4. Расположение тяговых подстанций

Выбор расстояния между тяговыми подстанциями. Расстоя­ние между тяговыми подстанциями может быть определено по среднегодовой удельной мощности, кВт, приходящейся на 1 км проектируемого участка,

.

(9)

По кривым рис. 1 находим расстояние между тяговыми под­станциями. Это расстояние является ориентировочным, так как необходимость располагать тяговые подстанции на раздельных пунктах заставляет отступать от найденного значения.

Рис. 1. Зависимость расстояния между тяговыми подстанциями от средне­годовой удельной мощности р для двухпутных (а) и однопутных (б) участ­ков постоянного тока; для двухпутных (s) и однопутных (г) участков пере­менного тока.

Пример 1. Определить электропотребление на тягу поездов на двухпут­ном участке железной дороги, электрифицируемом на постоянном токе на­пряжением 3 кВ. Длина участка L = 122 км, грузопоток в груженом на­правлении = 32 млн. т нетто/год, в обратном = 22 млн. т нетто/год. Профиль холмисто-горный.

Локомотивы: грузовой ВЛ10, пассажирский ЧС2; масса пассажирского поезда = 1000 т, число пассажирских поездов = 24, масса грузо­вого поезда = 3600 т, минимальный интервал попутного следования =10 мин. Расположение раздельных пунктов и расстояний между ними показано на рис. 2, а.

Расчет. Определим грузооборот от грузовых и пассажирских перево­зок по выражениям (2), (3), приняв = 0,58,

млн. т км брутто;

млн. т км брутто;

млн. т-км брутто.

Рис. 2. Схема электрифицируемого участка (а) и варианты расположения тя­говых подстанций ТП (б, в)

Определим расход электроэнергии на тягу поездов, выбрав из табл. 1 значения и ; ближайшее значение Вт ч/(т км брутто) да­но для поезда массой = 4000 т.

По формуле (1) пересчитаем значение для заданного поезда массой Q = 3600 т:

Вт ч (т км брутто).

Из табл. 1 значение = 29 Вт ч/км брутто. Расход электроэнергии на тягу поездов по формуле (5)

млн. кВт ч.

Полное электропотребление на тягу поездов по выражению (6):

млн. кВт ч.

Среднегодовая удельная мощность, приходящаяся на 1 км пути, по фор­муле (9):

кВт/км.

По кривым рис. 1,а определяем расстояние между тяговыми подстан­циями = 16,5 км.

Размещение тяговых подстанций. В соответствии с нормами [13] размещение тяговых подстанций производится с учетом схе­мы внешнего энергосбнажения и обеспечения питания железно­дорожных потребителей. Тяговые подстанции размещают, как правило, на раздельных пунктах с путевым развитием, где воз­можно примыкание подъездного пути к подстанции. При этом учитывают целесообразность расположения подстанции в райо­не затяжных подъемов и у вершин перевалов на горных линиях, па узловых и участковых станциях с учетом использования их для последующей электрификации примыкающих направлений. Такое расположение тяговых подстанций облегчает условия об­служивания подстанций, решает вопросы электроснабжения не­тяговых потребителей.

В дисплейном проекте при известных расстояниях между раз­дельными пунктами тяговые подстанции следует разместить так, чтобы расстояния между ними были как можно ближе к тем, которые определены по кривым.

Наблюдается тенденция к уменьшению расстояния между тяговыми подстанциями. С одной стороны, это способствует уменьшению мощности подстанции, повышению уровня напря­жения в контактной сети, облегчает защиту от токов к. з., повы­шает надежность электроснабжения, улучшает внешние харак­теристики подстанций, снижает потери напряжения и электро­энергии; с другой стороны, приводит к увеличению капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

Поэтому при проектировании рассматривают несколько ва­риантов расположения тяговых подстанций (например, рис. 2, б и в, рис. 5, б) и путем технико-экономического сравнения вы­бирают оптимальный вариант расположения тяговых подстан­ций.

Выбор варианта расположения тяговых подстанций. Выби­рая варианты расположения тяговых подстанций на станциях электрифицируемого участка, их сопоставляют по экономичес­ким и техническим показателям.

К техническим показателям относятся напряжение в кон­тактной сети, условия защиты от токов к. з., надежность работы при отключении одной из подстанций и т. д.

Экономическое сравнение вариантов осуществляют, рассмат­ривая приведенные годовые затраты Э_г на сооружение каждого варианта расположения подстанций. Нормативный срок оку­паемости для электрификации железных дорог 10 лет, нор­мативный коэффициент эффективности капитальных вложений Е_н=1/Т_н. Годовые приведенные затраты, тыс. руб.,

,

где — годовые эксплуатационные расходы на содержание устройств по ва­риантам i, тыс. руб.;

— капитальные вложения по вариантам i, тыс. руб.

Сравнивают только те расходы, которые будут неодинако­выми при разных вариантах (амортизационные отчисления, по­тери электроэнергии па тяговых подстанциях и в контактной се­ти, расходы на содержание устройств).

Из сравниваемых вариантов расположения тяговых под­станций принимают вариант с меньшими годовыми затратами. Выбор более дорогого варианта может быть оправдан, если до­полнительные капитальные затраты на его сооружение окупят­ся за время, меньшее нормативного срока окупаемости,

T=(K₂-K₁)/(C₁-C₂)<T_iн.

Расчеты удобно выполнять в виде таблиц, форма которых приведена в [28, Т. 1].

Стоимость потерь электроэнергии в течение года рассчиты­вается по одпоставочиому тарифу на электротягу, тыс. руб.,

где — годовые потери электроэнергии, кВт ч, определяемые по фор­мулам (14)—(16);

— стоимость 1 кВт-ч, коп. В системах Свердловскэнерго, Челя-бинскэнерго = 1,1 коп., Мосэнерго, Ленэнерго, Днепроэнерго, Омскэнерго —1,5 коп., Горэнерго, Воронежэнерго, Куйбышев-энерго, Курскэнерго, Ростовэнерго —1,8 коп., Киевэнерго — 2 коп., Хабаровскэнерго, Читаэнерго — 2,2 коп.