1.5. Экономическое сравнение двух схем питания контактной сети

Экономическое сравнение двух схем питания фидерной зоны производится по приведенным затратам:

, (1.32)

где: С_пр – приведенные затраты на сооружение и содержание контактной сети;

С_э – эксплуатационные расходы;

Е_Н –коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, равный 0,15;

К – капитальные вложения в контактную сеть рассматриваемого варианта.

Эксплуатационные расходы могут быть определены по формуле:

, (1.33)

где:  –амортизационные отчисления, составляющие 4,6% от капитальных затрат;

С_а=3 руб –стоимость 1кВт·ч активной энергии;

A_год – годовые потери электроэнергии в контактной сети рассматриваемого варианта, кВт·ч.

Капитальные вложения для параллельной схемы питания могут быть определены по формуле:

, (1.34)

где: С_кп – стоимость 1км контактной подвески;

l – длина фидерной зоны, км;

n – число путей;

К_пс –стоимость поста секционирования;

К_ппс –стоимость пункта параллельного соединения подвесок.

При узловой схеме питания /2/:

, (1.35)

Для параллельной схемы питания:

руб.;

руб.;

руб.

Для узловой схемы питания:

руб.;

руб.;

руб.

Экономически выгодным является вариант с параллельной схемой питания.

1.6. Расчет потерь напряжения в тяговой сети до расчетного поезда

Среднее значение напряжения на блок-участке U_бу за время хода поезда под током:

; (1.36)

где: U_о – напряжение на шинах тяговой подстанции 3,3 кВ для подстанций постоянного тока;

U_бу – падение напряжения в тяговой сети до расчетного поезда на лимитирующем блок-участке за время ₀/3, определяемое из кривой U_бу=f(t).

U_п – падение напряжения на внутреннем сопротивлении подстанции /2/, определяемое по формуле (38).

Для построения кривой U_бу=f(t) можно использовать метод характерных сечений графика движения поездов с составлением мгновенных схем нагрузок поездов, разбивая участок на 7 сечений (Приложение В). Предварительно следует для расчетной зоны построить график движения поездов. Из графика движения поездов необходимо выбрать отрезок (поезд) четного или нечетного направления, который бы соответствовал наибольшему значению токовой нагрузки на километрах выбранного отрезка.

Потери напряжения в тяговой сети до расчетного поезда для каждой мгновенной схемы определяются по формуле /2/:

, (1.37)

где r - омическое сопротивление двух путей, соединенных параллельно, 0,036 Ом/км;

l – длина фидерной зоны, км;

–расстояние от расчетной подстанции до расчетного поезда, км;

–ток i-го поезда, А;

–расстояние от расчетной подстанции до i-го поезда, км.

1 сечение:

2 сечение:

3 сечение:

4 сечение:

5 сечение:

6 сечение:

7 сечение:

Потеря напряжения на тяговых подстанциях определится по формуле:

, (1.38)

где: _п –приведенное внутреннее сопротивление подстанций и внешней системы электроснабжения, Ом;

t_i –время хода поезда по условному ограничивающему перегону, мин.;

t_im –время хода поезда по условному ограничивающему перегону под током, ч;

t – время хода поезда по фидерной зоне, мин.;

С – коэффициент, зависящий от числа путей С=1 при одном пути и С=0,5 при двух;

U – расчетное напряжение на шинах постоянного тока, 3400 В /2/.

, (1.39)

где: U₀ – напряжение холостого хода на шинах выпрямленного тока, 3800 В;

I_н – номинальный ток агрегата, 3000 А;

U_k% – напряжение короткого замыкания в % (10%);

S_Н – номинальная мощность первичной обмотки тягового трансформатора, 12 МВ·А;

S_КЗ – мощность к.з. на шинах, от которых получают питание тяговые трансформаторы, находится в пределах до 100 МВ·А;

n – число включенных в момент к.з. агрегатов;

n₀ – число рабочих агрегатов;

A – коэффициент относительного наклона внешней характеристики агрегата. Для схем звезда-звезда с уравнительным реактором или мостовой А=0,5 /2/.

.

A_wi –расход энергии на движение рассматриваемого поезда по условному ограничивающему перегону i, кВтч /2/.

Величину Аопределим по формуле:

(1.40)

где: U – расчётное напряжение на шинах постоянного тока, 3 кВ;

–среднее значение тока поезда за рассматриваемый промежуток времени t_i (Приложение Б);

Тогда:

.

Среднее значение напряжения на блок - участке U_бу за время хода поезда под током:

,

где: , определено из кривойU_бу=f(t) (Приложение Г).