7. Расчет потерь мощности и напряжения в тяговой сети, стоимость электроэнегрии

Расчёт произведён для поезда, движущегося с заданной скоростью и при заданном использовании грузоподъёмности вагонов, т. е. Принимается равномерное движение поезда со скоростью V и постоянным током электровоза I_Э, который находится для заданного значения V.

7.1. Расчёт сопротивления тяговой сети

Расчёт сопротивления тяговой сети рассчитан по формуле, Ом/км:

r₀=r_эп+r_эр, (7.1)

где r_эп –эквивалентное сопротивление контактной подвески;

r_эр –эквивалентное сопротивление рельсов;

r₀=0,008 + 0,06 = 0,068 (Ом/км).

; (7.2)

где ρ_м – удельное сопротивление меди, равное 18,6·10^-9 Ом  м;

S_м – сечение медных проводов подвески, мм²;

S_А – сечение алюминиевых проводов подвески, мм²;

S_ПБСМ – сечение сталемедных проводов подвески, мм²;

r_эп = 18,6  10 ^{– 9}  10 ⁹ / (120+200 +(0/1,7) +(0/3) ) = 0,06 (Ом / км)

, (7.3)

где N_p –число ниток рельсов, для однопутного участка N_p=2;

m_p –масса рельса длинной один метр, кг;

r _эр = 2 / 4  65 = 0,008 (Ом / км).

7.2. Расчёт мгновенных потерь напряжения, мощности и их компенсация

Мгновенные потери напряжения для схемы с узловым питанием зависят от потребляемого тока, сопротивления тяговой сети постоянного тока и длины участка, их получили из формулы, В:

u_п = I_п,_ср  r_о (х – 3/2  (x² \ L)), (7.4)

где I_п,_ср = I_э – средний ток поезда;

х – расстояние от поезда до тяговой подстанции А;

L= S – длина рассматриваемого участка.

Вычисляем u_п и напряжение на поезде u_п для значений х = 0, L / 4, L / 3, L / 2, 2 / 3L , 3 / 4L , L, представляем их в табл. 4 и строим графики изменения их при заданном напряжении на тяговой подстанции для заданной схемы питания (рис. 4, 5).

Мгновенные значения потерь напряжения до поезда, напряжений на поезде и потерь мощности в тяговой сети

Таблица 4

Вычисляемые величины	Значения величины при расстояниях, км
	0	3,65	4,87	7,3	9,73	10,95	14,6
ΔUп, В	0	63,16	67,37	50,53	67,37	63,16	0
Uп, В	3600	3536,84	3532,63	3549,47	3532,63	3536,84	3600
ΔР, Вт	0	25715	27429	20572	27429	25715	0

7.3. Мгновенные потери мощности

Мгновенные потери мощности в тяговой сети с узловым питанием. Мгновенные потери мощности в тяговой сети зависят от потребляемого тока, сопротивления тяговой сети постоянного тока и длины участка, найдены по формуле, Вт:

Р = I²_{п, ср}  r_о( х – 3/2  (x² \ L)). (7.5)

Вычисления представлены в табл.4 и иллюстрируются графиком (рис. 6).

Рис. 4. Изменение потерь напряжения до поезда при узловой схеме питания.

Рис. 5. Изменение напряжения на поезде при узловой схеме питания.

Рис. 6. Изменение потерь мощности в тяговой сети при узловой схеме питания.