Расчёт системы электроснабжения электрической железной дороги (стр. 3 из 7)
| путь | Iсp, А | Iэ², А² | Iэ, А | Kэ | I | Kv | tхода | tпотр. |
| чет. | 215,8 | 50822,4 | 225,4 | 1,04 | 65,21 | 0,30 | 48,65 | 47,15 |
| нечет. | 204,4 | 42708,8 | 206,7 | 1,01 | 30,49 | 0,15 | 45,30 | 45,30 |
1.2 Определение средних токов фидеров контактной сети для расчетных режимов расчетной тяговой подстанции
Исходными данными для расчёта нагрузок фидеров и подстанций, а также для расчёта потерь мощности и проверки контактной сети по уровню напряжения, являются средние и эффективные значения поездного тока фидеров. Зная средние и эффективные значения поездного тока, отнесенного к фидеру, можно найти средние и эффективные токи фидера от всех нагрузок. Для этого воспользуемся формулами, которые справедливы для однотипных поездов:
для средних токов:
, А; (8)для эффективных:
при двустороннем питании:
,А (9)где nф=t/θo - наибольшее число поездов в межподстанционной зоне;
t - время хода поезда, мин;
N - число поездов в сутки;
No - пропускная способность (пар поездов в сутки).
Расчетные режимы определяются процессами нагревания трансформаторов. Поэтому нагрев масла определяем для режима сгущения, то есть для периода составления нормального графика движения после окна. Постоянная времени и обмоток 6 - 8 мин, поэтому максимальная температура определяется максимальным нагревом трансформатора, который может возникнуть при максимальной пропускной способности. Пропускная способность определяется прохождением числа поездов в сутки. При выборе мощности трансформатора рассмотрим три режима:
1. Заданное количество поездов:
Коэффициент использования пропускной способности:
, (10)где No = 1440 / θo; (11)
No - пpопускная способность, пар поездов в сутки;
θo - минимальный межпоездной интеpвал, мин;
Согласно исходным данным:
Nзад = 100 паp/сут;
θo = 8 мин;
Используя выражение (11) получим:
No = 1440 / θo = 180 пар поездов;
Согласно выражению (10) получим:
= 0,556;Средние и эффективные токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для заданного режима занесём в таблицу 6.
Таблица 6. Числовые характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции при заданном режиме
| фидер | Iф, А | Iфэ², А² | Iфэ, А | Kэ | I | Kv | nф |
| Iф2 | 325,9 | 141863 | 376,6 | 1,16 | 188,82 | 0,58 | 6,1 |
| Iф1 | 139,9 | 28572 | 169,0 | 1,21 | 94,87 | 0,68 | 3,6 |
| Iф5 | 234,2 | 85486 | 292,4 | 1,25 | 175,03 | 0,75 | 2,0 |
| Iф4 | 177,8 | 48461 | 220,1 | 1,24 | 129,80 | 0,73 | 2,0 |
1. Режим сгущения:
0.9; (12)Nсг = N0×0.9= 180×0.9 = 162 пары поездов.
Средние и эффективные токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для режима сгущения занесём в таблицу 7.
Таблица 7. Числовые характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции в режиме сгущения
| фидер | Iф, А | Iфэ², А² | Iфэ, А | Kэ | I | Kv | nф |
| Iф2 | 527,9 | 313174 | 559,6 | 1,06 | 185,60 | 0,35 | 6,1 |
| Iф1 | 226,6 | 58662 | 242,2 | 1,07 | 85,50 | 0,38 | 3,6 |
| Iф5 | 379,4 | 156853 | 396,0 | 1,04 | 113,50 | 0,30 | 2,0 |
| Iф4 | 288,0 | 89088 | 298,5 | 1,04 | 78,38 | 0,27 | 2,0 |
2. Режим максимальной пропускной способности:
1 (13)Nmax = N0×1= 180×1 = 180 пар поездов.
Средние и эффективные токи фидеров, определённые по формулам (8) и (9) для режима максимальной пропускной способности занесём в таблицу 8.
Таблица 8. Числовые характеристики токов фидеров контактной сети расчётной тяговой подстанции в режиме максимальной пропускной способности
| фидер | Iф, А | Iфэ², А² | Iфэ, А | Kэ | I | Kv | nф |
| Iф2 | 586,6 | 374860 | 612,3 | 1,04 | 175,37 | 0,30 | 6,1 |
| Iф1 | 251,8 | 69171 | 263,0 | 1,04 | 75,98 | 0,30 | 3,6 |
| Iф5 | 421,6 | 180206 | 424,5 | 1,01 | 49,64 | 0,12 | 2,0 |
| Iф4 | 320,0 | 102400 | 320,0 | 1,00 | 0,00 | 0,00 | 2,0 |
1.3 Определение средних и эффективных токов плеч питания расчетной тяговой подстанции
После определения средних нагрузок фидеров тяговой подстанции определим нагрузки плеч питания.
Для двухпутного участка будем иметь средние токи плеч:
(14)квадраты эффективных токов плеч:
(15)Результаты расчётов для трех режимов, полученные по формулам (14) и (15) сведем в таблицу 9.
Таблица 9. Числовые характеристики токов плеч питания расчётной тяговой подстанции
| Режим | Плечи | Iсp, А | Iэ² ,А² | Iэ, А | Kэ | sI | Kv |
| Заданныйg = 0,556 | I | 412,0 | 214396 | 463 | 1,12 | 211,3 | 0,51 |
| II | 465,8 | 264454 | 514 | 1,10 | 217,9 | 0,47 | |
| Сгущенияgсг = 0,9 | I | 667,4 | 487228 | 698 | 1,05 | 204,3 | 0,31 |
| II | 754,6 | 588447 | 767 | 1,02 | 137,9 | 0,18 | |
| макс.gmax =1 | I | 741,6 | 586498 | 766 | 1,03 | 191,1 | 0,26 |
| II | 838,4 | 705378 | 840 | 1,00 | 49,6 | 0,06 |
1.4 Определение расчетных токов трансформатора. Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла
Нагрев масла в трёхфазном трансформаторе будет определяться потерями в обмотках трёх фаз, которые при несимметричной нагрузке будут неодинаковы. Эквивалентный эффективный ток по нагреву масла определяем при заданных размерах движения, режима сгущения и для режима максимальной пропускной способности по формуле:
, А2; (16)Для проверки температуры обмотки должен быть найден эффективный ток обмотки при максимальных и заданных размерах движения:
, А2; (17) 
, А2; (18) 
, А2; (19)Из трех токов выбираем максимальный.
1. Заданный режим
Используя выражение (16) получим:
А2; 
А;Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:
А2; 
А2; 
А2;За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение:
А.2. Режим сгущения:
Используя выражение (16) получим:
А2; 
А;Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:
А2; 
А2; 
А2;За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение:
А.3. Максимальный режим
Используя выражение (16) получим:
А2; 
А;Согласно формулам (17), (18) и (19) получим:
А2 
А2; 
А2;За расчётный ток принимаем ток второй обмотки, так как он имеет наибольшее значение:
А.1.5 Расчет мощности трансформатора
1.5.1 Основной расчет
Для расчета трансформаторной мощности выбираем по каталогу мощность трансформаторов Sн по каталогу в качестве базовой Sн= 2 x 40 =80 МВА;
Мощность трансформаторов, необходимую для питания тяги определим по формуле: