Расчёт системы электроснабжения по методу равномерных сечений, страница 2

3.3.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 за время потребления тока:

.

Средняя потеря мощности:

.

Результаты расчетов представлены в таблице 3.1.

По получнным мгновенным значениям тока, потерь напряжения и мощности на рис.3.2 построены графики их изменения.

     На рис. 3.3 построен график изменения тока тяговой подстанции Б с учётом консольного участка (i_Б=i_Б1+i_Б3).

Номер схемы	Токи электровозов и расстояния до тяговых подстанций						Токи подстанций					Потери напряжения до поездов			Потеря мощности
	i3, А	l3, км	i5, А	l5, км	i7, А	l7, км	iA1, А	iA12, А2	iБ3, А		iБ32, А2	Δu3, В	Δu5, В	Δu7, В	Δp, кВт
1	0	0	680	9,6	500	18,8	542,9	294849	637,1		455896,4	0	217	174	235
2	680	2	680	11,2	500	20,8	1085	1177225	775		600625	57	212	136	251
3	680	3,6	680	13,2	500	22,4	955	912025	905		819025	143	253	98	318
4	680	5,6	560	15,2	500	24,4	759	576081	981		962361	177	209	25	250
5	680	7,6	500	16,4	-	-	345	119025	535		286225	204	192	-	235
Средние значения							737	980858,4		767	624826,5	150			258
Средние квадратичные значения							-	785		-	790	-			-

                                                                                   Таблица 3.1

4. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ И ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

4.1.Расчёт мощности тяговых подстанций

Мощность тяговой подстанции, необходимая для движения поездов по заданному графику, определяется через напряжение тяговой подстанции и средний квадратичный ток подстанции:

   Р_А1=U_А1*I_А.Э.=3300*990=3267000Вт=3267кВт

Р_Б=U_Б*I_Б.Э.=U_Б* .

Р_Б==3300*

  = *3300 = 3300 *1054 == 3479038Вт  = 3479кВт.

Напряжение тяговых подстанций принимают равным 3300В.

Мощность, потребляемая поездами, будет отличаться на величину потерь в тяговой сети:

               Р_Э = (Р_А1+Р_Б)-(ΔР_т.с1+ΔР_т.с2) =

=(3267+3479)-(258+100,6) = 6387 кВт.

Коэффициент полезного действия тяговой сети:

     מ  = Р_Э /(Р_А1+Р_Б)*100% = 6387/(3267+3479)*100% = 94%.

4.2.Проверка сечения контактной сети

Проверка сечения контактной сети производится по двум показателям:

а) по допустимому току, когда эффективный ток фидера сопоставляется с допустимым значением на подвеску по условию нагревания:

               I_Ф.Э. ≤ I_доп

Для подвески М-120+2МФ-100+2A-185 значение I_доп=3140 А.

б) по уровню напряжения на токоприёмнике за время движения под током из условия:

                    U_п.ср = (U_п.ср-ΔU_п.ср) ≥ U_п.мин

Согласно ПТЭ значение U_п.мин =2700В, а в исключительных случаях U_п.мин=2400В.

Проверка сечения контактной сети для участка с односторонним питанием:

а) по допустимому току:

               I_Ф.Э.=668А ≤ I_доп=3140А.

б) по уровню напряжения на токоприёмнике:

               U_п.ср = (U_тп -ΔU_п.ср) ≥ U_п.мин

               U_п.ср = 3300 – 146,5 =3153,5В > 2700В.

Проверка сечения контактной сети для участка с двухсторонним питанием:

а) по допустимому току:

               I_Ф.Э.=785А ≤ I_доп=3140А.

б) по уровню напряжения на токоприёмнике:

               U_п.ср = (U_тп -ΔU_п.ср) ≥ U_п.мин

               U_п.ср = 3300 – 150 = 3150В > 2700В.

Сравним полученное среднее напряжение на токоприёмнике с величиной напряжения U_э=3000В, принимаемой в тяговых расчётах. Техническая скорость движения поездов равняется:

                    V₁ = V*U_п.ср/U_э

а) для участка с односторонним питанием:

V₁ = V*U_п.ср/U_э = 56*3153,5/3000 =59 км/ч.

