ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается автоматизированная система учета и контроля электрической энергии с учетом всех факторов, которая позволит выявить зоны с повышенными потерями электрической энергии и уменьшить расход в энергии в системе тягового электроснабжения. Определены преимущества и задачи системы учета и контроля электрической.

Ключевые слова: автоматизированная система учета и контроля электрической энергии, уравнительные токи, потери электрической энергии, межподстанционная зона.

В связи с обострением проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов из-за постоянного роста цен на них, особую значимость приобретают вопросы энергосбережения и эффективного использования электроэнергии. В частности, на железнодорожном транспорте одной из основных проблем являются снижения потерь электрической энергии в системе тягового электроснабжения электрифицированных железных дорог, являющихся крупнейшими в отрасли потребителями электроэнергии. Известно, что расчетные значения потерь электрической энергии на участках тяговой сети переменного тока составляют 3 - 5%.

Основными причины потери электроэнергии являются: [1]

- большие расстояния передачи электроэнергии;

- технические потери электроэнергии;

- инструментальные погрешности измерения расхода электроэнергии;

- расход электроэнергии на собственные нужды подстанций;

- коммерческие потери.

Формирование показателя потери электроэнергии начинается с учета расхода электроэнергии на тягу поездов, поступившей в сеть, по счетчикам тяговых подстанций на первичной стороне тягового трансформатора подстанции, и отпущенной потребителям, по счетчикам электроподвижного состава. При этом определяются фактические значения потерь электроэнергии, величина которых зависит от достоверности учета расхода электроэнергии. Разница между фактическими и расчетными значениями потерь электрической энергии обуславливается неудовлетворительным техническим и организационным состоянием систем учета электрической энергии на тяговых подстанциях и электроподвижном составе. [2]

Таким образом, определение фактических потерь электроэнергии, даже если расчеты и измерения выполнены точно, недостаточно для разработки и организации мероприятий по снижению потерь электрической энергии в тяговой сети. Необходимо знать и выделять факторы, вызывающие потери электроэнергии в тяговой сети, а также выделять участки сети, где эти потери превышают расчетное значение.

Тяговые подстанции получают питание от различных узлов одной или нескольких энергосистем. Напряжения в точках присоединения тяговых подстанций к энергосистемам оказываются различными по модулю и фазе, что вызывает протекание потоков мощности в системе тягового электроснабжения между смежными подстанциями даже при отсутствии тяговой нагрузки. Связь систем внешнего и тягового электроснабжения по транзиту мощности принято оценивать уравнительным током в тяговой сети. Транзит мощности в тяговой сети вызывает дополнительные потери электроэнергии при передаче мощности к электроподвижному составу. [2]

Потери электрической энергии в тяговой сети, вызванные уравнительными токами, в значительной степени зависят от схемы питания и секционирования межподстанционной зоны, а также определяются характером тяговой нагрузки, параметрами элементов и режимами работы систем внешнего и тягового электроснабжения, величиной уравнительных токов при схемах двухстороннего питания межподстанционной зоны.

Уравнительные токи вызывают дополнительные потери электроэнергии в контактной сети независимо от того, имеются поезда на межподстанционной зоне или нет. При отсутствии нагрузки на зоне могут протекать уравнительные токи, обуславливая потери энергии в контактной сети, которые фиксируются счетчиками подстанций, но не измеряются счетчиками электровозов. Следовательно, чем больше времени на зоне отсутствуют поезда, тем больше будет разница в показаниях счетчиков энергии подстанций и электровозов.

Учет электроэнергии на электроподвижном составе переменного тока в настоящее время осуществляется счетчиками электроэнергии, расходуемой на тягу поездов и возвращаемой при рекуперативном торможении. Они дают возможность определять удельные расходы электроэнергии на перевозку грузов в эксплуатации. Их использование позволяет сравнить энергетические параметры электровозов, выявить преимущества электровозов с тиристорными преобразователями, оборудованных устройствами рекуперативного торможения, и определить, насколько экономично ведение поезда локомотивной бригадой.

Таким образом, на сегодняшний день существует необходимость разработки комплексной системы научных, технических и организационных мероприятий в виде автоматизированной системы учета и контроля электроэнергии с учетом всех факторов. Это позволит выявить зоны с повышенными потерями электрической энергии, разработать мероприятия по их снижению, уменьшить общий расход энергии в системе тягового электроснабжения и повысить технико-экономические показатели системы тягового электроснабжения. [4]

Внедрение автоматизированной системы учета и контроля электроэнергии в системе тягового электроснабжения помимо непрерывного контроля и учета электроэнергии позволит оценить состояние устройств электроснабжения, вести текущий контроль потерь электроэнергии и показателей качества получаемой электроэнергии, а также выявить нерациональный расход электроэнергии. [3]

Создание и внедрение такой системы на электроподвижном составе позволит:

– контролировать достоверность учета электрической энергии по счетчикам электроподвижного состава и получения информации после обработки маршрутных листов машинистов;

– обеспечивать техническое и организационное совершенствование учета электроэнергии на электроподвижном составе;

– нормировать величину электрической энергии на отопление пассажирских вагонов;

– контролировать расход электрической энергии электровозами с соседних дорог.

Основными задачами по внедрению автоматизированной системы учета и контроля электроэнергии на электроподвижном составе будут являться разработка технических решений по ее реализации и на ее базе организация текущего контроля электропотребления электровозами на тягу поездов, соответствие правовому обеспечению технических средств автоматизированной системы учета и контроля электроэнергии, которое станет возможным с применением измерительного трансформатора напряжения на стороне 25кВ тягового трансформатора электровоза и современных приборов учета электроэнергии и осуществление при помощи технических средств привязки энергопотребления электроподвижного состава к обслуживаемой зоне.

Внедрение автоматизированной системы учета и контроля электроэнергии на электроподвижном составе способна стать эффективным инструментом контроля и анализа эффективности работы системы тягового электроснабжения и ЭПС, а также разработки мероприятий, направленных на сбережение энергетических ресурсов на тягу поездов.

Список литературы:

1. Черемисин В. Т. Основные направления работ по снижению условных потерь электрической энергии на тягу поездов Железнодорожный транспорт ЦНИИТЭИ МПС, Серия: Электроснабжение железных дорог, 2000 Выпуск 4 - с. 2 - 19.
2. Марквард К. Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог - М.: Транспорт, 1982 - 528 с.
3. Черемисин В.Т. Система мероприятий по снижению потерь электрической энергии в тяговой сети от уравнительных токов В.Т. Черемисин, В.А. Кващук Железнодорожный транспорт ЦНИИТЭИ МПС, 2000 - Выпуск 3. с. 9 - 21
4. Молин Н.И. Потенциал энергосбережения в системе тягового электроснабжения переменного тока железных дорог. Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: Материалы Всероссийской научно - технической конференции с международным участием: В 2 т. Т. 1. Отв. ред. В.П. Суров. - Красноярск: Гротеск, 2005 - с. 39–46