2. Построение графика движения поездов и его статистическая обработка

1. Количество перевозимых грузов в сутки

Определено с учётом коэффициентов неравномерности на пятый год эксплуатации, т.

, (5)

где P₅ – количество перевозимых грузов на пятый год эксплуатации, т;

k_м, k_с – коэффициенты неравномерности количества перевозимых грузов соответственно по месяцам и суткам;

12 – число месяцев в году;

30 – число дней в месяце.

т.

2. Количество пар поездов в сутки, поезда.

Определено на пятый год эксплуатации.

, (6)

где величины α₁ и Q_з взяты из задания к курсовому проекту.

поездов.

3. Время хода поезда по межподстанционной зоне, мин

, (7)

где L – расстояние между тяговыми подстанциями.

Расчёты проведены для обоих вариантов размещения тяговых подстанций.

мин;

мин.

4. График движения поездов

График движения поездов представлен на рис. 3.

График движения поездов и кривые потребляемого тока построены с соблюдением масштабов:

• времени 1 мин – 1 мм;

• расстояния 1 км – 5 мм;

• тока 1 А – 0,5 мм.

График построен на период, равный 12 часам, для числа пар поездов N_5с/2 = 20 для двух вариантов расстояний между тяговыми подстанциями. Поезда расположены в графике произвольно, с учётом неравномерности распределения поездов во времени и интервалом попутного следования не менее заданного минимального, равного 8 минут. В графике предусмотрены технологические окна:

• в чётном направлении – tокна = 2ч. 05 мин;

• в нечётном направлении – tокна = 2ч. 15 мин.

Сбоку от графика движения пристроены кривые потребляемого тока и номограммы для определения токов фидеров, узловая схема питания. Произведено равномерное сечение графика через 10 мин. И в каждом сечении подсчитано число пар поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне, для обоих вариантов.

Определено число схем каждого типа.

Для схемы вариант 1:

• m1 = 10;

• m2 =7;

• m3 = 9;

• m4 = 18;

• m5 = 20;

• m6 = 8;

Для схемы вариант 2:

• m1 = 11;

• m2 = 9;

• m3 = 17;

• m4 = 24;

• m5 = 8;

• m6 = 3;

Рассчитаны вероятности появления одновременно 0, 1, 2, 3, …, n_М поездов

. (8)

Результаты расчёта сведены в табл. 2. По результатам расчёта построены гистограммы распределения числа поездов (рис. 4).

3. Расчёт необходимых электрических величин

В курсовом проекте использованы два метода расчёта – метод равномерного сечения графика движения поездов и аналитический.

3.1. Метод равномерного сечения графика движения поездов

При данном методе рассчитаны полученные при сечение графика движения поездов мгновенные схемы (рис.5) для разного числа поездов, одновременно находящихся на межподстанционной зоне (1, 2,….,n_м ).

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

При большем числе поездов (2, 3, и т. д.) из полученных при сечении графика движения поездов мгновенных схем выбраны случайным образом 10 схем с различными положениями поездов и потребляемыми токами.

Для каждой мгновенной схемы рассчитаны токи фидеров, тяговых подстанций, потери напряжения до поездов, потери мощности в целом для схемы. Данные расчета представлены в табл.4,5 для схем с одним поездом для обоих вариантов расстояния между подстанциями и табл.6 для схем с большим числом поездов для меньшего расстояния. В таблицах приняты обозначения:

i_п1, i_п2, i_п3 – мгновенные токи поездов, полученные по кривым

потребляемого тока для каждого положения поездов;

i_А11, i_А21, i_Б31, i_Б41 – доли токов первого поезда, приходящихся на фидеры

подстанций А и Б, полученные с использованием

номограмм;

i_А12, i_А22, i_Б32, i_Б42 - доли токов второго поезда, приходящихся на фидеры

подстанций А и Б, полученные с использованием

номограмм;

i_А, i_Б – токи фидеров.

С учетом равномерного расположения тяговых подстанций и одинаковых кривых потребляемого тока в межподстанционных зонах принято:

i_Б = i_А1+ i_А2+ i_Б3+i_Б4 .

∆u_ч, ∆u_н – потери напряжения, соответственно для четного и нечетного

поездов;

∆p – потери мощности в тяговой сети, определенные для одного поезда

отдельно для четного и нечетного поездов, а для схем с большим

числом поездов в целом для мгновенной схемы.

Распределение токов по фидерам произведено с помощью номограмм, которые показывают относительную долю тока поезда, приходящуюся на фидер. В таблицы занесены абсолютные значения токов, полученные умножением тока поезда на его долю.

По полученным мгновенным значениям на зоне питания для одного поезда вычислены для двух вариантов:

Средние токи:

;

Квадраты эффективных токов:

; ;

Средние потери напряжения до поезда:

; ;

Средние потери мощности:

; ,

где к – число мгновенных схем.

Для двух и более поездов составлены мгновенные схемы.

Для мгновенных схем, мгновенные потери напряжения до поезда и мгновенные потери мощности определены по формулам:

, (9)

где ∆u – мгновенные потери напряжения до поезда, В;

i - ток фидера, А;

l – расстояние от подстанции до поезда, км.

, (10)

где ∆р – мгновенные потери мощности, Вт;

i₁, i₂ - токи поездов, А.

В;

В;

В;

Вт.

В;

В;

В;

Вт.

Результаты расчета остальных мгновенных схем представлены в табл.7.

Для варианта с меньшим расстоянием необходимые величины определены как математические ожидания:

;

;

;

;

.

Математическое ожидание рассчитано по формуле:

, (11)

где x_i – случайная величина;

р_i – вероятность появления этой величины.

В;

В;

А²;

А;

Вт.

Методом сечения графика движения поездов рассчитан вариант с наименьшим расстоянием между тяговыми подстанциями L₂.