Определение экономического сечения проводов контактной сети, выбор типа подвески и сечения питающих и отсасывающих линий

1.  Определение экономического сечения проводов контактной сети, выбор типа подвески и сечения питающих и отсасывающих линий

1.1    Выбор сечения контактной сети. Проверка проводов контактной сети по нагреванию

Суточный расход электроэнергии на движение всех поездов по фидерной зоне по формуле:

Wт = W_{т пас} + W_{т гр} = w_гр·(Р_гр + Q_гр)·N_гр·L_т·10^-3 + w_пас·(Р_пас + Q_пас)·N_пас·L_т·10^-3;      (1)

где  Lт – длина фидерной зоны, Lт = 7,8 км;

Р_гр – заданный вес локомотива грузового ВЛ80, Р_гр = 120 т;

Р_пас – заданный вес локомотива пассажирского ЧС4, Р_пас = 112 т

Q_гр – вес грузового поезда ВЛ80, Q_гр=5200 т;

Q_пас – вес пассажирского поезда ЧС4, Q_пас=2900 т;

N_гр – число пар грузовых поездов в сутки, N_гр = 6,2шт;

N_пас – число пар пассажирских поездов в сутки, N_пас = 10 шт;

w_гр – удельный расход электроэнергии на тягу грузовых поездов, w_гр=3 Вт ·    ч/т · км брутто; 

w_пас – удельный расход электроэнергии на тягу пассажирских поездов,    w_пас=12,2Вт ·   ч/т · км брутто.

Wт = 3·5200·12·6,2·10^-3 +12,2·2280·10·7,8·10^-3= 3,33кВт ·ч

Суммарное время (Σt) хода всех поездов по фидерной зоне Lт, ч, определяется по формуле:

Σt =  · Nгр +  · Nпас;                                      (2)

Σt =   = 4,22 ч;

где v_{гр тех} – техническая скорость движения грузовых поездов, v_{гр тех} = 40 км/ч; 

v_{пас тех}–техническая скорость движения пассажирских поездов, v_{пас тех}=41,3км/ч;

Nпас – число пассажирских поездов по каждому пути в сутки, Nпас=10 шт;

Nгр – число грузовых поездов в сутки по каждому пути в сутки,

Nгр = 12,2шт;

Суммарное время хода поездов под током:

   Σtт =  =  =4,64 ч;                                                              (3)

где αт – отношение полного времени хода поезда к времени хода поезда под током, αт=1,1;

Потери энергии в контактной сети для однопутных или многопутных участков при полном параллельном соединении путей (три соединения в равноудалённых точках фидерной зоны), кВт · ч, по формуле:

при двустороннем питании:

△Wт = [ + 0,455 ];                                   (4)

где U -  среднее расчётное напряжение в контактной сети для переменного тока, определяется по формуле  U = U_ном · k_d = 25 · 0,97 = 24,25 кВ;

k_d - коэффициент, учитывающий переход от среднего значения выпрямленного тока к действующему значению переменного тока, k_d = 0,97;

r – сопротивление 1 км проводов контактной подвески ПБСМ-70+МФ-95, r = 0,243Ом/км;

Lт – длина фидерной зоны, км;  Lт=7,8км;

Wт – расход электроэнергии за время Т = 24 ч на участке Lт, кВт · ч;

Σt – суммарное время движения поездов по фидерной зоне Lт, ч;

Σtт – суммарное время движения поездов под током по фидерной зоне Lт, ч;

△Wт = [] = 13,33 кВт · ч;         (5)

Годовые потери электроэнергии в проводах контактной сети для переменного тока определяются по формуле:

△Wгод = 435 · △Wт =435 ·13,33 = 5799  кВт · ч;                               (6)

Потери электроэнергии за год в проводах фидерной зоны Lт при их  сопротивлении 1 Ом, отнесённые к 1 км, кВт · ч/Ом, определяются по формуле:

В0 =  = кВт · ч;                                  (7)

где r - сопротивление 1 км проводов контактной сети, Ом/км;

r=0,0773Ом/км;

Площадь сечения проводов в медном эквиваленте при сроке окупаемости 10 лет, мм²,

Sэм min = 0,32 = 0,32·= 20,76 мм²;                              (8)

По рассчитанному экономическому сечению контактной подвески выбираем [таблица 2, приложение 2] ближайшую площадь сечения проводов контактной подвески ПБСА-70+2МФ-95+А-185:

Sуа = 1,59·(Sэм min – Sп) = 1,59·(70-20,76) = 78,3 мм²;                    (9)

Проверка проводов контактной сети по нагреванию.

Эта проверка проводится сопоставлением максимальных эффективных токов подвески I20эф max (А) с длительно допустимыми токами Iдоп для принятого сечения контактной сети (таблица 1, приложение):

Iдоп>I20эф max;

Максимальный эффективный ток контактной подвески в близи тяговой подстанции при раздельном питании путей и максимальных размерах движения за период 20 мин (ток нагрева):

I20эфmax = I_эф ·k₂₀ = 106408,35·1,1 = 117049,14 А;

где k20 – коэффициент1576,6 превышения наибольшей 20-минутной нагрузки над часовой, определяется по кривой.

Квадрат эффективного тока фидера, А², при двустороннем питании:

I²эф = · ;                                        (10)

где Wт, U, Т, Σt, Σtт,  определяются по формулам (1) - (6).

I²эф = А²;

Если по условиям нагрева эти провода не проходят, то требуется