[07-1999] Уравнительные токи устранены (опыт Южно-Уральской дороги)

[poster444]

Уравнительные токи устранены (опыт Южно-Уральской дороги)

При двухстороннем узловом питании (проектная схема) в тяговой сети переменного тока, как правило, протекают' уравнительные токи. Они возникают из-за различия напряжений на шинах смежных тяговых подстанций (ЭЧЭ) по величине и фазе. Этот ток вызывает дополнительные потери электроэнергии независимо от того, имеются ли поезда на межподстанционной зоне или нет.

Его величина определяется, в основном, режимом работы питающей энергосистемы, а также положением регуляторов напряжения тяговых трансформаторов (РПН). Подобные потери увеличивают об щий расход активной энергии в системе электрической тяги. С учетом существующего объема перевозок резко увеличивается небаланс электроэнергии (разница расхода, подсчитанного по показаниям счетчиков ЭЧЭ и электроподвижного состава). В связи с этим, а также из-за возрастания стоимости электроэнергии внедрение мер, исключающих протекание уравнительных токов, весьма актуально.

Подобное было сделано на участках Оренбург — Дубиновка (ЭЧ- Оренбург) и Карталы — Тобол (одно направление из трех в ЭЧ- Карталы) Южно-Уральской дороги разделом питания тяговой сети в районе постов секционирования (ПС) на всех межподстанционных зонах за счет нейтральных вставок. Для этого в контактной сети смонтировали дополнительные воздушные промежутки (ЭЧ-Орен- бург) и секционные изоляторы в ЭЧ-Карталы.

Для одностороннего петлевого питания на ПС был также установлен дополнительный телеуправляемый секционный разъединитель PC (рис. 1 и 2 соответственно для ЭЧ- Оренбург и ЭЧ-Карталы). Таким образом, при вводе нейтральной вставки в работу отключается секционный разъединитель PC. Тем самым ПС переводится в режим двух пунктов параллельного соединения (ППС).

Такой способ раздела питания тяговой сети (по предложению работников дороги) был внедрен в ЭЧ-Оренбург в 1994 — 1997 гг., а в ЭЧ-Карталы — в 1993 — 1994 гг. Межподстанционные зоны, где было необходимо разделить питание тяговой сети в районе ПС, выбрали на основании натурных исследований величин уравнительных токов, выполненных специалистами ОмГАПС в 1992 — 1994 гг.

В соответствии с указанием Департамента электрификации и электроснабжения (ЦЭ) МПС на указанных участках провели в 1998 г. дополнительные исследования двух режимов питания тяговой сети: двухстороннего узлового (февраль) и одностороннего петлевого (март).

В ЭЧ-Карталы в обоих режимах нейтральная вставка в районе ПС- 121 км находится в работе, так как включение на нем PC приводит к срабатыванию устройств релейных защит на ФКС-27,5 кВ из-за протекания больших уравнительных токов между энергосистемами Челяб- энерго (оно питает ЭЧЭ Карталы II, Кара-Оба, Баталы) и Кустанайэнер- го (питает ЭЧЭ Тобол), которые не синхронизированы.

При исследовании определяли следующие величины:
- расход (суточный, за декаду и месяц) активной электроэнергии на тягу поездов по счетчикам тяговых подстанций (Wn/CT) на каждой ЭЧЭ и в целом на ЭЧ с учетом возврата электроэнергии (WB03B) В энергосистему от уравнительных токов (на указанных участках э.п.с. в режиме рекуперации не работал);
- общую перевозочную работу (М) в те же сроки с использованием ежесуточного графика исполненного движения поездов по программе АРМ ДГП на ПЭВМ Центрального диспетчерского пункта службы электрификации и электроснабжения дороги.

Число проследовавших поездов за сутки (в среднем) и средняя масса грузового (Рср) приведены в табл. 1.

По программе “Учет расхода электроэнергии на тягу по счетчикам электроподвижного состава при указанных двух режимах питания контактной сети”, разработанной сотрудниками ИВЦ дороги, в частности, определяли расход активной электроэнергии (\Л/ИВЦ) при движении в обоих направлениях.

Это было вынужденное решение, так как существующие формы маршрутов машинистов и правила техники безопасности (нельзя отвлекать помощника машиниста при отправлении поезда от контроля за показанием светофоров) не позволили снять дополнительные показания счетчиков при проследовании электроподвижного состава по нейтральным вставкам 8 км (ЭЧ-Оренбург), 12 и 139 км (ЭЧ-Карталы).

В связи с этим были проведены опытные поездки с поездами для определения расхода ЭЭ (WAon) при движении в обоих направлениях на указанных участках. Расход электроэнергии (W3nc) на ТЯГУ по- ездов на участках нейтральная вставка 8 км — нейтральная вставка 154 км, вставка 12 км — вставка 139 км определили по формуле Wane = ^ивц Мдоп.

Расчет параметров Wn^CT, WB03Bp, W3nc и потерь электоэнергии в устройствах электроснабжения (Д\Л/) за декаду в обоих режимах при примерно одинаковой перевозочной работе (М) даны в табл. 2.

При опытных поездках в обоих режимах замеряли и напряжение сети в районе ПС, которое было не ниже 24 кВ.

На основании анализа данных табл. 2 и результатов исследований пришли к следующим выводам:
- возврат электроэнергии в энергосистемы (WB03B) ОТ уравнительных токов в первом режиме на обоих участках составил 119 тыс. кВт ч (5,1 % от общего расхода Wn/CT), во втором режиме WB03B = 0;
- потери (небаланс) Д\Л/ во втором режиме по сравнению с первым меньше (по ЭЧ-Оренбург и ЭЧ-Карталы соответственно уменьшились в 3,78 и 1,82 раза).

Ожидаемая экономия электроэнергии в год при существующих размерах движения поездов на ЭЧ-Оренбург составит (1242 — 863,1) X 3 X 12 = 13640 тыс. кВт ч; на ЭЧ-7 — (1103,0 - 1066,7) X 3 х 12 = 1307 тыс. кВт ч.

Итак, на основании анализа результатов исследований следует, что оптимальной схемой питания тяговой сети (в целях экономии энергии) на обоих участках является одностороннее петлевое питание (второй режим).

Достоверность результатов проведенных исследований подтверждается данными по определению небаланса (потерь) электроэнергии в устройствах электроснабжения на Оренбургском отделении (электрифицированный участок от ст. Оренбург до нейтральной вставки 130 км) помесячно в 1998 г. по программе АСОД “Небаланс” ОмГАПС. Результаты приведены в табл. 3 (сравните их данными табл. 2).

На основании анализа результатов исследования двух режимов питания тяговой сети в целях экономии активной электроэнергии на тягу поездов можно утверждать, что оптимальный режим питания тяговой сети на участках Оренбург — Дубиновка и Карталы — Тобол — одностороннее петлевое питание. Следует оставить его в постоянной эксплуатации. При существующих размерах движения поездов это позволит экономить в год около 15 млн. кВтч электроэнергии.

Канд. техн. наук А.А. БЕЛЯКОВ,
Дорожное конструкторско- технологическое бюро
С.С. ФЕДОТОВ, главный инженер
службы электрификации
и электроснабжения
Южно-Уральской дороги

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin