Расчет потерь электрической энергии производится с помощью программного обеспечения NORD-A.
Программное обеспечение (ПО) N O R D — A предназначено для выполнения расчетов рабочих и аварийных (к.з.) режимов электрифицированных на переменном токе 27.5 кВ участков железных дорог, их нагрузочной способности при различных схемах питания контактной сети, а также для управления базой данных по устройствам и параметрам этих участков.
Расчетные участки при числе путей от 1 до 4 могут содержать от двух до семи тяговых подстанций, произвольное число постов секционирования (ПСК) и пунктов параллельного соединения контактной сети (ППС). Тяговая сеть может быть оборудована усиливающими и экранирующими проводами, а также отсасывающими трансформаторами с обратным проводом. Точки перелома сечения контактной сети (до 30 шт.) располагаются произвольно на каждом пути участка. Устройства поперечной компенсации могут размещаться как на тяговых подстанциях, так и на ПСК. Предусмотрены также установки продольной компенсации в плечах и в заземленной фазе трансформаторов подстанций. Напряжения холостого хода подстанций могут быть заданы с учетом смещения фаз, например, вследствие перетоков мощности.
Расчеты рабочих режимов выполняются на основе моделирования движения поездов при заданном или случайном чередовании межпоездных интервалов, масс поездов, а также для мгновенных схем с фиксированным расположением нагрузок. Режимы к.з. рассчитываются с учетом подпитки от удаленных подстанций при заданных значения э.д.с. дуги и переходного сопротивления в месте замыкания подвески или шин на землю.
Работа пакета программ строится на основе развитой системы диалога с пользователем, включая экранные справочники по всем разделам программного обеспечения.
Программное обеспечение N O R D — A включает следующие программы:
NA.BAT — управляющий пакетный файл ПО N O R D — A;
DBFIXNA.EXE — редактирование файлов постоянной базы данных по оборудованию и устройствам тягового электроснабжения переменного тока;
NORD-TA.EXE — ввод и корректировка параметров тяговой нагрузки;
NA-UBAS.EXE — управление базой данных расчетных участков;
NA-CN.EXE — расчеты нагрузочной способности и рабочих режимов;
NA-KZ.EXE — расчеты режимов коротких замыканий;
LABELNA.COM, NAMEN.COM — служебные модули управляющей программы (самостоятельно не работают).
В ряде программ используются внешние файлы экранного справочника, к которым относятся DBFIXNA.REF, NA-UBAS.REF, NA-CN.REF и NA-KZ.REF.
Исходные данные, необходимые для выполнения расчетов, хранятся в файлах, которые образуют постоянную и переменную части базы данных. Постоянная база содержит файлы:
COMPENS.BFX — каталог установок поперечной и продольной компенсации;
CTNR25.BFX — каталог данных тяговых сетей переменного тока;
TRANSF25.BFX — каталог понижающих трансформаторов подстанций переменного тока;
WIRES.BFX — каталог проводов и рельсов.
В процессе работы программы NA-UBAS.EXE формируются файлы переменной базы данных следующих типов:
*.CNA — каталог расчетных участков;
*.SHM — данные по схеме питания расчетного участка (расположение объектов, параметры тяговой сети и подстанций);
*.TRA — параметры тяговой нагрузки (таблицы токов поездов базовой массы по каждому направлению движения на участке. Вводятся с помощью программы NORD-TA);
*.TPY — массы поездов, обращающихся по каждому направлению движения.
Файлы *.TRA и *.TPY используются только программой NA-CN.
Основным каталогом расчетных участков является файл NORD.CNA, который загружается в программы по умолчанию.
Результатами расчетов являются расходы и потери электроэнергии по участку, средние и максимальный токи плеч каждой подстанции, наибольшие средние токи фидеров и температуры нагрева проводов подвески за период 1, 3 и 20 мин, минимальные значения напряжения в контактной сети межподстанционных зон. Эти параметры определяются на основе имитационного моделирования движения поездов при заданном (пакетном) или случайном чередовании межпоездных интервалов и масс поездов.
Предоставляется также возможность расчета мгновенных схем с заданным фиксированным расположением нагрузок.
Программа состоит из четырех основных разделов:
Данные — загрузка параметров расчетного участка из базы данных, корректировка исходных параметров режима подстанций, выбор контрольного участка;
Переключения — формирование схем питания контактной сети зон изменением положений выключателей подстанций, ПСК и ППС;
Расчеты — определение параметров режима устройств электроснабжения в процессе моделирования движения поездов или в мгновенных схемах расположения нагрузок;
Заверш./DOS — выполнение команд DOS с возвратом по команде exit, выход из программы.
В разделе «Данные» осуществляется ввод параметров расчетного участка из базы данных, которая предварительно готовится программой NA-UBAS. К указанным параметрам относятся: схема питания, тяговая нагрузка и типы поездов.
Данные могут быть взяты из каталога расчетных участков, либо загружены выборочно из списков соответствующих файлов.
Загрузка каталога и файлов осуществляется из директория, указанного в программе DBFIXNA или в командной строке при запуске программы.
При наличии данных по схеме питания могут быть откорректированы исходные параметры режима подстанций. К этим параметрам относятся: число включенных трансформаторов, мощность Sкз трехфазного короткого замыкания на вводе подстанции, напряжение Uхх холостого хода на шинах контактной сети и смещение фазы Uхх (например, вследствие перетоков мощности) относительно вектора э.д.с. системы внешнего электроснабжения.
Раздел «Переключения» содержит список межподстанционных зон контрольного участка. На схеме зоны показано расположение объектов, данные подстанций, а также номинальные параметры устройств компенсации: Qупк/Iупк -продольной в плечах подстанций, Qупк/I(c) — то же в заземленной фазе, Qку — поперечной в плечах и на ПСК.
Дополнительно можно просмотреть параметры контактной сети и фидерных линий.
Изменение расчетной схемы зоны осуществляется переключением выключателей вводов подстанций, фидеров, ППС и рассоединением шин ПСК.
В разделе «Расчеты» при наличии исходных данных может быть выбран один из двух видов расчета параметров режима устройств тягового электроснабжения контрольного участка:
Процесс — определение расходов и потерь энергии, наибольших и средних токов подстанций и контактной сети, температуры лимитирующих проводов в подвесках, минимальных напряжений на локомотивах при моделировании движения поездов;
Мгновенная схема — расчет мгновенных значений токов и напряжений в схеме по заданному расположению нагрузок на участке.
Для расчетов мгновенных схем достаточно иметь данные только по схеме питания. При расчетах вида Процесс должны быть загружены также параметры тяговой нагрузки.
Для расчетов вида Процесс должно быть задано время моделирования, т. е. число циклов расчета с учетом принятого в параметрах тяговой нагрузки шага перемещения поездов.
По каждому пути необходимо задать график движения поездов: пакетный, случайный или “окно”.
Допускается изменение направления движения по данному пути, установленного параметрами тяговой нагрузки.
По умолчанию для всех путей включается режим предварительной расстановки поездов. В этом случае перед расчетом поезда расставляются от конца участка движения (с учетом направления) в соответствии с заданным графиком. Режим расстановки можно отключить, т.е. освободить путь перед началом расчетов.
При пакетном графике движения пропуск поездов производится последовательно в соответствии с таблицей интервалов и масс поездов. После выхода на участок последнего поезда данного пакета с интервалом Jмп (в первой строке) выходит первый поезд следующего пакета и т.д. Массы поездов вводятся в таблицу либо значением, либо номером из списка типов, подготовленного программой NA-UBAS.
Случайный график движения используется при определении интегральных параметров режима за длительное время моделирования (от нескольких часов до суток). Пропуск поездов осуществляется в соответствии с таблицей распределения масс поездов и значениями интервалов: минимального, среднего (отношение времени моделирования к общему числу проходящих за это время поездов) и максимального. По умолчанию максимальный интервал принимается в зависимости от среднего, но может быть откорректирован.
По окончании процесса моделирования появляется таблица основных характеристик рабочего режима контрольного участка, в которой представлены суммарные расходы и потери энергии за время моделирования, максимальный ток подстанции, минимальное напряжение на локомотиве и критическая температура для фидера, вблизи которого нагрев подвески в наибольшей степени превышает допустимый.
Результаты моделирования в виде отчета могут быть выведены на экран, в файл (.TX) или на принтер посредством меню вывода.
Для редактирования какого-либо параметра или выбора необходимого действия следует клавишами-стрелками переместить курсор в соответствующую позицию экрана и нажать кл. ENTER. По окончании редактирования параметра также необходимо нажать кл. ENTER. Для отмены ввода данных (восстановления предыдущего значения) служит кл. ESC. Если введенный параметр находится вне допустимого диапазона, необходимо откорректировать его значение в соответствии с подсказкой, которая появляется в нижней строке экрана.
Переключение между окнами и выбор действий осуществляется также следующими клавишами:
Alt-F — загрузка и запись данных участка в файлы;
Alt-P — редактирование параметров участка;
Alt-E — выбор типа электровоза;
Alt-Z — ожидаемые действия задания на расчет;
Ctrl-Z — отмена задания на расчет;
Alt-O — остановки, границы и направление движения;
F8 — выполнение расчета;
Alt-V — работа с итоговой таблицей результатов;
Alt-G — выбор вида отображения графика при расчетах;
Ctrl-S — временный выход в DOS;
Ctrl-Q — завершение работы программы.