Расчёт системы электроснабжения электрической железной дороги
Методика расчета:
1.
Кривая
разложенного и неразложенного тока разделяется на отрезки 40-60 А.
2.
Определяются
средние токи отрезков и .
3.
Определяется
время движения на этом участке, ti
4.
Определяется
произведение [А×мин], [А²×мин].
5.
По сумме этих
произведений определяется средний ток и значение квадрата тока.
,А (2)
,А (3)
, А (4)
где Iсрi – среднее значение тока за рассматриваемый промежуток
времени ti;
t – время хода поезда по фидерной
зоне;
Результаты расчетов по
формулам (2), (3) и (4) заносим в таблицы 2 и 3.
Таблица 2.1. Исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №2 расчётной
тяговой подстанции
Iф2
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср*t
Iсp²*t
0-120
0
0
0
0
0
120-160
1,2
140
19600
168
23520
160-220
7,05
190
36100
1339,5
254505
220-280
3,35
250
62500
837,5
209375
280-330
13,4
305
93025
4087
1246535
S
25
6432
1733935
А;
А2;
А.
Таблица 2.2. Исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №1 расчётной
тяговой подстанции
Iф1
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
120-160
0,6
140
19600
84
11760
160-200
17,4
180
32400
3132
563760
200-240
3,0
220
48400
660
145200
240-270
1,5
255
65025
382,5
97537
S
22,5
4258,5
818257,5
А;
А2;
А.
Таблица 2.3. Исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №5 расчётной
тяговой подстанции
Iф5
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
0-60
11,3
30
900
339
10170
60-100
9,7
80
6400
776
62080
90-100
4,6
95
9025
437
41515
100-136
10,8
118
13924
1274,4
150379,2
100-160
12
130
16900
1560
202800
160-220
3,5
190
36100
665
126350
220-270
2
245
60025
490
120050
S
53,9
5541,4
713344,2
А;
А2;
А.
Таблица 2.4. Исходная
информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №4 расчётной
тяговой подстанции
Iф4
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
160-160
15,70
160
25600
2512
401920
S
15,70
2512
401920
А;
А2;
160 А.
Таблица 3.1. Исходная
информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее
загруженной межподстанционной зоны для четного направления.
четная
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
310-260
1,20
285
81225
342
97470
260-300
1,10
280
78400
308
86240
300-300
6,80
300
90000
2040
612000
300-240
3,00
270
72900
810
218700
240-180
2,90
290
84100
841
243890
180-160
0,80
170
28900
136
23120
160-160
3,70
160
25600
592
94720
0-0
1,50
0
0
0
0
160-160
9,50
160
25600
1520
243200
160-200
1,20
180
32400
216
38880
200-260
1,90
230
52900
437
100510
260-260
2,85
260
67600
741
192660
260-200
2,90
230
52900
667
153410
200-200
8,20
200
40000
1640
328000
200-180
1,10
190
36100
209
39710
S
48,65
10499
2E+06
А;
А2;
225.4 А.
Таблица 3.2. Исходная
информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее
загруженной межподстанционной зоны для нечетного направления.
нечетная
D I,A
ti
Iср
Iср²
Iср×t
Iсp²×t
160-160
7,5
160
25600
1200
192000
160-220
1,90
190
36100
361
68590
220-220
17,20
220
48400
3784
832480
220-160
2,40
190
36100
456
86640
160-160
4,70
160
25600
752
120320
160-200
1,00
180
32400
180
32400
200-240
0,90
220
48400
198
43560
240-240
9,70
240
57600
2328
558720
S
45,3
9259
2E+06
А;
А2;
206.7 А.
Для токов фидеров
рассчитываем следующие числовые характеристики: среднее квадратичное отклонение
тока фидера
(5)
коэффициент эффективности
(6)
коэффициент вариации
(7)
Результаты
вычислений, полученные по формулам (5), (6) и (7) заносим в таблицы 4 и 5.
Таблица 4. Числовые
характеристики поездного тока фидеров расчетной тяговой подстанции и времени
хода по межподстанционной зоне.
фидер
Iсp, А
Iэ², А²
Iэ, А
Kэ
I
Kv
t хода
Iф2
96,2
13028,9
114,1
1,19
61,49
0,64
48,40
Iф1
69,9
6094,6
78,1
1,12
34,68
0,50
29,00
Iф5
210,8
45359,5
213,0
1,01
30,40
0,14
16,3
Iф4
160,0
25600,0
160,0
1,00
0,00
0,00
15,70
Таблица 5. Числовые
характеристики тока четного и нечетного пути наиболее загруженной
межподстанционной зоны, время хода по межподстанционной зоне и
электpопотpебления в зоне.
путь
Iсp, А
Iэ², А²
Iэ, А
Kэ
I
Kv
tхода
tпотр.
чет.
215,8
50822,4
225,4
1,04
65,21
0,30
48,65
47,15
нечет.
204,4
42708,8
206,7
1,01
30,49
0,15
45,30
45,30
1.2 Определение средних токов фидеров контактной сети для
расчетных режимов расчетной тяговой подстанции
Исходными данными для
расчёта нагрузок фидеров и подстанций, а также для расчёта потерь мощности и
проверки контактной сети по уровню напряжения, являются средние и эффективные
значения поездного тока фидеров. Зная средние и эффективные значения поездного
тока, отнесенного к фидеру, можно найти средние и эффективные токи фидера от
всех нагрузок. Для этого воспользуемся формулами, которые справедливы для однотипных
поездов:
для средних токов:
, А; (8)
для эффективных:
при двустороннем питании:
,А (9)
где nф=t/θo
- наибольшее число поездов в межподстанционной зоне;
t - время хода поезда,
мин;
N - число поездов в
сутки;
No - пропускная
способность (пар поездов в сутки).
Расчетные режимы
определяются процессами нагревания трансформаторов. Поэтому нагрев масла
определяем для режима сгущения, то есть для периода составления нормального
графика движения после окна. Постоянная времени и обмоток 6 - 8 мин, поэтому
максимальная температура определяется максимальным нагревом трансформатора,
который может возникнуть при максимальной пропускной способности. Пропускная
способность определяется прохождением числа поездов в сутки. При выборе
мощности трансформатора рассмотрим три режима: