Определение мощности одной тяговой подстанции, выбор мощности и количества тяговых трансформаторов

1. схемы раздельного питания произвести расчет среднего уровня напряжения в контактной сети до расчетного поезда за время его хода на автоматической характеристике по условному «ограничивающему» перегону и блок-участку при полном использовании пропускной способности;
2. рассчитать перегонную пропускную способность с учетом уровня напряжения.

Исходные данные

Схема участка с упрощенными тяговыми расчетами - № 7.

Расположение подстанций:

Подстанция № 1 – 0 км.

Подстанция № 2 – 36 км.

Подстанция № 3 – 82 км.

Тип дороги – магистральная.

Число путей – 2.

Тип рельсов – Р65.

Размеры движения:

Число пар поездов в сутки – 95.

Межпоездной интервал Т_пер – 8 мин.

Повышенная интенсивность движения Т_вос – 2,0 ч.

Номинальное напряжение на шинах подстанции U_ш = 27,5 кВ.

Мощность районных потребителей – 10 МВА.

Мощность короткого замыкания на вводах подстанции – 700 МВА.

Эквивалентная температура в весенне-летний период Q_охло = 25 ° С.

Температура в период повышенной интенсивности движения после окна Q_охлс = 30 ° С.

Длительность весенне-летнего периода nвл = 250 сут.

Расчет курсового проекта

1. Определение средних и эффективных токов поездов.

Для определения средних и эффективных фидерных токов от одного поезда в случае двустороннего питания надо, прежде всего, разложить заданную в тяговых расчетах кривую тока между фидерами соседних подстанций. По такой разложенной кривой поездного тока находят среднее значение фидерного тока от одного поезда и квадрат его эффективного значения.

Для этого кривую поездного тока разбивают на отрезки, в пределах которых ток изменяется не более чем на 40 – 60 А, после чего среднее значение поездного тока и среднее значение его квадрата находят по формулам:

, где - среднее значение тока за рассматриваемый промежуток времени ;

t – время хода поезда по фидерной зоне.

1). Среднее значение поездного тока фидера № 2.

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 47,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 3 мин.                  I₁ = 0 A.;         I₂ = 19 A.

T₂ = 2 мин.                 I₁ = 19 A.;       I₂ = 19 A.

T₃ = 5 мин.                 I₁ = 19 A.;       I₂ = 58 A.

T₄ = 5,5 мин.              I₁ = 58 A.;       I₂ = 97 A.

T₅ = 5.5 мин.              I₁ = 97 A.;       I₂ = 65 A.

T₆ = 5.5 мин.              I₁ = 65 A.;       I₂ = 0 A.

T₇ = 5 мин.                 I₁ = 86 A.;       I₂ = 123 A.

T₈ = 10,5 мин.            I₁ = 123 A.;     I₂ = 180 A.

T₉ = 1,5 мин.             I₁ = 180 A.;      I₂ = 147 A.

T₁₀ = 5 мин.              I₁ = 147 A.;      I₂ = 160 A.

= 93 А.

2). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 2.

           

= 6010 А².

Зная средние и эффективные значения поездного тока, отнесенного к фидеру, находят средние и эффективные токи фидера от всех нагрузок.

3). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

, где       Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

4). Средний ток фидера № 2 от всех нагрузок:

, где       N – число пар поездов в сутки, N = 95;

N₀ – пропускная способность, пар поездов в сутки.

, где       Т_пер = 1440 – количество часов в сутках.

180

 А.

5). Эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок:

92837,23 А².

Эквивалентный эффектный ток фазы вызывает при симметричной нагрузке те же потери, что и действительные несимметричные нагрузки. Такой эквивалентный ток находят не только для условий нормального графика движения, но и для периода восстановления нормального движения после окна при

тогда средний ток фидера № 2 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 2 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок

6). Среднее значение поездного тока фидера № 1.

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 41,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 2   мин.                I₁ =   280 A.;   I₂ =  246 A.

T₂ =  2,5 мин.             I₁ =   246 A.;   I₂ =  214 A.

T₃ = 5,5 мин.              I₁ =   214 A.;   I₂ =  180 A.

T₄ =  5 мин.                I₁ =   180 A.;   I₂ =  147 A.

T₅ =  2,5 мин.             I₁ =   147 A.;   I₂ =  134 A.

T₆ = 10 мин.               I₁ =   134 A.;   I₂ =  93 A.

T₇ = 3 мин.                 I₁ =   93 A.;     I₂ =  60 A.

T₈ = 5,5 мин.              I₁ =  60 A.;      I₂ =  0  A.

T₉ = 5,5 мин.              I₁ =  26 A.;      I₂ =  0  A.

= 119 А.

7). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 1.

           

= 19663,4 А².

8). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

, где       Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

9). Средний ток фидера № 1 от всех нагрузок:

,

 А.

10). Эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок:

 А².

В период  восстановления нормального движения после окна

тогда  средний ток фидера №1 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда  средний ток фидера №1 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок

11). Среднее значение поездного тока фидера № 4.

