ELEKTRIČNE ŽELJEZNICE(Proračun elektri čnih prilika)
ELEKTRIČNE ŽELJEZNICE(Proračun elektri čnih prilika)
Nositelj: Prof.dr.sc. Ivo Ugleši ć, dipl.ing. D236
Poslijediplomski doktorski studij
OPĆA RAZMATRANJA
• SIMULACIJA ELEKTRI ČNE VUČE - PROGRAMSKA IMPLEMENTACIJA
• ELEKTROVUČNI PRORAČUN
• ELEKTRIČNE LOKOMOTIVE
5/3/20112
• ELEKTRIČNE LOKOMOTIVE
• ELEKTROMOTORNI VLAKOVI
• PRORAČUN KRATKOG SPOJA PRI RADIJALNOM I PARALELNOM POGONU EVP
Simulator elektri čne vuče - programska implementacijaSimulator elektri čne vuče - programska implementacija
3Izgled prozora simulatora kretanja vlaka
Ulazni podaciUlazni podaci
Ulazna datoteka
4Uzdužni profil pruge
Profil pruge – ulazni podatakProfil pruge – ulazni podatak
5
Rezultati simulatora elektri čne vučeRezultati simulatora elektri čne vuče
• Rezultati proračuna ispisuju se u datoteku zadanu u glavnom prozoru programa a pregled podataka možemo učiniti upotrebom programa Excel.
• Rezultati koji se upisuju u izlaznu datoteku su:•Vrijeme [s]•Pređeni put [m]•Električna djelatna snaga [MW]
6
•Električna djelatna snaga [MW]•Električna jalova snaga [Mvar]•Trenutna brzina [km/h]•Model vožnje
Izlazni rezultati simulatora elektri čne vučeIzlazni rezultati simulatora elektri čne vuče
• Rezultati proračuna simulatora:
Brzina, djelatna i prividna snaga elektromotornog v laka EMV 6111 na pruzi Podsused Tv. - Samobor - Bregana
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
2.0
2.5
3.0
(MW
), (
MV
A)
Brzina
P
S
Prvi dio izlazne datoteke
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
6:00 6:01 6:02 6:03 6:04 6:05 6:06 6:07 6:08 6:09 6:10 6:11 6:12 6:13 6:14 6:15 6:16 6:17 6:18
Vrijeme
brzi
na (
km/h
)
0.0
0.5
1.0
1.5
(MW
), (
MV
A)
Grafički prikaz rezultata
Izlazni rezultati simulatora elektri čne vučeIzlazni rezultati simulatora elektri čne vuče
Brzina, djelatna i prividna snaga teretnog vlaka (2000 t)Brzina, djelatna i prividna snaga teretnog vlaka (2000 t)
Brzina, djelatna i prividna snaga teretnog vlaka (1000 t)
Izlazni rezultati simulatora elektri čne vučeIzlazni rezultati simulatora elektri čne vuče
Brzina, djelatna i prividna snaga putničkog vlaka (330 t)Brzina, djelatna i prividna snaga putničkog vlaka (330 t)
Brzina, djelatna i prividna snaga putničkog vlaka (700 t)
Primjena simulatora elektri čne vučePrimjena simulatora elektri čne vuče
Ovisnost djelatne i prividne snage o usponu pruge pri konstantnoj brzini
Krivulja ovisnosti potrošnje energije elektromotornog vlaka o usponu pruge
Ovisnost potrošnje energije vlaka o usponu pruge za različite brzine
2.5
3.5
4.5
5.5
6.5
7.5
8.5
9.5
10.5
11.5
12.5
0 5 10 15 20 25 30
uspon pruge (‰)
Pot
rošn
ja e
nerg
ije (
kWh)
70 km/h
80 km/h
90 km/h
100 km/h
Primjena simulatora elektri čne vučePrimjena simulatora elektri čne vuče
Ovisnost djelatne i prividne snage o radijusu krivine pri konstantnoj brzini
Krivulja ovisnosti potrošnje energije elektromotornog vlaka o radijusu krivine
Ovisnost potrošnje energije vlaka o radijusu krivine za različite brzine
2.5
2.7
2.9
3.1
3.3
3.5
3.7
3.9
4.1
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
radijus krivine (m)
Pot
rošn
ja e
nerg
ije (
kWh)
70 km/h
80 km/h
90 km/h
100 km/h
Elektrovu čni prora čunElektrovu čni prora čun
Ulazni podaci
Simulirator kretanja
vlaka
Konfiguriranje
mreže
Unos podataka o
EVP-u
Pregled vlakova
Baza ulaznih podataka
Provjera voznog
reda
Proračun
Vrijeme proračuna,
korak proračuna
Formiranje
električne mreže
Proračun
električnih prilika
Elektrovučni proračun
Dijagram toka za “Elektrovučni proračun”
Formiranje elektri čne mrežeFormiranje elektri čne mreže
• Potrebni podaci:- maksimalni vozni red;- vremenski interval i korak proračuna;- podaci o EVP-u;- duljine krakova napajanja; - ZKM (impedancija KM) i Qbat (snaga kompenzacijskih baterija);- Pvl(t), Qvl(t) i svl(t).
Formiranje elektri čne mrežeFormiranje elektri čne mreže
Prvo se provjerava, u određeno vrijeme t, da lipojedini vlak vozi. Ako vlak vozi u to vrijemeotvori se njegova datoteka i nađe podatak oudaljenosti od EVP-a i djelatnoj i jalovoj snazikoju uzima iz kontaktne mreže u danomtrenutku. Na taj način se dobiju svi vlakovi koji će"učestvovati" u formiranju el. mreže.
14
Svaki vlak je u danom trenutku jedno čvorišteelektrične mreže.
Kada se odredi koliko se stvarno vlakovanalazi na lijevom i desnom kraku napajanjavrši se sortiranje po njihovoj udaljenosti odreferentne EVP-e. Na taj način se dobijupotrošačka čvorišta el. mreže u trenutku t.
Matemati čki model za prora čun el. prilikaMatemati čki model za prora čun el. prilika
• Osnova za proračun je rješavanje matrične jednadžbe:
[ ] [ ] [ ]VYI ×=
[I] – vektor injektiranih struja u čvorištima KM;[V] – vektor napona čvorišta;[Y] – matrica admitancije čvorišta.[Y] – matrica admitancije čvorišta.
cri,i
ri
ci
n
ij1j
crj,i
rj
ri
n
ij1j
ccj,i
cj
ci
ci y)VV(y)VV(y)VV(I ⋅−+⋅−+⋅−= ∑∑
≠=
≠=
• U sustavu 25 kV, za KM od n čvorišta, mogu se za i-to čvorište napisatislijedeće jednadžbe:
Elektrovu čni prora čunElektrovu čni prora čun
[ ] [ ] [ ]VYI ×=
• Osnovu za proračun čini metoda čvorišta:
• Gauss-ova metoda (FORWARD – BACKWARD)
16
Elektrovu čni prora čunElektrovu čni prora čun
Krakovi napajanja EVP Delnice
EVP
Delnice
8,18 km PSN LokvePSN Skrad 13,18 km
Profil pruge
Elektrovu čni prora čunElektrovu čni prora čun
Maksimalni dvosatni grafikon vožnje za napajanje EVP Delnice
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Prividna snaga
10
15
20
25
30
S (
MV
A)
Opterećenje EVP Delnice prividnom snagom
0
5
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Prividna srednja 15 min snaga
4
5
6
7
8
S (
MV
A)
Opterećenje EVP Delnice prividnom srednjom 15 min. snagom
0
1
2
3
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Djelatna snaga
8
10
12
14
16
18
P (
MW
)
Opterećenje EVP Delnice djelatnom snagom
0
2
4
6
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Jalova snaga
10
15
20
25
Q (
MV
Ar)
Opterećenje EVP Delnice jalovom snagom
0
5
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Napon kraka napajanja (PSN Skrad)
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30U
(kV
)
Napon kraka napajanja prema PSN Skrad
15
16
17
18
19
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
U elektrovu čnom prora čunu su korištene vrijednosti za U min1 (plava linija ) i Umin2 (crvena linija ).
