Электроснабжение железных дорог. исследование мгновенных схем электрифицированного участка при различных схемах питания тяговой сети (стр. 1 )

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

, ,

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.

ИССЛЕДОВАНИЕ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО УЧАСТКА

ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ПИТАНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ

Методические указания к лабораторной работе

Ростов-на-Дону

2006

УДК 621.331:621.311 (07) + 06

Жарков, Ю. И.

Электроснабжение железных дорог. Исследование мгновенных схем электрифицированного участка при различных схемах питания тяговой сети: методические указания / , , .; Рост. гос. ун-т путей сообщения. − Ростов н/Д, 2006. − 25 с. : ил.7. Библиогр. : 3 назв.

Содержатся рекомендации для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Электроснабжение железных дорог». Методические указания предназначены для студентов специальности 19040165/101800 «Электроснабжение железных дорог».

Рецензент канд. техн. наук, доц. (РГУПС)

Учебное издание

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ. ИССЛЕДОВАНИЕ МГНОВЕННЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО УЧАСТКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ ПИТАНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ

Методические указания к лабораторной работе

Редактор

(Корректор )

Подписано в печать 28.12.06. Формат 60/84/16.

Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. .

Уч.-изд. л. 1,37. Тираж 100 экз. Изд. № 000. Заказ № .

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Ризография РГУПС.

Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. им. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.

© Ростовский государственный университет путей сообщения, 2006

Оглавление

 

1 Общие положения

2 Расчет мгновенных схем тяговой сети постоянного тока

3 Расчет мгновенных схем тяговой сети переменного тока

4 Компьютерная модель «Расчет токов фидеров»

5 Порядок работы с компьютерной моделью

6 Компьютерная модель «Расчет мгновенных схем»

7 Порядок работы на компьютерной модели «Расчет мгновенных схем»

8 Программа лабораторной работы

9 Контрольные вопросы

10 Библиографический список

1 Общие положения

При проектировании системы электроснабжения все расчеты базируются на заданной схеме питания, числе, расположении и значениях нагрузки. При этом важно определить, какая схема наиболее эффективна. Исследования схемы питания ранее проводились на аналитической или физической (стенды) моделях. С широким применением компьютерных технологий появилась возможность моделировать и рассчитывать параметры системы электроснабжения на ЭВМ. Это позволило сделать процесс исследований более глубоким и менее трудоемким.

При расчете системы электроснабжения определяются основные технические и экономические показатели ее работы, к которым относятся: уровень напряжения, потери энергии, максимальные токи нагрузки фидеров подстанции и др. Особенностью тяговых нагрузок является непрерывное изменение их числа, величины и места расположения на участке. Для проведения расчетов непрерывный процесс заменяют прерывистым и рассматривают конкретные моменты времени.

Мгновенными схемами принято называть схемы с расположением поездов в определенный момент времени. Рассмотрим особенности расчета мгновенных схем для тяговой сети постоянного и переменного токов.

2 Расчет мгновенных схем тяговой сети постоянного тока

2.1 Линии с односторонним питанием при постоянном токе

Однопутные участки и многопутные при параллельном соединении проводов смежных путей. Нагрузка фидера подстанции А на однопутном участке.

, (1)

где – ток поезда с номером ;

m – число поездов в фидерной зоне.

Потеря напряжения, вызванная током поезда с номером , находящегося на расстоянии от тяговой подстанции, при постоянном сопротивлении 1 км тяговой сети.

,

где – сопротивление 1 км тяговой сети на однопутном участке, Ом/км;

– ток поезда с номером ,

– расстояние от подстанции А до поезда с номером .

Рассчитывая потери напряжения только в проводах контактной сети или только в рельсах, в формулы подставляют вместо сопротивления соответствующие значения rкс или rр. Потерю напряжения в сети до какой-либо нагрузки, например, до lk , можно рассчитать по формуле:

(2)

Для однопутного участка – число поездов на этом участке. На многопутном участке при параллельном соединении всех путей величины , rкс и rр относятся ко всем путям. При этом – число поездов на всех путях.

Многопутные участки при раздельном питании проводов смежных путей. В этом случае потеря напряжения определяется отдельно для контактной сети одного пути по формулам (2) или , в которых r=rкс и – число поездов на этом пути и отдельно для всех рельсовых путей, соединенных параллельно. Здесь r=rр и – число поездов на всех линиях.

2.2 Линии с двусторонним питанием при постоянном токе

Однопутные и многопутные участки при параллельном питании проводов (или рельсов) смежных путей. Задача расчета линии с двусторонним питанием заключается в первую очередь в нахождении токов, идущих от питающих подстанций А и В, т. е. и . Можно представить себе линию АВ как линию с односторонним питанием из точки А и с отрицательной нагрузкой . в точке В, падение напряжения до которой . Это дает возможность использовать здесь выводы, полученные для одностороннего питания; тогда формула (2) перепишется в следующем виде:

где – сопротивление проводов и рельсов;

– имеет то же значение, что и выше.

Из последней формулы получим

(3)

Аналогично получим

(4)

Если напряжения в пунктах А и В равны, то

; . (5)

Следовательно, нагрузки подстанции могут быть представлены в виде:

; (6)

, (7)

где IOA и IOB – нагрузки подстанций при разных напряжениях.

Уравнительный ток, вызванный неравенством напряжений подстанций, подсчитывают по формуле

. (8)

Само собой разумеется, что . Если разность столь велика, что IY > IOB т. е. ток фидера подстанции В будет IB < 0, то формулы (4), (7) и (8) сохраняют свое значение только в случае, если на подстанции В общая нагрузка от путей, отходящих от подстанции в ту и другую сторону, больше нуля или если на подстанции В имеются приемники избыточной энергии рекуперации (инверторы или питающие устройства).

В первом случае ток данного фидера или данного плеча подстанции В на многопутном участке передается через ее шины на другой фидер или другое плечо питания. Во втором случае постоянный ток, поступающий на подстанцию, преобразуется в переменный ток соответствующего напряжения и передается в питающую линию либо поглощается в резисторах.

Если же суммарный ток подстанции В получается по расчету меньше нуля, а приемников избыточной энергии нет, то схема двустороннего питания превращается в схему одностороннего питания от подстанции А. Подстанция В тогда как бы отключается.