3 Выбор месторасположения тяговой подстанции

3.1 Метод определения центра электрических нагрузок

Для того чтобы решить задачу выбора месторасположения^- тяговой подстанции, необходимо иметь следующие данные:

• точный план города, с тем чтобы можно было уста­навливать возможные места расположения тяговой подстанции и возможные схемы прокладки высоко­вольтных и низковольтных кабелей;

• расположение первичных источников питания; схему путей городского электрического транспорта, месторасположения депо городского электрического транспорта; тип подвижного состава;

• график движения (число пар поездов в час) в часы интенсивного движения.

На генеральный план наносят оси координат, сетку с шагом 10 мм. Так как проектируемые трамвайная и троллейбусная линии имеют большую протяженность и являются разветвленными, их делят на участки. На каждом участке находят центр тяжести нагрузок и его координаты. Величина нагрузки на участке в соответствующем масштабе показана в виде окружности (см. чертеж 1 «Выбор месторасположения тяговой подстанции»).

Ток на участке контактной сети, А:

(13)

где I_м – ток машины, А; l – длина участка проектируемой контактной сети, км; N – рабочая частота движения подвижного состава, машин/час; V_ср – средняя скорость на проектируемом участке, км/ч.

Затем, путем умножения тока участка на соответствующую координату, находят нагрузку на участке.

Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси абсцисс, А:

(14)

где I_n – ток на участке контактной сети, вычисленный выше по формуле (13), А; X_уч. – координата участка проектируемой линии по оси абсцисс, км.

Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси ординат, А:

(15)

где I_n – ток на участке контактной сети, вычисленный выше по формуле (13), А; Y_уч. – координата участка проектируемой линии по оси, км.

Центр тяжести электрических нагрузок определяются по методу определения центра тяжести плоских фигур.

Координата Y месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок находится по следующей формуле:

(16)

где – сумма токов на участках в зависимости от координаты нагрузок по оси ординат, А×км; – сумма токов на участках контактной сети трамвая и троллейбуса, А.

Координата X месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок:

(17)

где – сумма токов на участках в зависимости от координаты нагрузок по оси абсцисс, А×км; – сумма токов на участках контактной сети трамвая и троллейбуса, А.

В центре тяжести нагрузок или близко к нему, как позволяет план города, следует располагать тяговую подстанцию. После того как установлено месторасположение подстанции, ведется трассировка прокладки высоковольтных питающих линий (кабелей) высокого напряжения от источников питания и проводится секционирование контактной сети.

3.2 Определение координат месторасположения тяговой подстанции

Месторасположение тяговой подстанции для городского электрического транспорта выбирают в центре электрических нагрузок.

Проектируемые троллейбусные и трамвайные линии разбивают на участки (см. чертеж 1 «Выбор месторасположения тяговой подстанции №90). Количество участков и их длины приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Участки троллейбусной и трамвайной линий

Количество участков	1	2	3	4	5	6	7	8
Длина участка, км	0,96	0,88	0,92	1,30	0,66	0,45	0,60	0,50

Ток на участке контактной сети определен по формуле (13).

• для участка 1:

• для участка 2:

• для участка 3:

• для участка 4:

• для участка 5:

• для участка 6:

• для участка 7:

• для участка 8:

Затем, путем умножения тока участка на соответствующую координату, находят нагрузку на участке.

Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси абсцисс определен по формуле (14).

• на участке 1:

• на участке 2:

• на участке 3:

• на участке 4:

• на участке 5:

• на участке 6:

• на участке 7:

• на участке 8:

Ток на участке в зависимости от координаты нагрузки по оси ординат по формуле (14).

• на участке 1:

• на участке 2:

• на участке 3:

• на участке 4:

• на участке 5

• на участке 6:

• на участке 7:

• на участке 8:

Результаты расчета сведены в таблицу 5.

Таблица 5 – результаты расчетов координат нагрузок на линии

№ участка	Ток, А	Координата Y, км	Координата X, км	Нагрузка Ix, А×км	Нагрузка Iy, А×км
1	148,96	0,40	0,84	59,58	125,13
2	136,55	1,32	0,86	180,25	117,43
3	142,75	0,86	0,38	122,77	54,25
4	237,9	1,76	1,32	418,7	314,03
5	102,41	0,78	1,33	79,88	136,21
6	69,83	0,42	1,11	29,33	77,51
7	93,10	0,38	0,57	35,38	53,07
8	77,58	0,20	0,19	15,52	14,74
ИТОГО:	1009,08			941,41	892,37

Координата Y месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок определена по формуле (16):

Координата X месторасположения тяговой подстанции в центре электрических нагрузок по формуле (17):

По результатам расчета выбрано месторасположение тяговой подстанции на пересечении Ленинского проспекта и проспекта Героев. Схема месторасположения тяговой подстанции представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема месторасположения тяговой подстанции