Dozvoljene tolerancije napona KMDozvoljene tolerancije napona KM
Prema normi EN 50163 definirane su slijedeće vrijednosti i dozvoljene tolerancije napona za 25 kV, 50 Hz elektrovučni sustav:
Un = 25 kV - nazivni napon kontaktne mreže,Umin1 = 19 kV - trajno dozvoljeni minimalni napon kontaktne mreže,Umin2 = 17,5 kV - trenutno dozvoljeni minimalni napon kontaktne mreže,Umax1 = 27,5 kV - trajno maksimalni napon kontaktne mreže,Umax2 = 29 kV - maksimalni napon kontaktne mreže (t <= 5 min),Umax3 = 38,75 kV - maksimalni napon kontaktne mreže (t <= 1 s).
U
1 s 5 min log. skala
Umax1
Umax2
Umax3
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Struja prema PSN Skrad
600
800
1000
1200
I (A
)
Struja napojnog voda
0
200
400
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Potrošnja elektri čne energije
3
4
5
6
7
8
9
E (
MW
h)
Potrošnja električne energije EVP Delnice od 6 do 8 sati
0
1
2
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Faktor snage
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Lam
bda
Faktor snage EVP Delnice
0,0
0,1
0,2
0,3
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
• Proračun zagrijavanja je proveden za najnepovoljniji slučaj (100 mm2 +120 mm2) uz istrošenost kontaktnog voda od čak 30%.
Nadtemperatura vodiča:cS
tI∆
2
2t
⋅γ⋅⋅ρ⋅
=ϑ
G - masa vodiča;c - specifična toplina vodiča;
ϑ∆ - povišenje temperature vodiča;
Proračun zagrijavanja vodova kontaktne mreže
T
t
2 e−
⋅ϑ=ϑHlađenje vodiča:
T - vremenska konstanta vodiča (≈ 4,5 min.);
ϑ
2ϑ- krajnja temperatura;
- početna temperatura.
ϑ∆ - povišenje temperature vodiča;It - efektivna vrijednost struje;R - djelatni otpor vodiča;t - vrijeme.
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
Nadtemperatura kontaktnog voda prema PSN Skrad
4
5
6
7
8
9t (
°C)
Nadtemperatura kontaktnog voda
0
1
2
3
22:00 22:10 22:20 22:30 22:40 22:50 23:00 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00
Vrijeme
Rezultati elektrovu čnog prora čunaRezultati elektrovu čnog prora čuna
• Izračunavaju se :- maksimalne trenutne i 15-minutne snage EVP-a;- struje u izlaznim linijama EVP-a;- faktor snage;- napone na krajevima krakova napanja;- temperature uslijed zagrijavanje vodiča kontaktne mreže.
• Dimenzioniranje snaga transformatora i opreme u elektrovučnimpodstanicama i u kontaktnoj mreži.
• Predviđanje potrošnje električne energije - optimiranje reda vožnje.
• Elektrovučni proračunom se dobiju i opterećenja transformatoraprilikom ispada susjednog EVP-a.
Rezime i analiza rezultataRezime i analiza rezultata
• Pregled dobivenih rezultata za određeni EVP:
- Maksimalna prividna snaga : S = 36 MVA- Maksimalna prividna srednja 15 minutna snaga: S = 17,5 MVA- Maksimalna djelatna snaga : P = 27 MW- Maksimalna jalova snaga : Q = 21 Mvar- Potrošnja električne energije od 6,00 do 8,00 h : E = 23 MWh- Potrošnja električne energije od 6,00 do 8,00 h : E = 23 MWh
Vučna vozilaVučna vozila
• Željeznička vučna vozila su pokretni strojevi koji ostvaruju silu zavuču vlakova.
• Vučna vozila se dijele na:- lokomotive (elektri čne i dizelske);- elektromotorne vlakove .
32
• Prema vrsti električne struje na:- lokomotive za istosmjernu struju;- lokomotive za izmjeničnu struju;- lokomotive za višesustavna napajanja.
Elektri čne lokomotive 25kV, 50HzElektri čne lokomotive 25kV, 50Hz
• Prve električne lokomotive pojavile su se u Hrvatskoj 1947. godine.
• Hrvatske željeznice (HŽ) osim sustava 25kV, 50Hz koriste još i 3kV, istosmjernog sustava za pogon električnih lokomotiva.
• U voznom parku 25kV, 50Hz nalaze se 3 različite lokomotive:
• diodna lokomotiva (oznaka 1141).
33
• diodna lokomotiva (oznaka 1141).
• tiristorska lokomotiva (oznaka 1142 ).
• šestosovinska lokomotiva (oznaka 1161).
• Sredinom 2008. god. na probi u HŽ-u bila višesustavna Siemensova električna asinkrona lokomotiva ES64U4-F.
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
34
• Gradila ih je tvrtka Traktion-Union, koju su činile švedska ASEA, švicarski Secheron i austrijski Elin-Union.
• Po licenciji tvrtke ASEA izgradnju je preuzela zagrebačka tvornica Rade Končar.
• Isporučivane su HŽ-u od 1970. godine.
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
• Glavni podaci:
• Broj osovina: 4.
• Trajna snaga za vuču: 3860 kW.
• Maksimalna brzina: 140 km/h.
36
• Maksimalna brzina: 140 km/h.
• Vlastita masa: 82 tone.
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
Tehnički crtež lokomotive 1141
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
• Glavni podaci (vučni pasoš i ovisnost faktora snage o brzini):
38
Diodna lokomotiva (1141)Diodna lokomotiva (1141)
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
40
• Gradila ih je tvornica Rade Končar.• Isporučivane su HŽ-u od 1981. do 1989. godine.
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
• Glavni podaci:
• Broj osovina: 4.
• Trajna snaga za vuču: 4400 kW.
• Maksimalna brzina: 160 km/h.
41
• Maksimalna brzina: 160 km/h.
• Vlastita masa: 82 tone.
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
Tehnički crtež tiristorske lokomotive 1142
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
• Glavni podaci (vučni pasoš i ovisnost faktora snage o brzini):
43
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
2v N
Formule po Strahl-u za specifi čni otpor koje se koriste u HŽ-u:
Krivulja otpora gibanja lokomotive serije HŽ 1142
2-320 10
240l
v Nf
kg
= + ⋅
Tiristorska lokomotiva (1142)Tiristorska lokomotiva (1142)
Krivulja elektrodinamičkog kočenja lokomotive serije HŽ 1142-000 zanajveću brzinu od 160 km/h
Elektri čna lokomotiva 1161 (462)Elektri čna lokomotiva 1161 (462)
46
• Nastale su pretvorbom lokomotive serije HŽ 1061 za istosmjerni napon od 3 kV u pogonu TŽV Gredelj.
• Isporučivane su HŽ-u 1988. godine.
Elektri čne lokomotiva 1161 (462)Elektri čne lokomotiva 1161 (462)
• Glavni podaci:
• Broj osovina: 6.
• Trajna snaga za vuču: 3869 kW.
• Maksimalna brzina: 120 km/h.
47
• Maksimalna brzina: 120 km/h.
• Vlastita masa: 129 tona.
Elektri čna lokomotiva 1161 (462)Elektri čna lokomotiva 1161 (462)
• Glavni podaci (vučni pasoš i ovisnost faktora snage o brzini):
48
Asinkrona lokomotiva ES64U4-FAsinkrona lokomotiva ES64U4-F
• Glavni podaci:
• Broj osovina: 4.
• Trajna snaga za vuču: (6000 – 6400) kW.
• Maksimalna brzina: 230 km/h.
49
• Vlastita masa: 90 tona.
Asinkrona lokomotiva ES64U4-FAsinkrona lokomotiva ES64U4-F
50
Vučni pasoš asinkrone lokomotive
• U ormaru s upravljačkim komponentama moguće je ispostavitibilancu energetske potrošnje za sve naponske mreže(AC 15 kV/16,7 Hz, AC 25 kV/ 50 Hz i DC 3 kV).
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
• Prvi elektromotorni vlakovi pojavili su se u Hrvatskoj odmah iza II. svjetskog rata.
• Hrvatske željeznice (HŽ) osim sustava 25kV, 50Hz koriste još i 3kV, istosmjernog sustava za pogon elektromotornih vlakova.
