5.9. Определение потерь мощности в тяговой сети постоянного тока

Мощность, отдаваемая тяговыми подстанциями, определится:

,

где U – напряжение на шинах, I_i – ток потреб.

Мощность, получаемая потребителями определится:

где (U – _ΔU_i) – потеря напряжения в сети да i-того потребителя, тогда

_.

Это выражение справедливо для всех схем питания: односторонней и двухсторонней; и для всех схем соединения контактных подвесок смежных путей: раздельной, параллельной и узловой.

5.10. Определение потерь мощности в тяговой сети переменного тока

Потери мощности в тяговой сети переменного тока определяются по следующим формулам.

,

где P_ф, P_i – активная мощность, передаваемая по фидеру и получаемая потребителем № i соответственно, Вт;

,

где Q_ф, Q_i – реактивная мощность, передаваемая по фидеру и получаемая потребителем № i соответственно, ВАР.

где U, U_i – напряжение на шинах т.п. и у потребителя № i;

I_ф, I_i – ток фидера и потребителя № i;

ϕ_ф, ϕ_i – угол сдвига фаз между напряжением и током на фидере и у нагрузки № i.

при ϕ_ф ≈ ϕ_i.

Полные потери мощности можно определить

.

5.11. Расчет потерь энергии в тяговой сети

Для участков постоянного тока.

Ниже приведены формулы для расчета потерь энергии за период по расходам энергии за время хода поезда по фидерным зонам.

Одностороннее питание однопутного участка и двухпутного с раздельным питанием путей

(5.25)

Двустороннее питание двухпутного участка при раздельной схеме питания путей (для одного пути)

(5.26)

Двустороннее питание двухпутного участка при узловой схеме питания путей

(5.27)

Двустороннее питание двухпутного участка при параллельной схеме питания путей

(5.28)

В этих формулах:

- сопротивление тяговой сети однопутного участка, при узловой и параллельной схеме сопротивление контактной сети двух путей, соединенных параллельно, Ом/км;

- длина фидерной зоны, км;

- среднее расчетное напряжение в контактной сети, может быть принято 3000В;

- расчетный период, ч;

- тип поездов;

- число типов поездов;

1, 2 – нечетное и четное направления;

- время потребления энергии при движении поезда по фидерной зоне, ч;

- время рекуперации энергии при движении поезда по фидерной зоне, ч;

- число поездов типа за период на рассматриваемом пути;

- расход энергии при движении поезда типа за период на рассматриваемом пути с учетом рекуперации, кВт·ч;

- объем рекуперируемой энергии при движении поезда типа за период на рассматриваемом пути с учетом рекуперации, кВт·ч;

- расход энергии на движение всех поездов за период по фидерной зоне, кВт·ч;

- максимальное число поездов, могущих одновременно занимать фидерную зону (в случае, если < 1, принять равным 1).

При необходимости расчета потерь энергии в тяговой сети вместо можно подставить полное сопротивление тяговой сети, как сумму сопротивлений контактной сети и рельсовой сети.

Максимальное число поездов, могущих одновременно занимать фидерную зону можно определить следующим образом

, (5.29)

где - время хода поезда по фидерной зоне, мин; - минимальный межпоездной интервал, мин.

Число поездов за период можно определить следующим образом

. (5.30)

Для участков переменного тока.

Одностороннее питание однопутного участка

. (5.31)

Одностороннее питание двухпутного участка с раздельным питанием путей

.(5.32)

Двустороннее питание двухпутного участка при раздельной схеме питания путей

(5.33)

Двустороннее питание двухпутного участка при узловой схеме питания путей

. (5.34)

Двустороннее питание двухпутного участка при параллельной схеме питания путей

. (5.35)

В этих формулах:

- активное сопротивление 1 км тяговой сети однопутного участка, при параллельной схеме сопротивление контактной сети двух путей, соединенных параллельно, Ом/км;

- условный коэффициент эффективности (отношение действующего значения переменного тока к выпрямленному), может быть принят 0,97;

- выпрямленное напряжение, приведенное к стороне высшего напряжения трансформатора электровоза;

- активная составляющая сопротивления 1 км контактной сети двух путей, считая провода контактной сети параллельно соединенными, Ом/км;

- расход энергии на движение всех поездов по обоим путям от фиктивной подстанции, расположенной в точке «С», кВт∙ч;

- расстояние от расчетной тяговой подстанции до поста секционирования, км;

, , , - потери энергии в тяговой сети на участках С1А, С2А, С1В, С2В (рис.5.17) считая, что в точке «С» расположена тяговая подстанция, кВт∙ч;

, - пропускная способность первого и второго путей соответственно;

, - отношение полного времени хода поезда по фидерной зоне ко времени потребления энергии по первому и второму пути соответственно;

, - расходы энергии на движение всех поездов за период на участках «С-А» и «С-В» соответственно, кВт∙ч.

Рис. №5.17 Схема, поясняющая расчет величин: , , ,

Выпрямленное напряжение, приведенное к стороне высшего напряжения трансформатора электровоза, может быть рассчитано по следующей формуле .