Расчёт системы электроснабжения по методу равномерных сечений

                                                                                                                                                           МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Электроснабжение железных дорог»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Расчёт системы электроснабжения

Выполнил: студент  ________    А.А. Милаев

Группа ЭТ-102                

Руководитель                   доц.Ю.П. Васильев

Нормоконтроль                  доц. Ю.П.Васильев

Санкт - Петербург

2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.  ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ, КРИВОЙ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВОЙ СЕТИ.

1.2 ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ.

1.2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВОЙ СЕТИ.

2.  РАСЧЕТ УЧАСТКА ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

2.1 ПОСТРОЕНИЕ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ДЛЯ УЧАСТКА С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

2.2 РАСЧЕТ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ДЛЯ УЧАСТКА С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

2.3 РАСЧЕТ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ ТОКА И ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ.

3.  РАСЧЕТ УЧАСТКА С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

3.1 ПОСТРОЕНИЕ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ДЛЯ УЧАСТКА С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

3.2 РАСЧЕТ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ДЛЯ УЧАСТКА С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ.

3.3 РАСЧЕТ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ ТОКА И ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ.

4.  РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ И ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ.

4.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ.

4.2 ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ.

6. РАСЧЁТ МАКСИМАЛЬНЫХ ТОКОВ ФИДЕРОВ И МИНИМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА      ТОКОПРИЁМНИКЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.

ВВЕДЕНИЕ

Электрификация железных дорог занимает важное место в развитии железнодорожного транспорта и экономики страны.

Для электрификации конкретного участка необходимо учитывать режим загрузки тяговой подстанции. Режим загрузки тяговой подстанции в свою очередь определяется режимом потребления тока подвижным составом.

На режим тяговой нагрузки влияют различные факторы, такие как:

ü Перемещение;

ü Профиль пути;

ü Схема питания контактной сети;

ü Количество поездов;

ü Тип подвижного состава;

ü Атмосферные условия;

ü График движения поездов.

В курсовой работе представим расчёт системы электроснабжения по методу равномерных сечений. Метод основан на использовании графика движения поездов и кривой потребляемого тока, полученной по расчетным или опытным данным.

1. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ, КРИВОЙ ПОТРЕБЛЯЕМОГО ТОКА И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВОЙ СЕТИ

1.1.Построение графика движения поездов

Время движения поезда по заданному участку определяется по формуле:

,

где S – длина заданного участка, км

V – заданная техническая скорость движения поезда, км/ч

.

График движения поездов представлен на рис. 1.

1.2.Расчет параметров тяговой сети

Сопротивление одного километра тяговой сети находится по формуле:

,

где r_эр – эквивалентное сопротивление всех рельсов, Ом/км;

    r_эп – эквивалентное сопротивление всех проводов контактной подвески, Ом/км.

,

где - удельное сопротивление меди (18,2…18,6 Ом*мм²/км);

    S_M – сечение всех медных проводов, мм^2;

    S_A – сечение усиливающих алюминиевых проводов, мм^2;

    S_ПБСМ – сечение биметаллических несущих тросов, мм².

,

где N – число ниток рельсов, равное 4 для двухпутного участка;

    m_p – масса одного погонного метра рельса, кг.

.

.       

 .

2. РАСЧЕТ УЧАСТКА С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

2.1.Построение мгновенных схем для участка с односторонним питанием

Определяем число поездов, одновременно находящихся на участке:

.

Общее количество различных мгновенных схем находится по формуле:

.

Мгновенные схемы представлены на рис. 2.1.

2.2.Расчет мгновенных схем для участка с односторонним питанием

Ток фидера рассчитывается по формуле:

.

Для расчета потерь напряжения используются формулы:

Потери мощности определяем по формуле:

Расчёт для мгновенной схемы в сечении 0:

Определим ток фидера для первой мгновенной схемы:

.

Для первой схемы падения напряжения составят:

.

Потери мощности для первой мгновенной схемы:

.

Расчёт для мгновенной схемы в сечении 1:

 = 500 А.

= 500*5*0,0417 = 104 В.

= *5*0,0417 = 51125 Вт = 52 кВт.

Расчёт для мгновенной схемы в сечении 2:

 = 500 А.

= 500*7*0,0417 = 146 А.

= *7*0,0417 = 72975 Вт = 73 кВт.

Расчёт для мгновенной схемы в сечении 3:

 = 550 А.

= 550*9*0,0417 = 206 В.

=*9*0,0417 = 113528 Вт = 114 кВт.

Расчёт для мгновенной схемы в сечении 4:

 = 500 + 675 =1175.

= 1175 *1,2 *0,0417 = 59 B.

= 59 + (1175-500)(11-1,2) * 0,0417 = 301 В.

= 500*59+675*301 = 232675 Вт = 233 кВт

Результаты расчетов для всех 5 схем представим в виде таблицы.

Таблица 2.1.

Результаты расчета мгновенных схем для участка с односторонним питанием .     

Номер схемы	Токи электровозов и расстояния до тяговых подстанций				Токи фидера		Потери напряжения до поездов			, кВт
	,А	,А	,км	,км	,А	, А2
1	500	-	3	-	500	250000	63	-	-	31
2	500	-	5	-	500	250000	104	-	-	52
3	500	-	7	-	500	250000	146	-	-	73
4	550	-	9	-	550	302500	206	-	-	114
5	500	675	1.2	10.8	1175	1380625	59	301	-	233
Средние значения					645	486625	146.5			100.6
Средние квадратичные значения					668		-

2.3.Расчёт срених значений тока и потерь напряжения и мощности

Средний ток фидера:

, где m – число мгновенных схем.

.

Средний квадратичный ток фидера:

.

Коэффициент эффективности тока фидера:

Средняя потеря напряжения до поезда:

, где    m₁ – число сечений, в которых рассматриваемый поезд создаёт падение напряжения.

.

Средняя потеря мощности:

.

Результаты расчетов представлены в таблице 2.1.

По получнным значениям на рис.2.2 построены графики изменения основных величин.

3. РАСЧЕТ УЧАСТКА С ДВУХСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

3.1.Построение мгновенных схем для участка с двухсторонним питанием

Определяем число поездов, одновременно находящихся на участке:

.

Построения проведены так же как с участком одностороннего питания.

Мгновенные схемы представлены на рис. 3.1.

3.2.Расчет мгновенных схем для участка с двухсторонним питанием

Все расчеты приведены для первой мгновенной схемы:

Токи поездов в данном случае распределяются обратно пропорционально расстояниям до тяговых подстанций:

Потери напряжения до поезда определяются токами тяговой сети:

             

Потери мощности определяем по формуле:

               Расчеты для первой мгновенной схемы:

                 

.

 .

 .

.

 .

174+(637,1-500)*(15,4-6,2)*0,0417=217B.

  .

Расчеты для второй мгновенной схемы:

 А.

 .

1085*2*0,0417=57 В.

=57+ (1085-680)(11,2-2) *0,0417  = 212 В.

775*4,2 * 0,0417 = 136 B.

=136+ (775-500)(13,8-4,2) *0,0417  = 212 В.

680*57+680*212+500*136 =250920 B = 251кВт.

Расчеты для третьей мгновенной схемы: 

 А.

 А.

955*3,6*0,0417=143 B.

=143+(955-680)(13,2-3,6) * 0,0417 = 253 В.

905*2,6*0,0417=98 В.

=98+ (905-500)(11,8-2,6) *0,0417  = 253В.

680*143+680*253+500*98 = 318280 B = 318 кВт.

Расчеты для четвёртой мгновенной схемы:

 .

 .

 759*5,6*0,0417=177  В.

= 177+(759-680)*(15,2-5,6)*0,0417=  209 В.

 981*0,6*0,0417=25В.

=25+ (981-500)(9,8-0,6) *0,0417  = 209 В.

680*177+560*209+500*25=249900 B=250 кВт.

Расчеты для пятой мгновенной схемы:

 А.

 А.

  645*7,6*0,0417=204В.

=535*8,6*0,0417=192 В.

=192+ (535-500)(17,4-8,6) *0,0417  = 204 В.

 680*204+500*192=234720 B=235кВт.

Результаты расчетов для всех 5 схем представим в таблице 3.1.