• U voznom parku 25kV, 50Hz nalazi se 22 garniture elektromotornog
51
• U voznom parku 25kV, 50Hz nalazi se 22 garniture elektromotornog vlaka serije HŽ 6111:
• 6111 prije poznat kao 411/415.
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
52
• Gradila ih je tvrtka Ganz Mavag iz Budimpešte• Godina izgradnje ovog tipa elektromotornog vlaka je 1976.
• A i B – upravljački vagoni (4111 i 5111 )• C – pogonski vagon (6111)
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
• Glavni podaci:
• Trajna snaga za vuču: 1200 kW
• Maksimalna brzina: 120 km/h
• Masa praznog vlaka: 145 tona
53
• Masa praznog vlaka: 145 tona
• Masa praznog pogonskog vagona: 67 tona
• Masa vlaka s 375 putnika (2/3 kapaciteta): 175 tona
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
Tehnički crtež elektromotornog vlaka
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
• Glavni podaci (vučni pasoš i ovisnost faktora snage o brzini):
λ1.0
0.9
0.8
0.7
0 6
55
0.1
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
010 9080706050403020 100
Brzina km/h
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
Krivulja otpora gibanja elektromotornoga vlaka serije HŽ 6111
Elektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 HzElektromotorni vlak serije HŽ 6111, 25 kV, 50 Hz
Krivulja elektrodinamičkoga kočenja elektromotornoga vlaka
Niskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 HzNiskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 Hz
Niskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 HzNiskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 Hz
• Osnovne karakteristike niskopodnog EMV-a: - dužina vlaka : 75 m - visina poda : 600 mm - broj sjedećih mjesta : do 212- broj stajaćih mjesta : do 300- maksimalna brzina : 160 km/h- masa praznog vlaka: 126 t - vučna sila pri pokretanju: 200 kN
59
- vučna sila pri pokretanju: 200 kN- trajna snaga: 2000 kW- akceleracija: > 1 m/s2
- povezivanje do 3 vlaka
Tehnički crtež niskopodnog elektromotornog vlaka
Niskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 HzNiskopodni elektromotorni vlak (HŽ 6112) 25 kV, 50 Hz
60
Vučni pasoš i krivulja elektrodinamičkog kočenja
• Koriste se još izrazi rekuperativno i elektrodinami čko kočenje.
• Energija se vraća u napojni sustav i koristi za vlastite potrebe ili za druge vlakove koji se nalaze u blizini.
• Sigurnost kočenja zahtijeva instalaciju dodatnih kočnica.
• U režimu rekuperacije elektrovučno vozilo radi u prosjeku
Regenerativno ko čenje elektrovu čnih vozila
• U režimu rekuperacije elektrovučno vozilo radi u prosjeku od 8 do 10 %.
• Udjel nadoknadive energije ovisi o brzini , režimu zaustavljanja , vrsti vlaka , naponu sustava vu če, broju pogonskih osovina i profilu pruge :- magistralne pruge: 15%.- regionalne pruge: 35%.- prigradske pruge: 45%.- teretne pruge: 20%.
• Tijekom 2006. i 2007. na području elektrificiranih pruga HŽ I. je prometovala iznajmljena asinkrona lokomotiva tipa ES64U4 proizvodnje Siemens.
• Prilikom rekuperacije je dolazilo do ispada EVP-a iz pogona zbog instalirane relejne zaštite predviđene za zaštitu od struja izjednačenja pri paralelnom radu EVP-a.
Regenerativno ko čenje elektrovu čnih vozila
izjednačenja pri paralelnom radu EVP-a.
• Zahtjev za paralelnim radom EVP-a je kontradiktoran sa rekuperacijom.
• U HŽ-u za sada nije u primjeni rekuperacija, a nije ni provedena analiza primjene i potrebnih uvjeta za korištenje regenerativne kočnice.
