Розділ 5. Електричні розрахунки тягової мережі

5.1. Постановка завдань|задач| і принципи розрахунку тм|

Головним призначенням електричних розрахунків СЕП є|з'являється,являється| перевірка параметрів пристроїв|устроїв| електропостачання найбільш економічного варіанту на їх відповідність всім технічним вимогам. Крім того, електричні розрахунки служать засобом визначення однієї з основних складових експлуатаційних| витрат СЕП – втрат енергії у всіх елементах системи живлення|харчування|.

Предметом електричного розрахунку пристроїв|устроїв| живлення|харчування| електричного| транспорту є|з'являється,являється| встановлення основних параметрів СЕП, що забезпечують нормальні умови експлуатації силового й допоміжного устаткування|обладнання| підстанції, ТМ| і РМ| під час руху із|із| заданою швидкістю і необхідним об'ємом|обсягу| перевезень. Із|із| самого призначення установки СЕП витікають загальні|спільні| вимоги, які пред'явлені до їх розрахунку. З одного боку, потужність окремих елементів системи повинна бути вибрана достатньою, що б забезпечити надійну її роботу при здійсненні заданого об'єму|обсягу| руху і при цьому одночасно повинні досягатися сприятливі умови для експлуатації РС|. З іншого боку (оскільки можливий ряд|лава,низка| рішень|розв'язань,вирішень,розв'язувань|, що задовольняють| технічнім вимогам), завданням|задачею| розрахунку є|з'являється,являється| вибір такого рішення|розв'язання,вирішення,розв'язування|, за якого загальні|спільні| матеріальні витрати|затрати| будуть мінімальними, тобто СЕП в цілому|загалом| повинна бути економічно вигідною. Особливість роботи кожного із пристроїв|устроїв| СЕП пред'являє до електричного розрахунку цілий ряд|лаву,низку| додаткових вимог.

У відмінності|відзнаці| від стаціонарних мереж|сітей|, де метою|ціллю| розрахунку є|з'являється,являється| по суті визначення аналогічних за характером|вдачі| величин – це падіння напруги|напруження| і втрати потужності в окремих елементах мережі [2]|сіті|, при встановленні технічних параметрів і економічних показників ТМ| і ТП| виникає необхідність характеризувати роботу пристроїв|устроїв| електропостачання значним числом величин, основними з|із| яких є [3,4]|з'являються,являються|:

• середнє арифметичне| значення струму|току| в мережі|сіті| або підстанції, що визначає загальну|спільну| витрату енергії(для змінних вентилів – складових втрати потужності);

• середньоквадратичне значення (ефективне| значення) струму|токів| – в контактному проводі|, кабелі або ТП| в цілому|загалом|, що визначає умову нагріву відповідного елементу СЕП (для кабелю більше того – за ефективним струмом|току| і значенням економічної щільності струму –|току| проводити|вироблятися,справлятися| вибір їх перетину);

• еквівалентним ефективним значенням струму|току| в контактному проводі|проводі| перевіряють відповідність щільності струму|току| в проводі |проводі| економічному її значенню або вибирають значення перетину КП;|

• максимальні навантаження ТМ| або ТП|, що визначають певною мірою необхідну встановлену|установлену| потужність ТП| і умови роботи захисної апаратури;

• середнє значення втрати напруги|напруження| в елементах ТМ| за час споживання|вжитку| поїздом енергії, яке регламентоване при перевищенні значень в лінії при середній швидкості руху РС|;

• середньої втрати напруги|напруження| до кінця лінії(до точки струморозділу| при двосторонньому|двобічному| живленні|харчуванні|) визначені умови роботи електроустаткування|електрообладнання| РС| в умовах мінімальної напруги|напруження|(крім того, в міських умовах ця величина в значній мірі|великою мірою| визначає пропускну спроможність ділянки живлення|харчування|);

• середнє значення втрати напруги|напруження| в рейковій мережі|сіті| до кінця ділянки(або до точки струморозділу|), що визначає інтегральне значення струмів|токів| витоку з|із| рейок в землю|грунт|;

• середні втрати потужності в усіх елементах системи, що відображають|відбивають| вартість електроенергії, що втрачається|розгублюється| в них, і є|з'являється,являється| однією з основних складових загальних|спільних| витрат при порівнянні варіантів електропостачання;

• максимальні і мінімальні значення струмів|токів| к.з., на які повинні бути перевірені робота як силового устаткування|обладнання|, так і апаратури захисту;

• показники надійності дозволяють порівнювати систему безвідмовності і ремонтопридатності| різних систем;

• стабільність елементів системи, що показує міру стійкості її роботи при короткочасних граничних режимах, що викликані|спричинених|, наприклад, коротким замиканням в ТМ|, або точками тягових навантажень, чи падінь напруги|напруження| в мережі|сіті|.

