Расчет необходимых электрических величин

В курсовом проекте используются два метода расчета: метод равномерного сечения графика движения поездов и аналитический метод.

3.1. Метод равномерного сечения графика движения поездов

В этом методе необходимо рассчитать полученные при сечении графика движения поездов мгновенные схемы для разного числа поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне (1,2,3, …, ) .

Для расчета схем с одним поездом межподстанционная зона разделяется на 10 одинаковых отрезков.

По полученным мгновенным значениям на зоне питания для одного поезда вычисляются средние токи, квадраты эффективных токов, средние потери напряжения, средние потери мощности.

Средние токи четного и нечетного поездов определяются по формулам

, (3.1)

, (3.2)

где число мгновенных схем.

Квадраты эффективных токов четного и нечетного поездов определяются по формулам

, (3.3)

, (3.4)

Средние потери напряжения до четного и нечетного поездов определяются по формулам:

, (3.5)

(3.6)

Средние потери мощности четного и нечетного поездов определяются по формулам

(3.7)

, (3.8)

Ток тяговой подстанции Б определяется по формуле

,

Данные расчетов для схем с одним поездом, представлены в табл. 4.

При числе поездов равным 1, 2, 3, 4, 5, 6 одновременно находящихся на межподстанционной зоне, полученных при сечении графика движения поездов мгновенных схем каждого типа, выбираются случайным образом по 10 схем, различающихся положениями поездов и потребляемыми токами.

Данные расчетов для схем с четырьмя поездами представлены в табл. 5.

3.2. Аналитический метод расчета

Аналитический метод расчета производится по выбранному расстоянию между подстанциями для того, чтобы сравнить сходимость двух методов и необходимые электрические величины.

Исходными величинами для расчета являются данные табл.4:

- средние и эффективные токи одиночно следующих поездов четного и нечетного направлений:

- средние числа поездов, одновременно находящихся на зоне питания в четном и нечетном направлениях.

С учетом принятого условия, что количества перевозимых грузов по обоим направлениям одинаковы, число поездов, одновременно находящихся на зоне питания в четном и нечетном направлениях определяется по формуле

, (3.9)

3.2.1. Определение среднего тока поезда

Результирующий средний ток поезда определяется по формуле

, (3.10)

.

3.2.2. Определение среднеквадратичного тока поезда

Результирующий среднеквадратичный ток поезда определяется по формуле

, (3.11)

.

3.2.3. Определение среднего числа поездов

Среднее число поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне, определяется по формуле

, (3.12)

где Т – период графика, равный 720 мин.

3.2.4. Определение среднего и эффективного токов подстанции Б при следовании одиночных поездов в четном и нечетном направлениях

Определяются по данным из табл.4.

Средний ток подстанции Б при равных по длине межподстанционных зонах для четного и нечетного поездов определяется по формуле

, (3.13)

.

Эффективный ток подстанции Б при равных по длине межподстанционных зонах для четного и нечетного поездов определяется по формуле

, (3.14)

3.2.5. Определение среднего и среднеквадратичного токов подстанции Б

Средний ток подстанции Б определяется по формуле

, (3.15)

.

Среднеквадратичный ток подстанции Б определяется по формуле

, (3.16)

где дисперсия тока подстанции Б;

дисперсия тока одиночного поезда.

Дисперсия тока одиночного поезда и тока подстанции Б определяется по формулам

, (3.17)

;

, (3.18)

.

3.2.6. Определение эффективного тока наиболее загруженного фидера

Эффективный ток наиболее загруженного фидера вычисляется для максимального числа поездов , одновременно находящихся на зоне питания, что соответствует минимальному интервалу между поездами.

, (3.19)

где максимальная пропускная способность за сутки.

Максимальная пропускная способность за сутки определяется по формуле

, (3.20)

где минимальное время между поездами.

Максимальное число поездов на фидерной зоне определяется по формуле

, (3.21)

.

Квадрат эффективного тока фидера при поездах определяется по формуле

(3.22)

где наибольший средний ток фидера, который определяется путем сравнения по табл.4;

дисперсия тока фидера при движении одного поезда;

наибольший эффективный ток фидера, который определяется по табл.4.

Дисперсия тока фидера при движении одного поезда определяется по формуле

, (3.23)

;

.

3.2.7. Определение максимального тока фидера

Так как в данном курсовом проекте > 2, то максимальное значение тока фидера определяется по формуле

(3.24)

.

3.2.8. Определение средней потери напряжения до поезда

Средняя потеря напряжения до поезда определяется по формуле

, (3.25)

где средняя потеря напряжения от одного поезда, берется по данным табл.4.

, (3.26)

.

Расчет потерь напряжения выполняется для поездов четного и нечетного направлений.

;

.

3.2.9. Определение средних потерь мощности в контактной сети

Средние потери мощности в контактной сети определяются по формуле

, (3.27)

.

Результаты расчетов приведены в табл. 6.

Таблица 6 - Результаты расчета электрических величин

Величина	Методы и варианты
Метод сечения графика движения поездов	Аналитический метод
Обозначение величины	Значение величины	Обозначение величины	Значение величины
Среднее число поездов, одновременно находящихся на зоне питания	-	-		1.47
Средний ток поезда, А		513.64		513.64
	487.27		487.27
	500.46
Среднеквадратичный ток поезда, А		530.6		530.6
	505.75		505.75
	518.33
Среднеквадратичный ток наиболее загруженного фидера, А		462.9		626.14
Максимальный ток фидера, А		376.5		1523.7
Средний ток тяговой подстанции Б, А				735.6
Среднеквадратичный ток тяговой подстанции Б, А		1220.7		867.2
Средняя потеря напряжения до поезда, В		147.1		226,2
	139.75		214,76
	143.43		220,5
Средняя потеря мощности в тяговой сети, кВт