Расчёт сопротивления движению поезда, расхода и стоимости электрической энергии на движение поезда, страница 3

Вычисляемые величины	Значения величины при скоростях движения, км / ч
	20	40	52	60	80	100
Iэ       , кА	0.28	0.62	0.85	1.03	1.55	2.20
Iэ, м    , кА	0.44	0.95	1.28	1.53	2.21	3.03

6.2.  Полный расход энергии электровозом, Вт × с,

W_э = (1,15 / h_э ) ( G + Q ) (w₀ + i _э) S _,

w₀ = W_о / ( G + Q )      ,

w₀ =  57004.3 / ( 1903.14 + 26626.79) = 1.99 Н / кН   ,

W_э = (1,15 / 0,9 ) ( 1903.14 + 26626.79 ) × (1.99 + 3,59) 12000 = 679033.47 Вт × ч .

6.3.  Удельный расход электроэнергии, Вт × ч / т × км,

                          W_э                                       W_э

w_э =                                           =                                              ,

           ((G + Q) / q ) ×S ×10 ^–3               (m _э + m _в) ×S ×10 ^–3

 

                    679033.47

w_э =                                                = 19.97 Вт × ч / ткм .

       ( 194 + 2714.25 ) × 12000 ×10 ^–3

7.  РАСЧЁТ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ, СТОИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Расчёт производится для поезда движущегося с заданной скоростью и при заданном использовании грузоподъёмности вагонов, т.е. принимается равномерное движение поезда со скоростью V и постоянном токе электровоза

i _э , который находится для заданного значения V.

7.1. Сопротивление тяговой сети постоянного тока, Ом / км,

r_о =  r_эп + r _эр

где  r_эп  – эквивалентное сопротивление проводов контактной подвески;

        r _эр – эквивалентное сопротивление рельсов;

r_эп = r_м × 10 ^{– 9} / S_м + S_а / 1,7 + S_пбсм / 3     ,

r _эр = 2 / N_Р × m_р       ,

где     r_м   – удельное сопротивление меди,  равное 18,6 × 10 ^–3 Ом × м;

           S_м  – сечение медных проводов подвески , мм ²

            S_а  – сечение алюминиевых проводов подвески , мм ²

        S_пбсм – сечение сталемедных проводов подвески , мм ²

           N_Р – число ниток рельсов, для однопутного участка , N_Р = 2;

           m_р – масса рельса длиной 1 м, кг .

r_эп = 18,6  × 10 ^{– 9} × 10 ⁹  / ( 95 + 100 + 100 + 185/ 1,7 ) = 0,06 Ом / км     ,

r _эр = 2 / 2 × 43 = 0,02 Ом / км    ,

r_о =  0,06  + 0,02 = 0.08 Ом / км .

7.2.  Мгновенные потери напряжения до поезда DU _п зависят от потребляемого тока, положения электровоза и схемы питания тяговой сети.

При  схеме двустороннего питания

DU _п = I_{п, ср} × r_о  ( х –  х² / L )     ,

где I _{п, ср} = I _э – средний ток поезда;

                    х – расстояние от поезда до тяговой подстанции А ;

              L= S – длина рассматриваемого участка.

DU _п = 0,85 × 0,08 ( 0 –  0² / 12000 ) = 0    ,

Необходимо вычислить DU _п и напряжение на поезде U _п для значений х = 0,    L / 4, L / 3, L / 2, 2 / 3L , 3 / 4L , L, представить их в табл. 5 и построить графики изменения их при заданном напряжении на тяговой подстанции для заданной схемы питания (рис. 5).

Таблица 5

Мгновенные значения потерь напряжения до поезда, напряжений на поезде и потерь мощности в тяговой сети

Вычисляемые величины	Значения величины при расстояниях, км
	0	L / 4	L / 3	L / 2	2 / 3L	3 / 4L	L
DU п , В	0	153	181.3	204	181.3	153	0
U п , В	3300	3147	3118.7	3096	3118.7	3147	3300
Dр п , Вт	0	130.05	154.13	173.4	154.13	130.05	0

7.3.  Средняя потеря напряжения до поезда DU _{п , ср} также зависит от схемы питания и тока поезда.

Для двустороннего питания

DU _{п , ср} = I_{п, ср} × r_о  × L / 6      ,

DU _{п , ср} = 0,85 × 0,08  × 12000 / 6 =136   В .

Изменение потерь напряжения до поезда

Напряжение на поезде

 7.4.     Мгновенные потери мощности в тяговой сети для двустороннего питания

Dр =  I²_{п, ср} × r_о  × ( х – х² / L )    ,

Dр =  0,85 ² × 0,08 × ( 0 –  0² / 12000 ) = 0  Вт.

Значения DU _п , U _п , Dр вносим в табл. 5 и строим зависимость  Dр (х) для заданной схемы питания аналогично построению DU _п (х) и U _п (х) при тех же значениях х.

7.5.     Средние потери мощности двустороннем питании

DР _ср = I²_{п, ср} × r_о  × L / 6     ,

DР _ср = 0,85 ² × 0,08 × 12000 / 6 = 115.6 Вт .

7.6.     Расход энергии на компенсацию потерь мощности за время движения по              

           участку длинной S .

DW = DР _ср× (S / V )     ,

DW = 115.6 × (12 / 52 ) = 26.68 Вт × ч .

7.7.  Полный расход энергии на движение поезда с учетом потерь энергии в тяговой сети

W_тп = W_э + DW

W_тп = ( 679033.47 + 26.68 ) / 1000 = 679.06 кВт × ч .

7.8.  Стоимость электрической энергии, потребляемой поездом при движении по участку,

С_э = с_э × W_тп   ,

где с_э – цена 1 кВт × ч , руб.; с_э  = 0,277 р.

С_э = 0,277 × 679.06 = 188.09 кВт × ч × р .

Потери мощности в тяговой сети

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.  Методические указания к выполнению курсовой работы № 1 по курсу

“ Электрические железные дороги ” “ Расчет сопротивления движению поезда, расхода и стоимости электрической энергии на движение поезда  ”