Расчет основных электрических величин, необходимых для оценки работы системы электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Целью курсового проекта является расчет основных электрических величин, необходимых для оценки работы системы электроснабжения.

К таким величинам относятся:

- средние токи поездов I_пср, фидеров I_фср, тяговых подстанций I_тпср, характеризующие потребление электроэнергии поездом, фидером и тяговой подстанцией;

- средние квадратичные (эффективные) токи поездов I_пэ, фидеров I_фэ, тяговых I_тпэ подстанции, используемые для расчета мощности тяговых подстанции и выбора сечения проводов тяговых сетей;

- максимальные токи поездов I_пм, фидеров I_фм, тяговых подстанции I_тпм, применяемые для оценки перегрузочных способностей оборудования и настройки защиты от коротких замыканий;

- средняя потеря напряжения в тяговой сети , характеризующая среднее напряжение на токоприемнике, от которого зависит скорость движения поездов;

- максимальная потеря напряжения в тяговой сети до токоприемника поезда , по которой определяется возможность работы электровоза на максимальном удалении от подстанции;

- средние потери мощности в тяговой сети , используемые для оценки экономичности электроснабжения.

Глава 1. Построение графика движения поездов, кривой потребления тока и расчет параметров тяговой сети

Сопротивление одного километра тяговой сети:

, где

r_эп - эквивалентное сопротивление проводов контактной подвески (Ом/км);

r_эр - эквивалентное сопротивление всех рельсов (Ом/км).

r_о = 0,04 + 0,01 = 0,05 Ом/км

, где

с_м - удельное сопротивление меди (Ом * мм²/км);

S_м - сечение всех медных проводов (мм²);

S_а - сечение всех алюминиевых проводов (мм²);

S_пбсм - сечение всех биметаллических проводов (мм²).

, где

m_р - масса одного погонного метра рельса (кг);

N - число ниток рельсов на участке.

Время движения поезда по заданному участку длиной:

где

S - длина заданного участка в км;

V - заданная техническая скорость в км/ч;

км

мин

Глава 2. Расчет участка с односторонним питанием

Расчет мгновенной схемы №1:

, где

i_б3 - ток фидера;

i_n - ток каждого поезда на участке;

, где

.

, где

.

, где

Среднее квадратичное значение тока фидера находится по формуле:

, где

- это сумма всех квадратичных значений токов фидера подстанции;

m - количество мгновенных схем.

Таблица 1. Расчеты для участка с односторонним питанием.

Глава 3. Расчет участков с двухсторонним питанием

3.1 Расчет токов на фидерах подстанции, для схемы №1

, где

i_a - ток на фидере подстанции А;

L - длина участка с двухсторонним питанием.

, где

I_б2 - ток на фидере подстанции Б.

После вычисления токов на фидерах, необходимо выполнит проверку правильности вычислении. Сумма токов, выдаваемых на фидерах подстанции должна быть равна сумме токов, потребляемых всеми поездами. Допустимое отклонение +/- 5 А:

+ = 900+600; 1500 = 1500 , следовательно, вычисления верны.

3.2 Расчет падения напряжения до каждого поезда на участке

После построения точек токораздела становится видно, какой из поездов получает питание от обеих подстанции. Падение напряжения до точки токораздела считается от подстанции А, а после от подстанции Б.

3.3 Расчет потери мощности для участка с двусторонним питанием

Рассчитывается по формуле, аналогичной для одностороннего участка:

Таблица 2. Расчеты для участка с двухсторонним питанием.

Глава 4. Расчет мощности тяговых подстанций и КПД тяговой сети. Проверка сечения контактной подвески

электроснабжение сеть ток напряжение

4.1 Расчет мощности тяговых подстанций

, где

P_а - Мощность подстанции;

U_а - Напряжение подстанции (для всех тяговых подстанции принимается одинаковым, равным 3300 В);

I_аэ - средний квадратичный ток подстанции А.

, где

P_б - Мощность подстанции;

U_б - Напряжение тяговой подстанции;

I_бэ - средний квадратичный ток подстанции Б - вычисляется с учетом участка с односторонним питанием по формуле:

.

4.2 КПД тяговой сети

, где

Р_э - мощность потребляемая поездами (будет отличаться на величину потерь в тяговой сети).

.

4.3 Проверка сечения контактной сети

Проверяется для каждого участка отдельно по двум характеристикам:

1) По допустимому току, когда эффективный ток фидера сопоставляется с допустимым значением на подвеску, по условиям нагревания (2870 А - длительный ток для данного типа контактной подвески).

.

Для участка АБ - 673,9, верно.

Для участка БВ - , верно.

Следовательно, данный тип контактной подвески подходит для данных участков по условиям нагревания.

2) По уровню напряжения на токоприемнике за время движения под током, из условия:

Для участка АБ: ;

Для участка БВ: .

Данная контактная сеть удовлетворяет нас по уровню напряжения на токоприемнике, но так как значения отличаются от номинальных (V_э =3000В), в большую сторону, необходимо вычислить изменения технической скорости, по формуле:

;

Из расчетов видно, что техническая скорость увеличится, на обоих участках следования.

Глава 5. Определение стоимости потерь электрической энергии в тяговой сети

Стоимость потерь электроэнергии С, рассчитывается за год, по формуле:

, где

С_э - цена 1 кВт*ч электроэнергии;

- потери электроэнергии.

кВт.

Вывод

В данном курсовом проекте был произведен расчет системы электроснабжения для двух участков, с разной системой питания. Были найдены технические параметры контактной сети, произведены расчеты токов и напряжений подстанций и поездов. Произведен экономический расчет на потери мощности в тяговой сети. Данный тип контактной сети, полностью удовлетворяет заданному движению поездов, с поддержанием технической скорости в 60 км/ч. Модернизации контактной сети и подстанции в ближайшее время не требуется.

Размещено на Allbest.ru