Расчёт средних значений токов тяговой сети

ВВЕДЕНИЕ

Городской электрический транспорт (ГЭТ) требует наличия не только подвижного состава (ПС), но и специальной системы электроснабжения, которая является составной частью ГЭТ; это тяговые подстанции, контактная сеть, кабельная сеть и другие элементы. Система электроснабжения составляет единое целое с электроподвижным составом. Если выходит из строя система электроснабжения, перестаёт работать городской электрический транспорт. Поэтому эта система должна обладать высокой надёжностью Обеспечение высокой надёжности требует относительно большой точности расчёта параметров системы, особенно тех, которые определяют её прочность.

Городской электрический транспорт потребляет в общем электробалансе страны около 10% всей электрической энергии. В самой системе электроснабжения ГЭТ теряет также около 10% потребляемой транспортом электроэнергии. Поэтому важно уметь правильно выбрать параметры системы электроснабжения, чтобы обеспечить минимум потерь электроэнергии в ней. Системы электроснабжения ГЭТ как по предъявляемым к ним требованиям, так и по условиям работы значительно отличаются от систем электроснабжения промышленных предприятий. Все виды ГЭТ имеют в тяговой сети постоянный ток, а не трёхфазный при частоте 50 Гц, как это имеет место в промышленных сетях. Поэтому методы расчёта систем электроснабжения ГЭТ имеют свои особенности.

Работа тяговых сетей, в отличие от общепромышленных электрических сетей, отличается рядом особенностей. Тяговые нагрузки меняются в очень широких пределах: от нуля до максимальных пиковых значений. Значение нагрузок обусловлено работой тяговых электродвигателей и зависит от режима движения, профиля пути, числа ПС на линии, от метеорологических условий. Если на ПС применяется рекуперативное торможение, то токи рекуперации в контактной сети направлены встречно тяговым токам, т.е. токи рекуперации рассматриваются как отрицательные.

Тяговая сеть рельсового транспорта несимметрична, так как контактная сеть секционирована, а рельсовая-нет. Параметры контактной и рельсовой сети существенно различаются. Рельсовая сеть шунтируется грунтом, что вызывает протекание части тягового тока по земле. Кроме того, тяговая сеть является разветвленной.

Перечисленные особенности тяговых нагрузок и тяговых сетей осложняют анализ режимов работы и расчет системы электроснабжения ПС, который нельзя производить как расчет системы электроснабжения общепромышленного назначения.

  Исходные данные для курсового проектирования

Подвижной состав: Троллейбус -14Тр.

Основные характеристики ПС:

,

.

Вес вагона без полезной нагрузки, 10 т;

Вместимость при номинальном наполнении 80 чел.

Статистические ряды

   100 120 110 90 150 200 120 100 80 100

           Таблица 1. Наряд выпуска

№ маршрута	Кол-во ПС на маршруте .	Длина маршрута км.	Эксплуатационная скорость км/ч
2	8	10	17,5
4	9	6	18

Схема для расчета

Данная схема состоит из трёх секций и трёх участков.

1 Электрический расчёт тяговой сети обобщённым аналитическим

 методом по схеме централизованного внутреннего электроснабжения

Рисунок 1 -  Централизованная схема внутреннего электроснабжения

Расчёт средних значений токов тяговой сети

Средний ток подвижного состава

где удельный расход электроэнергии, Вт∙ч/т∙км;

m -масса ПС с пассажирами при нормальном наполнении транспортного средства, т; 

эксплуатационная скорость движения на маршруте, км/ч;

номинальное напряжение на токоприемнике троллейбуса, В; 

Масса машины

m = m_т + m_п ,

где m_т – масса тары ПС, т;

m_п – масса пассажиров, т;

m_п =0,075 · П,

где П = вместимость одной машины при нормальном наполнении, чел.

m = 10 + 0,075 · 80 = 16 т.

.

Для метода обобщённого аналитического, когда указывается эксплуатационная скорость на каждом маршруте, при расчёте среднего тока ПС берётся средняя эксплуатационная скорость для всей маршрутной системы на участках контактной сети.

Среднее количество ПС на расчётном участке при двухстороннем движении

где N – интенсивность движения ПС на расчётном участке, ед/ч;

- длина участка контактной сети, км;  

V_э – эксплуатационная скорость движения ПС на расчётном участке.

Интенсивность движения на каждом расчетном участке

где N_м – интенсивность движения ПС на каждом маршруте, ед/ч;

к – количество маршрутов ПС на расчётном участке.

где количество ед. ПС на маршруте; 

длина оборотного рейса, км;

V_м - эксплуатационная скорость на маршруте, км/ч.

,

где  - длина маршрута, км.

км,

                                        км.

 ед/ч,

ед/ч,

 ед/ч,

ед/ч,

,

 ед/ч.

Среднее число машин в каждой секции равно суммарному количеству машин на расчетных участках

где суммарное число машин на секции;

k - число участков равной интенсивности на одной секции.

маш.,

маш.,

маш.,

маш.

Средний ток участка контактной сети

,

А,

,

А,

,

А.

Токи в положительных и отрицательных кабелях равны между собой, т.к. эти кабели соединены последовательно, величина тока кабелей равна току секции, к которой эти кабели присоединены. Величина тока секций опре-

деляется количеством ПС, находящегося на этой секции.

.

Средний ток тяговой подстанции определяется как сумма средних токов питающий линий(кабелей), принадлежащих данной подстанции.

где М – количество питающих линий на тяговой подстанции.

А.