Кривая разложенного и неразложенного тока разделяется на отрезки 40-60 А

1.         Кривая разложенного и неразложенного тока разделяется на отрезки 40-60 А.

2.         Определяются средние токи отрезков  и .

3.         Определяется время движения на этом участке, t_i

4.         Определяется произведение [А×мин],  [А²×мин].

5.         По сумме этих произведений определяется средний ток и значение квадрата тока.

,А (2)

,А  (3)

, А (4)

где I_срi – среднее значение тока за рассматриваемый промежуток времени t_i;

t – время хода поезда по фидерной зоне;

Результаты расчетов по формулам (2), (3) и (4) заносим в таблицы 2 и 3.

Таблица 2.1. Исходная информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №2 расчётной тяговой подстанции

Iф2
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср*t	Iсp²*t
0-120	0	0	0	0	0
120-160	1,2	140	19600	168	23520
160-220	7,05	190	36100	1339,5	254505
220-280	3,35	250	62500	837,5	209375
280-330	13,4	305	93025	4087	1246535
S	25			6432	1733935

А;

А²;

А.

Таблица 2.2. Исходная информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №1 расчётной тяговой подстанции

Iф1
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср×t	Iсp²×t
120-160	0,6	140	19600	84	11760
160-200	17,4	180	32400	3132	563760
200-240	3,0	220	48400	660	145200
240-270	1,5	255	65025	382,5	97537
S	22,5			4258,5	818257,5

А;

А²;

А.

Таблица 2.3. Исходная информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №5 расчётной тяговой подстанции

Iф5
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср×t	Iсp²×t
0-60	11,3	30	900	339	10170
60-100	9,7	80	6400	776	62080
90-100	4,6	95	9025	437	41515
100-136	10,8	118	13924	1274,4	150379,2
100-160	12	130	16900	1560	202800
160-220	3,5	190	36100	665	126350
220-270	2	245	60025	490	120050
S	53,9			5541,4	713344,2

А;

А²;

А.

Таблица 2.4. Исходная информация и расчёт среднего и эффективного поездного тока фидера №4 расчётной тяговой подстанции

Iф4
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср×t	Iсp²×t
160-160	15,70	160	25600	2512	401920
S	15,70			2512	401920

А;

А²;

160 А.

Таблица 3.1. Исходная информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее загруженной межподстанционной зоны для четного направления.

четная
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср×t	Iсp²×t
310-260	1,20	285	81225	342	97470
260-300	1,10	280	78400	308	86240
300-300	6,80	300	90000	2040	612000
300-240	3,00	270	72900	810	218700
240-180	2,90	290	84100	841	243890
180-160	0,80	170	28900	136	23120
160-160	3,70	160	25600	592	94720
0-0	1,50	0	0	0	0
160-160	9,50	160	25600	1520	243200
160-200	1,20	180	32400	216	38880
200-260	1,90	230	52900	437	100510
260-260	2,85	260	67600	741	192660
260-200	2,90	230	52900	667	153410
200-200	8,20	200	40000	1640	328000
200-180	1,10	190	36100	209	39710
S	48,65			10499	2E+06

А;

А²;

225.4 А.

Таблица 3.2. Исходная информация и расчет среднего и эффективного поездного тока для наиболее загруженной межподстанционной зоны для нечетного направления.

нечетная
D I,A	ti	Iср	Iср²	Iср×t	Iсp²×t
160-160	7,5	160	25600	1200	192000
160-220	1,90	190	36100	361	68590
220-220	17,20	220	48400	3784	832480
220-160	2,40	190	36100	456	86640
160-160	4,70	160	25600	752	120320
160-200	1,00	180	32400	180	32400
200-240	0,90	220	48400	198	43560
240-240	9,70	240	57600	2328	558720
S	45,3			9259	2E+06

А;

А²;

206.7 А.

Для токов фидеров рассчитываем следующие числовые характеристики: среднее квадратичное отклонение тока фидера

 (5)

коэффициент эффективности

 (6)

коэффициент вариации

 (7)

Результаты вычислений, полученные по формулам (5), (6) и (7) заносим в таблицы 4 и 5.

Таблица 4. Числовые характеристики поездного тока фидеров расчетной тяговой подстанции и времени хода по межподстанционной зоне.

фидер	Iсp, А	Iэ², А²	Iэ, А	Kэ	I	Kv	t хода
Iф2	96,2	13028,9	114,1	1,19	61,49	0,64	48,40
Iф1	69,9	6094,6	78,1	1,12	34,68	0,50	29,00
Iф5	210,8	45359,5	213,0	1,01	30,40	0,14	16,3
Iф4	160,0	25600,0	160,0	1,00	0,00	0,00	15,70

Таблица 5. Числовые характеристики тока четного и нечетного пути наиболее загруженной межподстанционной зоны, время хода по межподстанционной зоне и электpопотpебления в зоне.

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 n_ф=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:

N_зад = 100 паp/сут;

θ_o = 8 мин;

Используя выражение (11) получим:

N_o = 1440 / θ_o = 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)

N_сг = 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)

N_max = 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
Заданный g = 0,556	I	412,0	214396	463	1,12	211,3	0,51
	II	465,8	264454	514	1,10	217,9	0,47
Сгущения gсг = 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.