1. Расчет удельного электропотребления и выбор вариантов размещения тяговых подстанций.

1. Количество перевозимых грузов на расчётный год эксплуатации, млн. т

, (1)

где t – год эксплуатации, на который рассчитано количество перевозимых грузов;

P_з – заданное количество перевозимых грузов;

P – прирост количества перевозимых грузов в год.

Количество перевозимых грузов вычислено на пятый P₅ и десятый P₁₀ годы эксплуатации.

млн. т;

млн.т.

2. Энергия, потребляемая поездом, Вт∙ч

, (2)

где 1,15 – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии при пуске и торможении электровоза;

U_э – напряжение на токоприёмнике электровоза, U_э = 25000 B.

I_i – среднее значение тока поезда на участке ΔS_i кривой потребляемого тока;

k – количество участков, на которое разбита кривая тока;

η_э – коэффициент полезного действия электровоза, η_э = 0,85;

η_эс– коэффициент полезного действия системы электроснабжения, η_эс = 0,96;

V_т – заданная средняя техническая скорость движения поезда;

Wp/W0 = 1;

λ – коэффициент мощности электровоза, λ = 0,80.

Энергия, потребляемая поездом, определена для чётного W_ч и нечётного W_н направлений.

Графики потребляемого тока для чётного и нечётного направлений представлены на рис. 1.

Вт∙ч;

Вт∙ч.

3. Удельный расход энергии, Вт∙ч/т∙км

, (3)

где S – длина участка, на котором задана кривая потребляемого тока, км;

G – масса локомотива, т.

Удельный расход энергии определён в чётном ω_ч и нечётном ω_н направлениях.

Вт∙ч/т∙км;

Вт∙ч/т∙км.

4. Удельная мощность на десятый год эксплуатации, кВт/км

Принято условие, что количества перевозимых грузов в чётном и нечётном направлениях равны P₁₀/2.

, (4)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительные потери энергии на манёвры и в зимних условиях работы;

α₁ – коэффициент тары;

8760 – число часов в году.

кВт/км.

5. Расстояние между тяговыми подстанциями и сечения контактной подвески

Для рассчитанного P_ср по номограммам [5, с. 331, 332] выбраны два варианта расстояний между тяговыми подстанциями. Одно расстояние оптимальное, а второе меньше оптимального. Результаты выбора приведены в табл. 1.

Таблица 1

Выбранные варианты

Вариант	Расстояние между тяговыми подстанциями, км	Марка и площадь сечения проводов	Тип рельса	Удельное сопротивление тяговой сети, Ом/км
				r0	x0	z^l
1	55	ПБСМ-95+НЛОлф-100	Р-65	0,180	0,404	0,386
2	45	ПБСМ-95+МФ-100	Р-65	0,175	0,407	0,384

6. Расположение тяговых подстанций для выбранных вариантов

Схема внешнего электроснабжения электрифицированной железной дороги обеспечивает питание тяговых подстанций на условиях, предусмотренных для потребителей с электроприёмниками первой категории, т.е. выход из работы одной из подстанций (секции шин) энергосистемы или питающей линии не должен приводить к отключению тяговой подстанции.

Для обоих случаев принята одноцепная ВЛ 220 кВ.

Схемы размещения тяговых подстанций представлены на рис. 2.

Размещение тяговых подстанций

Вариант 1

Вариант 2

Одноцепная ВЛ 220 кВ

Опорная

45

45

4,5

4,5

45

124

Рис. 2.