б) для участка с двухсторонним питанием:

V₁ = V*U_п.ср/U_э = 56*3150/3000 =59 км/ч.

Выводы по пункту представлены в заключении.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ

Стоимость потерь электрической энергии С рассчитывается за год.

               С = С_Э*ΔW , где:

С_Э = 0,37 руб/кВт*ч – стоимость электрической энергии;

ΔW – потери электрической энергии.

               ΔW = ΔР_т.ср*8760

8760 – число часов в году.

          ΔР_т.ср = ΔР_т.ср1+ΔР_т.ср2

ΔР_т.ср = ΔР_т.ср1+ΔР_т.ср2 = 258+100,6=358,6 кВт

ΔW = ΔР_т.ср*8760 = 358,6*8760 = 3141336 кВт

Тогда стоимость потерь электрической энергии составляет:

С = С_Э*ΔW = 3141336*0,37 = 1млн 162тыс 294руб 32коп.

6. РАСЧЁТ МАКСИМАЛЬНЫХ ТОКОВ ФИДЕРОВ И МИНИМАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ТОКОПРИЁМНИКЕ

Быстродействующие выключатели фидеров тяговых подстанций настраивают так, чтобы они автоматически отключались при токах I_уст, на 100-150А больших I_ф.макс.

Выберем уставки из условия срабатывания и приведём их в таблице 3.

Таблица 3

Результаты выбора уставок быстродействующих выключателей

Фидерный выключатель	Значения токов, А
	Iф.макс	Iуст
А1	1085	1200
Б1	1175	1300
Б3	981	1100

Минимальное напряжение на токоприёмнике соответствует наибольшему значению потери напряжения, определяемому из таблиц 1 и 2.

                    U_мин = 3300-ΔU_п.наиб

а) для участка с односторонним питанием:

U_мин = 3300-ΔU_п.наиб = 3300-301 = 3047 В.

б) для участка с двухсторонним питанием:

U_мин = 3300-ΔU_п.наиб = 3300-253 =2989 В.

Минимальное напряжение на токоприёмнике для участка с двухсторонним питанием составляет 3181В, что допустимо в исключительных случаях (либо на испытательный срок).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В первой главе рассчитаны параметры тяговой сети, построен график движения поездов и кривая потребляемого тока. Затем проведены расчёты участков с односторонним и двухсторонним питанием, которые включают в себя построение, расчёт мгновенных схем, срених значений тока, потерь напряжения и мощности.

    Указанные выше действия необходимы для рсчёта мощности тяговых подстанций и проверки сечения контактной сети. Расчёт проведён отдельно для участков с односторонним и двухсторонним питанием.

Проверка сечения контактной сети по допустимому току контактной подвески показала, что выбранная подвеска М120+2МФ100-2A185 подходит для эксплуатации на всём расчётном участке.

Проверка сечения контактной сети по уровню напряжения на токоприёмнике показала, что напряжение на всём расчётном участке удовлетворяет правилам технической эксплуатации железных дорог РФ.

Из сказанного выше делаем заключение, что выбранная подвеска удовлетворяем всем техническим условиям и в замене не нуждается.

В работе также определена стоимость потерь электрической энергии в сети, рассчитаны токи уставок быстродействующих выключателей тяговых подстанций и минимальные напряжения на токоприёмнике.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электрические железные дороги: Учебник для ВУЗов ж.-д. трансп./Под ред. А.В. Плакса и В.Н. Пупынина. – М.: Транспорт, 1993. – 280с.
2. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. I/Под ред. К.Г. Марквардта. – М.: Транспорт, 1981. – 392с.
3. Методы расчёта систем тягового электроснабжения железных дорог: Учебное пособие/А.Т. Бурков, В.Н. Варенцов, С.Е. Кузин, Э.П. Селедцов, В.Г. Каратаев. – Л.:ЛИИЖТ, 1965.–74с.

Методические указания к выполнению курсовой работы.