7.6. Зависимость времени хода поезда от уровня напряжения на токоприемнике

Определим поперечное время хода поезда с учетом действительного режима напряжения.

Все время хода поезда складывается (рис.1) из времени пуска и разгона поезда по автоматической характеристике (t₁), движения с установившейся скоростью (t₂), выбега (t₃) и торможения (t₄).

Рис. №7.10 Скорость движения поезда

Система постоянного тока 3,3 кВ.

Режим напряжения в тяговой сети нас интересует с точки зрения скорости движения, а, следовательно, и времени хода поезда. Необходимо уметь определять время хода поезда с учетом действительного уровня напряжения на токоприемнике.

Рассмотрим участок t₂, на нем скорость постоянна и зависит от уровня напряжения на токоприемнике ЭПС. Так же рассмотрим участок t₁, так как только на этих 2-х участках поезд потребляет ток.

Обозначим: U₁ и U₂ – различные уровни напряжения (U₁>U₂); время хода поезда в тяговом режиме при U₁; время хода поезда в тяговом режиме при U₂; - время пуска поезда.

Так как время хода поезда обратно пропорционально скорости при этих режимах, можно записать

приняв t^’_Т1 - t_{П =} t _T1; t^’_T2 - t_{П =} t _T2; тогда можно записать

t _T2 = .

Этой формулой можно пользоваться, когда необходимо определить действительное время хода поезда при известном уровне напряжения в тяговой сети. В действительности U₁ и U₂ переменные величины, их логично было определить некоторым средним значением.

Будем считать, что между изменениями напряжения и изменениями скорости существует линейная зависимость, т.е. скорость мгновенно реагирует на изменение напряжения.

Тогда формула примет вид:

где t _действ – действительное время хода поезда по участку;

t – Расчетное время хода (из тяговых расчетов);

t_m – аппп в тяговом режиме (без времени пуска)

U_p – расчетный уровень напряжений (принятый в тяговых расчетах, как правило 3000 и 25000);

U_cp – действительное среднее напряжение в тяговой сети за время t_m (по расчетам СТЭ).

,

где U₀ – напряжение х.х. на шинах ТП;

– средние потери в тяговой сети за время хода поезда по рассматриваемому участку;

– средняя потеря на внутреннем сопротивлении тяговой подстанции (вызванная тяговой нагрузкой );

– отклонение напряжения с первичной стороны ТП.

Система переменного тока 27,5 кВ.

Отличной особенностью режима напряжение переменного тока является то обстоятельство, что индуктивное сопротивление (X_L) в питающей сети оказывает очень большое влияние. При чем X_L связанно с коэффициентом мощности К_м.

Чем меньше К_м, тем влияние индуктивности больше и наоборот. Следует помнить, что мощность электровоза будет постоянна.

Наличие трансформатора на электровозе позволяет повысить уровень напряжения на электровозе при его снижении в тяговой сети путем уменьшения коэффициента трансформации. Однако это можно делать не безгранично, а, лишь в пределах 10 -15 % от U_ном.

Снижение К_м ведет к увеличению тока в тяговой сети, а значит к увеличению потерь, а значит к еще большему снижению уровня напряжения. Это недостаток регулирования уровня напряжения путем снижения К_м.

Кроме того следует учитывать, что при регулировке U на электровозе (через трансформатор) может возникнуть ситуация восстановления уровня напряжения и это приведет к резкому увеличению уровня напряжения на электровозе.

Все это говорит о необходимости поддержания требуемого уровня напряжения в тяговой сети средствами, применяемыми в СТЭ (поперечная и продольная компенсация).

Допустимые значения напряжения (согласно ПТЭ и ГОСТ 6962 – 75):

- для системы постоянного тока 2700 – 4000 В (U_ном = 3300 В);

- для системы переменного тока 21000 – 29000 (U_ном = 27500 В).