5 Методы расчеты системы тягового электроснабжения
5.1. Методы расчета стэ
Расчет СТЭ включает в себя определение основных показателей работы СТЭ:
Токов в элементах СТЭ (проводах контактной сети, фидерах и отсосах, рельсовой сети, оборудований тяговых подстанций) и их соответствие допустимым значениям.
Потерь напряжения в тяговой сети.
Уровня напряжения в контактной сети на токоприемнике электроподвижного состава (ЭПС) и его соответствие требованиям ПТЭ (правил технической эксплуатации).
И др.
Существует 2 варианта расчета СТЭ (в зависимости от имеющихся в наличии исходных данных):
1 вар. По заданному графику движения поездов.
2 вар. По заданным размерам движения поездов.
Расчет СТЭ по заданному графику движения (ГД) поездов возможен 3-мя методами:
Метод равномерных сечений ГД поездов.
Метод характерных сечений ГД.
Метод непрерывного исследования ГД.
Исходными данными для 3-х методов являются: ГД, кривые поездного (тягового) тока и параметры СТЭ (основные и не основные).
5.2. Метод равномерного сечения графика движения поездов
При использовании данного метода расчета СТЭ на график движения поездов наносят сечения через равные промежутки времени. Промежуток времени, через который наносятся сечения на график движения называется дискретизацией (от слова дискрет). Различают понятия "увеличение дискретизации" и "уменьшение дискретизации". После проведения сечений строят мгновенные схемы приложения нагрузок и рассчитывают их с целью получения зависимостей:
Iф= f(t) – ток фидера во времени;
∆U= f(t) – потеря напряжения во времени и т.д.
К достоинствам данного метода можно отнести то, что расчет прост, так как нет необходимости анализировать, где провести сечения. Сечения проводят через равные промежутки времени.
Варьируя дискретизацией можно менять точность расчета. Таким образом, точность расчета СТЭ является функцией от дискретизации (точность = f(∆t)).
К недостаткам данного метода следует отнести то, что при относительно низкой дискретизации (больших промежутках времени ∆t) точность расчета не высока, так как при этом пропускаются моменты с критическими параметрами (высокими токовыми нагрузками).
К достоинствам данного метода следует так же отнести то, что данный метод достаточно легко реализуется на базе ЭВМ и на сегодняшний момент практически во всех программных средствах расчета СТЭ реализован именно данный метод.
На рис. №5.1 приведен пример реализации данного метода.
Рис. №5.1 Пример реализации метода равномерного сечения графика движения поездов
5.3. Метод характерных сечений графика движения поездов
При использовании этого метода расчета на кривых поездного тока берутся точки, соответствующие большим значением тока. Далее эти точки сносятся на график движения поездов (на соответствующую нитку графика движения) и по полученной точке проводится сечение. Таким же образом выбирается несколько характерных точек и по ним проводятся сечения графика движения. Следовательно, сечения проводятся обдуманно (анализируя кривые поездного тока), тем самым мы исключаем случайный пропуск моментов с высокими значениями поездного (тягового) тока.
К достоинствам данного метода следует отнести то, что при использовании этого метода сечения проводятся именно в тех местах, где большие токи, исключаются моменты с невысокими токовыми нагрузками и фиксируются все значимые изменения поездных токов.
К недостаткам данного метода следует отнести необходимость анализа кривых поездного тока с целью выявления характерных точек. Так же следует отметить то, что при использовании данного метода не исключается дублирование мгновенных схем.
Полученные мгновенные схемы приложения нагрузок в результате сечений (характерных) графика движения поездов рассчитываются, так же как и обычные мгновенные схемы.
На рис. №5.2 приведен пример реализации данного метода.
Рис. №5.2 Пример реализации метода характерных сечений
графика движения поездов