Выборочные ответы на экзаменационные билеты № 1-22 по дисциплине "Электрификация и электроснабжение железных дорог" (Методы расчета системы электроснабжения по графику движения. Организация монтажных и пусконаладочных работ на тяговых подстанциях), страница 3

На провод,  свободно подвешенный или  входящий в какую-нибудь сложную систему, действуют нагрузки, которые делят на вертикальные и горизонтальные. К вертикальным относят нагрузки от силы тяжести провода, различных зажимов на нем, гололедных образований. Воздействие ветра на провод обычно является горизонтальной нагрузкой. Натяжение провода при определенной температуре обусловлено совместным действием вертикальной и горизонтальной нагрузок. Для расчетов определяют равнодействующую нагрузку, называемую результирующей,  равную геометрической сумме этих составляющих.

Нагрузки подразделяют на постоянные, временные и особые. К постоянным относят силу тяжести всех элементов и усилия в устройствах, вызываемые натяжение провода. К временным относят гололедные и снежные образования, давление ветра и нагрузки, которые появляются при изменениях натяжений проводов, а также силу тяжести электромонтера с инструментом и нагрузки, возникающие при монтаже конструкций. Особые нагрузки создаются при обрыве проводов.

При составлении норм, а также при проектировании в случае их отсутствия, встает вопрос выбора нагрузок и их сочетания. В расчет принимаются только нагрузки, называемые нормативными, и те их сочетания, которые повторяются не реже чем через определенное количество лет.

Значение и повторяемость нагрузки, принимаемые при расчете, зависят также от  метода расчета. Метод допустимых натяжений. В основу этого метода положено предположение, что при действии на рассматриваемую конструкцию сил, принимаемых в расчет, напряжение в ее элементах не превышает допустимое.  Допустимое напряжение определяется как частное от деления предельного натяжения на выбранный коэффициент запаса прочности. В качестве предельного принимается временное сопротивление разрыву.

Метод расчета по предельным состояниям, суть которого заключается в том, что расчет ведется не по эксплуатационному, а по предельному состоянию, при достижении которого уже невозможна эксплуатация сооружения.

Особенность этого метода – введение вместо одного общего коэффициента нескольких коэффициентов запаса для учета перегрузки, неоднородности материала и условий работы сооружения.

2. Выбор сечения проводов контактной сети.

Количество потерь энергии непосредственно зависит от площади поперечного сечения и материала проводов, а при переменном токе и от их взаимного расположения. С увеличением сечения проводов уменьшаются потери энергии, но увеличиваются капитальные затраты на сеть. Необходимо определить оптимальное сечение проводов, при котором приведенные ежегодные затраты будут наименьшими.

Определение экономичного сечения проводов, которое будет обеспечивать экономичную передачу энергии движущимся поездам по проводам контактной сети.

Часть проводов контактной сети – несущий трос и один или два контактных провода выбирают заранее по техническим соображениям (тип электровоза, масса составов и т.п.). эта часть остается постоянной при всех вариантах сечения.

Приведенные ежегодные расходы:

Спр = Ккс(1/Тн  + aк) + са(rм/Sм0,

Где Ккс – капиталовложения на 1км  контактной сети        Тн  - нормативный срок окупаемости

aк – амортизационные отчисления         са – стоимость электроэнергии

rм – удельное сопротивление медных проводов

Sм – суммарное сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте

        В0 – величина, равная потерям энергии за год в проводах данной фидерной зоны при сопротивлении их 1 Ом.

Если допустить, что сечение проводов может изменяться непрерывно, то оптимальным значением его, соответствующим минимуму приведенных годовых затрат, будет корень уравнения dСпр/dSv=0. взяв производную по Sм от правой части выражения (*), приравняв ее нулю и решив полученное уравнение, найдем экономичное сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте.

Выбранное экономичное сечение проводов проверяется на нагревание по среднеквадратичному (эффективному) току.

3. Заземляющие устройства тяговых подстанций