Regenerativno ko čenje elektrovu čnih vozila
Elektri čne energija elektromotornog vlaka
75
80E(kWh) - bez rekuperacije
E(kWh) - sa rekuperacijom
Ulazni podaci za simulator kretanja vlaka
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
0:00 0:01 0:02 0:03 0:04 0:05 0:06 0:07 0:08 0:09 0:10 0:11 0:12 0:13 0:14 0:15
Vrijeme
E (
kWh)
E(kWh) - sa rekuperacijom
Usporedba potrošnje energije elektromotornog vlaka sa i bez mogućnosti rekuperacije
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
• Ulazni podaci za proračun kratkog spoja:- struje tropolnog kratkog spoja na 110 kV sabirnicama za nazivnu
2020. godinu (HEP-OPS) - utjecaj elektroprivredne mreže;- kilometarski položaj postrojenja na predmetnoj pruzi;- jedinična impedancija kontaktne mreže;- nazivne snage transformatora.
• Za potrebe dimenzioniranja rasklopne opreme i podešenja relejnezaštite.
- nazivne snage transformatora.
Struje tropolnog kratkog spoja na 110 kV sabirnicama za nazivnu 2020. godinu
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
Nazivna snaga transformatora
Model vanjske mreže za proračun kratkog spoja
Dvopolni kratki spoj
33
1.1
k
ndm
I
UZ
⋅⋅
=
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
Proračun kratkog spoja pri radijalnom i paralelnom pogonu EVP-a
Nadomjesna shema za proračun kratkog spoja u kontaktnoj mrežikratkog spoja u kontaktnoj mreži
Nadomjesna impedancija vanjske mreže preračunata je na napon kontaktne mreže
n
nkT S
UujZ
2
100
%⋅= Impedancija vučnog transformatora
Impedancija kontaktne mreže
dmnKM
m ZU
Z ⋅
=2
110
lZZ KMKM ⋅= 1
Primjer: Prora čun kratkog spoja za EVP DelnicePrimjer: Prora čun kratkog spoja za EVP Delnice
Ulazni podaci
- Struja tropolnog kratkog spoja : Ik3 = 6,845∟-75.9 kA;
- Nazivni napon sabirnica vanjske mreže: Un = 110 kV
- Nazivna snaga transformatora: Sn = 7,5 MVA;
- Napon kratkog spoja transformatora: uk = 10 %
67
13,188 kmPSN1 Skrad
21 8,180 kmPSN1 Lokve
EVP DelniceSn=2x7,5 MVA
Krakovi napajanja EVP Delnice
Primjer: Prora čun kratkog spoja za EVP DelnicePrimjer: Prora čun kratkog spoja za EVP Delnice
[ ]Ω+=⋅
= 575.0144.0110
5.262
jZZ dmm
[ ]Ω+∠=−∠⋅
⋅=⋅⋅
= =°°
899.9486.2206.10845.63
1101.1
3
1.19.75
9.753
jI
UZ
k
ndm
][3633.95,7
)5.26(
100
10
100
% 22
Ω=⋅=⋅= jjS
UujZ
n
nkT
68lZZZ
UI
KMTm
nks ⋅++⋅
=12
Minimalna struja kratkog spoja (u pogonu 1 transformator)
Maksimalna struja kratkog spoja (u pogonu oba transformatora)lZZZ
UI
KMTm
nks ⋅+⋅+⋅
⋅=
15.02
1.1
]/[447.0181.01 kmjZKM Ω+=
Primjer: Prora čun kratkog spoja za EVP DelnicePrimjer: Prora čun kratkog spoja za EVP Delnice
Struja kratkog spoja u ovisnosti o udaljenosti od E VP Delnice
4.5
5.0
5.5MAX IKS
MIN IKS
69
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
l [km]
stru
ja [k
A]
uklju čena dva transformatora
uklju čen jedan transformator
PSN Lokve PSN Skrad
Proračun kratkog spoja pri paralelnom radu EVP-aProračun kratkog spoja pri paralelnom radu EVP-a
E4 E8
0
4
8
ZmAZmA
E4 E8
0
4
8
ZmBZmB
ZmAB
A B
ZmAB
EES
110/27.5 110/27.5
ZKM2ZKM1
K.S.
NES
HŽ
ZT ZT
Nadomjesna shema za proračun kratkog spoja u slučaju paralelnog rada EVP-a
• Elektroenergetski proračun napajanja za prvu fazu nastavka izmjene sustava električne vuče na pruzi Zagreb-Rijeka i na priključnim prugama, FER – Zagreb 2004.
