Практическое занятие №1 Расчет мгновенных схем одностороннего питания при постоянном токе

Как было показано в курсе “Электрические железные дороги”, основным потребителем электрической энергии на постоянном токе является электрифицированный транспорт.

Если зафиксировать в какой либо момент времени одновременно положение поездов на зоне питания от тяговых подстанций и потребляемые ими токи, можно получить мгновенную схему. При курсовом проектировании по электрическим железным дорогам такие мгновенные схемы получены при сечении графика движения поездов.

i_тп – ток тяговой подстанции;

i₁, i₂, i₃ … i_n –токи, потребляемые поездами А

l₁, l₂, l₃ … l_n – расстояние от питающей тяговой подстанции до поездов, км.

Необходимо знать также сопротивление тяговой сети r₀,Ом/км.

Расчет мгновенных схем включает определение распределения токов по зоне питания, потерь напряжения до каждого поезда, потерь мощности и коэффициента полезного действия в целом для схемы.

При одностороннем питании ток фидера i_ф, равен току тяговой подстанции i_тп.

При суммировании токов поездов токи рекуперирующих электровозов и электропоездов учитываются со знаком “минус”.

После нахождения тока подстанции полезно отметить на схеме токи всех участков, вычитая последовательно из тока подстанции токи нагрузок.

Потери напряжения до каждого из поездов можно найти через токи поездов или через токи участков.

Расчет через токи поездов

Потеря напряжения до токоприемника поезда k (любое число от 1 до n) является суммой потерь напряжения в тяговой сети от подстанции до точки расположения поезда k, вызываемых токами, которые потребляют все поезда, находящиеся в данный момент на зоне питания.

Эту потерю напряжения можно представить состоящей из двух составляющих: потери напряжения до токоприемника поезда k от всех поездов на участке между тяговой подстанцией и поездом, включая последний.

и потери напряжения до токоприемника поезда k от токов поездов, расположенных за поездом k

Тогда общая потеря напряжения до токоприемника поезда k

Расчет через токи участков

Потери напряжения до каждого из поездов можно вычислить и через токи участков:

и т.д.

При вычислении потерь напряжения надо быть внимательным к учету направления тока участка. Если ток направлен к подстанции, то составляющая потерь от этого тока берется с минусом.

Напряжение на токоприемниках поездов вычисляется как разность напряжения на тяговой подстанции и потерь напряжения до поезда:

и т.д.

Напряжение на тяговой подстанции принимается равным номинальному, т.е.3300,если оно не задано условиями задачи.

Мгновенные потери мощности можно вычислить:

• через токи участков, используя зависимость потерь мощности от квадрата тока

• через токи поездов и потери напряжения

• как разность мощности тяговой подстанции и мощностей всех поездов

где мощность j- ^го поезда.

Коэффициент полезного действия в целом для схемы можно представить как отношение полезно использованной мощности к затраченной.

или

После расчета целесообразно построить графики изменения тока в тяговой сети, потерь напряжения до поездов и напряжения в тяговой сети.

Содержание занятия

1. Ознакомиться с методикой расчета.

2. По индивидуальному заданию рассчитать:

• схему с одной нагрузкой;

• схему с двумя нагрузками;

• схему с четырьмя нагрузками;

3. Для схемы с четырьмя нагрузками построить графики измерения тока в тяговой сети, потерь напряжения и напряжения в тяговой сети.

4. Сделать выводы о работоспособности электроподвижного состава по уровню напряжения на токоприемнике поезда равно 2700 В.