивной мощности. Второй с учетом полной компенсации реактивной мощности.

Потери активной мощности без учета компенсации реактивной мощности, кВт

Потери активной энергии без учета компенсации реактивной мощности, кВт•ч

Потери активной мощности с учетом полной компенсации реактивной, кВт•ч

Потери активной энергии с учета полной компенсации реактивной мощности, кВт•ч

что в процентах составит, %

Снижение потерь активной энергии на участке ЖД между подстанциями 1 и 2 составит, кВт•ч

Результаты расчета потерь активной мощности и энергии на участке железной дороги между подстанциями 1 и 2 сведем в таблицу 3.

Таблица 3 - Результаты расчета потерь активной мощности и энергии

В результате расчетов получено

? потери активной энергии за год при существующих трансформаторах -21155400 кВт•ч, при компенсированных - 13525440 кВт•ч, т. е. при существующем трансформаторе на ЭПС потери энергии на 7629960 кВт•ч больше.

Размещено на Allbest.ru