Budu će elektrifikacije pruga
21,3 16,2 13,2 8,2 7,8 10,8 8,9 4,7 7,9 18,4
12,621,2
26,319,716,3
19,7
18,6
16,0
21,4
29,3
36,6
7,313,9
ZAGREB
EVPMORAVICEkm 562,3
EVP VRATAkm 607,6
EVP PLASEkm 627,3
EVP DELNICEkm 591,6
ŠKRLJEVOkm 641,2
PSN2
VITOŠEVOkm 642,6 EVP
SUŠAKkm 648,48
RIJEKAkm 653,2km 55,4
EVP MATULJIkm 46,3
ŠAPJANEkm 27,9
NESOG.HRELJINIkm 541,06
NESMORAVICEkm 561,887
PSNSKRADkm 578,42
NESDELNICEkm 591,65
PSNLOKVEkm 599,78
NESVRATAkm 607,4
PSNDRIVENIKkm 618,36
NESPLASEkm 627,4
km 0,0
BAKARkm 12,0
NES
SUŠAKkm 627,4
RIJEKA BRAJDICA
NESRIJEKAkm 54,2
5,9
• Elektroenergetski proračun vuče za buduću elektrificiranu prugu Podsused Tv. - Samobor – Bregana, FER – Zagreb 2006.
Budu će elektrifikacije pruga
KRAKOVI NAPAJANJA EVP ZAPREŠI Ć:
EVP Zaprešić-NES Runjaninova: 16,854 km EVP Zaprešić-kol. Dobova(S.Ž.): 11,125 kmEVP Zaprešić-kol. Zabok: 26,46 kmEVP Zaprešić-kol. Podsused-kol. Bregana: 23,8 kmEVP Zaprešić-kol. Savski Marof-Vukovo selo: 11,78
26,4
6 km
EVP Zaprešić-kol. Savski Marof-Vukovo selo: 11,78EVP Zaprešić- kol. Perivoj - kol. Podsused: 22,345 km
~8,250
km
26,4
6 km
• Elektroenergetski proračun vuče za buduću elektrificiranu dionicu D.G. –Beli Manastir – Vrpolje na magistralnoj prugama M301 i M302, FER – Zagreb 2006.
Budu će elektrifikacije pruga
• Elektroenergetski proračun na temelju koje će se provesti modernizacija sustava vuče vlakova, odnosno elektrificirati željezničke pruge Oštarije (Ogulin) – Knin – Split, Perković – Šibenik i Knin – Zadar, FER – Zagreb 2007.
Budu će elektrifikacije pruga
Shema napajanja EVP-a na pruzi Oštarije – Knin
Budu će elektrifikacije pruga
Shema napajanja EVP-a na prugama Knin – Split i Perkovi ć - Šibenik
PERKOVIĆ SPLIT
ŠIBENIK
Shema napajanja EVP-a na pruzi Knin – Zadar
• Idejno rješenje napajanja električne vuče pruge Zagreb (Horvati) - Rijeka (Krasica), FER -Zagreb 2008.
Budu će elektrifikacije pruga
EVPJOSIPDOLkm 97+500
EVPKRASICAkm 156+800
PSNDUBRAVAkm 30+000
PSNTURANJkm 60+500
PSNZDENACkm 85+000
PSNDREŽNICAkm 113+500
PSNVINODOLkm 142+700
kol. RIJEKAkm 171+000EVP
HORVATIkm 14+000
NESHORVATIkm 14+100
EVPDRAGANIĆIkm 45+000
NESDRAGANIĆIkm 45+100
EVPKATIĆIkm 72+500
NESKATIĆIkm 72+600
NESJOSIPDOLkm 97+600
NESLEDENICAkm 130+400
EVPLEDENICAkm 130+500
PSNH. LESKOVACkm 0,1+000
ZAGREB
PSNRIJEKAkm 170+000
NESKRASICAkm 156+900
Predložene lokacije EVP 110/25 kV, PSN-a i NES-ova na pruzi Zagreb (Horvati) – Rijeka (Kraica)