Приведений перелік величин свідчить про те, що електричні розрахунки ТМ| зв'язані з|із| великими труднощами, перш за все|передусім| внаслідок|наслідку| інтегральних коливань тягових навантажень і зміни місць розташування струмів|токів|, потягів|поїздів|. До розгляду методів електричного розрахунку СЕП необхідно розглянути|розгледіти| положення|становища|, що визначають мету і порядок|лад| розрахунку пристроїв|устроїв| живлення|харчування|.

Основні параметри СЕП – відстань між підстанціями і їх потужність, площа|майдан| перетину проводів|проводів| КМ і кабелю постійного струму|току|, місце розташування пунктів приєднання позитивних та негативних ліній |заперечних| живлення|почувають| – вибирають на основі результатів економічних розрахунків системи.

Основними технічними нормативами електричних розрахунків пристроїв|устроїв| СЕП є [3,4]|з'являється,являється|:

• гранично допустимі умови нагріву проводів|проводів| і кабелю;

• максимального падіння напруги|напруження| в ТМ|, норми падіння напруги|напруження| в РС| трамвая за умовами захисту підземних металевих споруд|споруджень| від корозії;

• допустимі навантаження випрямних агрегатів ТП|.

Початковими|вихідними| даними для електричних розрахунків пристроїв|устроїв| СЕП є:|з'являються,являються| розрахункові навантаження КМ і параметри КП|, кабелів і рейок.

Порядок|лад| розрахунку пристроїв|устроїв| електропостачання визначають його призначенням. У разі|в разі| зміни умов праці існуючих мереж,|сітей| розрахунок є|з'являється,являється| перевірочним; при цьому розрахунки передбачають визначення:

• ефективні струми|токи| в елементах системи – з метою перевірки умови нагрівання дротів|проводів|, кабелю й устаткування|обладнання| підстанції;

• максимальне падіння напруги|напруження| в ТМ|, яке повинне знаходитися|перебувати| в межах технічно нормованого значення;

• розрахункові значення струмів|токів| в колах|цепах| схеми живлення|харчування| при короткому замиканні в характерних|вдача| точках мережі|сіті| – для вирішення питання щодо вибору струму|току| уставки| лінійного автомата і секціонування КМ;

• струморозділ в РМ|, за яким перевіряють режим роботи негативних|заперечних| живлячих|почуваючих| ліній і дотримання норм падіння напруги|напруження| в РМ|.

Порядок|лад| розрахунку пристроїв|устроїв| електропостачання| при проектуванні нової мережі|сітей| і виборі параметрів системи та порівняння варіантів живлення|харчування| проводять наступним методом [4]:

• відповідно до конфігурації мережі|сіті| і профілю траси мережу|сіть| розбивають на необхідне число елементарних розрахункових ділянок;

• для кожної розрахункової ділянки розраховують середній I_ср і ефективний I_еф струми|токи| потягу|поїзда|;

• для розрахункових ділянок (найбільш віддалених від передбачуваного місцеположення ТП|) встановлюють середнє значення струму|току| потягу|поїзда| за час споживання|вжитку| енергії на рух;

• за заданою частотою руху N на кожній розрахунковій ділянці довжиною L і експлуатаційною| швидкістю V_е знаходиться|перебуває| середнє число рухомих|жвавих,рухливих| одиниць;

• залежно від розрахованих навантажень потягів|поїздів| і розміру руху знаходяться|перебувають| точки|точки| приєднання живильних|почуваючих| ліній і варіанти розташування ТП| з урахуванням|з врахуванням| місцерозташування джерела живлення|харчування| 6-10 кВ|;

• встановлюють точки струморозподілу| для ділянок, що живляться|почувати| з двох і більше боків, розраховують струморозподіл| в системі і вибирають перетин кабелів;

• за значенням найбільш вигідного у відрізку живильних|почуваючих| ліній для трамваїв вибирають перетин кабелів і опір зрівняльних резисторів. Для розгляду методів електричного розрахунку СЕП, необхідно розглянути|розгледіти| положення|становища|, що визначає мету і порядок|лад| розрахунку пристроїв|устроїв| живлення|харчування|.