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 60,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 6   мин.                I₁ =   160 A.;   I₂ =  147 A.

T₂ =  5,5 мин.             I₁ =   147 A.;   I₂ =  0 A.

T₃ = 5,5 мин.              I₁ =   80 A.;     I₂ =  130 A.

T₄ =  10 мин.              I₁ =   130 A.;   I₂ =  106 A.

T₅ =  4,5 мин.             I₁ =   106 A.;   I₂ =  125 A.

T₆ = 11 мин.               I₁ =   125 A.;   I₂ =  80 A.

T₇ = 2 мин.                 I₁ =   80 A.;     I₂ =  45 A.

T₈ = 12 мин.               I₁ =  45 A.;      I₂ =  13  A.

T₉ = 1,5 мин.              I₁ =  13 A.;      I₂ =  13  A.

T₁₀ = 2,5 мин.             I₁ =  13 A.;      I₂ =  0  A.

= 84 А.

12). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 4.

= 9037 А².

13). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

, где       Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

14). Средний ток фидера № 4 от всех нагрузок:

,

 А.

15). Эффективный ток фидера № 4 от всех нагрузок:

 А².

В период восстановления нормального движения после окна

тогда средний ток фидера № 4 от всех нагрузок

эффективный ток фидера №4 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 4 от всех нагрузок

эффективный ток фидера №4 от всех нагрузок

16). Среднее значение поездного тока фидера № 3.

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 56,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 14   мин.              I₁ =   0 A.;       I₂ = 53 A.

T₂ = 4 мин.                 I₁ =  0 A.;        I₂ =  53 A.

T₃ = 3 мин.                 I₁ = 53 A.;       I₂ = 46 A.

T₄ = 10,5 мин.            I₁ = 46 A.;       I₂ = 67 A.

T₅ = 2 мин.                 I₁ = 67 A.;       I₂ = 111 A.

T₆ = 7,5 мин.              I₁ = 111 A.;     I₂ = 132 A.

T₇ = 1 мин.                 I₁ = 132 A.;     I₂ = 173 A.

T₈ = 1 мин.                 I₁ = 173 A.;     I₂ = 220 A.

T₉ = 6,5 мин.              I₁ = 220 A.;     I₂ = 247A.

T₁₀ = 7 мин.               I₁ = 247 A.;     I₂ = 280 A.

= 108 А.

17). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 3.

= 19482,4 А².

18). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

, где       Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

19). Средний ток фидера № 3 от всех нагрузок:

,

 А.

20). Эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок:

 А².

В период восстановления нормального движения после окна

тогда средний ток фидера № 3 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 3 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок

Для расчета потерь энергии необходимо определить средние значения неразложенных поездных токов для фидерной зоны двустороннего питания между подстанциями №2 и №3.

21). Среднее значение поездного тока четного пути:

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 60,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 6   мин.                I₁ = 160 A.;     I₂ = 160 A.

T₂ = 5,5 мин.              I₁ = 160 A.;     I₂ = 0 A.

T₃ = 3 мин.                 I₁ = 93 A.;       I₂ =1 40 A.

T₄ = 2,5 мин.              I₁ = 140 A.;     I₂ = 180 A.

T₅ = 10 мин.               I₁ = 180 A.;     I₂ = 180 A.

T₆ = 4,5 мин.              I₁ = 180 A.;     I₂ = 240 A.

T₇ = 11 мин.               I₁ = 240 A.;     I₂ = 240 A.

T₈ = 1 мин.                 I₁ = 240 A.;     I₂ = 200 A.

T₉ = 1 мин.                 I₁ = 200 A.;     I₂ = 160A.

T₁₀ = 12 мин.             I₁ = 160 A.;     I₂ = 160 A.

T₁₁ = 1 мин.               I₁ = 160 A.;     I₂ = 200 A.

T₁₂ = 0,5 мин.             I₁ = 200 A.;     I₂ = 240 A.

T₁₃ = 2,5 мин.             I₁ = 240 A.;     I₂ = 240 A.

= 177 А.

22). Среднее значение поездного тока нечетного пути:

, где      t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения  поездов), t = 56,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t₁ = 6,5   мин.             I₁ = 280 A.;     I₂ = 234 A.

T₂ = 7,5 мин.              I₁ = 234 A.;     I₂ = 180 A.

T₃ = 4 мин.                 I₁ = 0 A.;         I₂ =160 A.

T₄ = 3 мин.                 I₁ = 160 A.;     I₂ = 120 A.

T₅ = 10,5 мин.            I₁ = 120 A.;     I₂ = 120 A.

T₆ = 2 мин.                 I₁ = 120 A.;     I₂ = 166 A.

T₇ = 7,5 мин.              I₁ = 166 A.;     I₂ = 166 A.

T₈ = 1 мин.                 I₁ = 166 A.;     I₂ = 227 A.

T₉ = 1 мин.                 I₁ = 227 A.;     I₂ = 280A.

T₁₀ = 13,5 мин.          I₁ = 280 A.;     I₂ = 280 A.

= 194 А.

После определения средних нагрузок фидеров подстанции по разложенной