Сравнение систем 2×25 кВ и 1×25 кВ по потерям мощности

7.  сравнение систем 2х25 кВ и 25 кВ

                                         по  потерям   мощности

Потери, сопутствующие передаче электроэнергии в системе 2х25 кВ, зависят от характера электропотребления в данной межподстанционной зоне и параметров элементов системы. Эти параметры характеризуют удельную мощность потерь в каждом отдельном элементе и существенно влияют на распределение нагрузки между ними [21].

При средних размерах движения 70 — 90 пар поездов в сутки на двухпутной межподстанционной зоне наибольшую долю (приблизительно 60 — 70 %) составляют потери в проводах и рельсах тяговой сети, 20 — 30 % — в подстанционных трансформаторах и 10 в автотрансформаторах с учетом потерь холостого хода.

При выборе эффективного варианта электрификации или усиления участков потери энергии учитывают в совокупности всех технико-экономических показателей системы тягового электроснабжения. Для облегчения сопоставимости результатов вариантных расчетов воспользуемся исходными формулами определения потерь энергии в обычной системе электроснабжения переменного тока. коэффициенты трансформации всех АТ полагаем равными номинальному значению к_А = 2.

Потеря мощности в однофазных трансформаторах одного плеча подстанции равна сумме потерь от нагрузок секций "контактный провод – рельс" (НН1) и "питающий провод – рельс" (НН2) расщепленной обмотки и мощности потерь холостого хода, кВт:

,

где I_Т – суммарный ток электровозов межподстанционной зоны,

            отнесенной к данному плечу;

            Н_ТП – доля нагрузки секции НН2.

        Потери мощности в тяговой сети двухпутного участка описываются исходным уравнением вида

,

        где ∆P₁₁, ∆P₁₂ – потери мощности в тяговой сети 1-го пути от на-

                                   грузок соответственно своего и соседнего путей;

              ∆P₂₂, ∆P₂₁ – то же для 2-го пути.

Проанализируем соотношение потерь мощности в элементах обычной двухпроводной тяговой сети и тяговой сети 2x25 кВ при условии, что в ней протекают только транзитные токи (табл. 7.1).

Суммарные потери мощности в двухпроводной тяговой сети приняты за 100 %.

Таблица 7.1.

Таким образом, при одинаковых нагрузках и расположении под­станций потери энергии от транзитных токов в тяговой сети 2 х25 кВ меньше в 2,4 раза потерь в обычной двухпроводной сети. Вместе с тем при опре­делении суммарных потерь энергии в системе 2x25 кВ необходимо учитывать местные токи и потери в автотрансформаторах.

Местная составляющая потери мощности ∆Р_мА в тяговой сети и автотрансформаторах составляет примерно пятую часть транзитной потери мощности. Поэтому для упрощения расчетов можно принять ряд допущений. Местная составляющая взаимного сопротивления R_тп для электровозов, находящихся на разных участках между АТП, равна нулю. Так как на каждом 1-м участке между автотрансформаторными пунктами может находиться небольшое число М_fi поездов, то токи электровозов полагают независимыми. Тогда потери мощности, кВт,

,

где n_A – общее число АТ в межподстанционной зоне;

      P_xA – потери холостого хода одного АТ.

Расчеты показали [21], что суммарные потери в устройствах электро- снабжения системы 2х25кВ на двухпутной межподстанционной зоне длиной 40—50 км в 1,7—1,9 раза меньше, чем при обычной системе переменного тока. Потери мощности снижаются приблизительно в 1,4 раза.  С увеличением протяженности зоны при системе электроснабжения 2x25 кВ потери в ней возрастают и при l₃ = 70-75 км становятся равными потерям в системе 25 кВ.