Выбор сечения и числа проводов питающих и отсасывающей линий

Выбор (проверка) сечения проводов контактной сети по допустимому нагреванию

Перегрев проводов недопустим, следовательно сечение про­водов контактной сети должно быть выбрано таким, чтобы наибольший эффективный ток в контактной сети не превышал допустимого по нагреванию длительного тока для этого сече­ния (типа) контактной подвески.

Наибольший эффективный ток в контактной сети (вблизи тяговой подстанции) в упрощенных расчетах для двухпутной линии при двустороннем питании, полученный для условий движения наиболее нагруженного часа суточного графика дви­жения поездов (движение только грузовых поездов с задан­ным минимальным интервалом попутного следования) может быть определен по следующей формуле

(13)

где —расчетная максимальная нагрузка от грузовых по­ездов на 1

км на 1 путь (на токоприемнике электро­воза), кВт/км;

(14)

В формуле (14) Асут.гр—полученный выше суточный рас­ход энергии на движение грузовых поездов по фидерной зоне кВт-ч, остальные величины в формуле (14) являются исход­ными данными.

Не следует забывать, что для участка переменного тока в формулу (14) необходимо подставлять вместо Асут.гр

(15)

U —среднее расчетное напряжение в тяго­вой сети:

U = 3000 В—при постоянном токе;

U= 0,9 U Н = 22500 В—при переменном токе;

kн —заданный коэффициент неравномерности потребления по путям;

k_Т —заданный коэффициент запаса, учитывающий нерав­номерность электропотребления в течение 1 часа (от­ношение средней нагрузки за 15-"-20 мин к средней за 1 час);

с—коэффициент, учитывающий схему питания; для дву­стороннего питания (что в данном случае соответствует как двусторонней параллельной, так и узловой схе­мам соединения путей) с=2;

kэ-коэффициент эффективности для двухпутной линии при двустороннем питании может быть определен по формуле

(16)

В формуле (16):

- заданное отношение времени хода поезда ко времени хода под

током;

п —среднее число поездов, одновременно находящихся на фидерной

зоне при полном использовании про­пускной способности линии

(17)

Полученную величину сопоставляют с допустимыми по

нагреванию нагрузками для различных типов (сечений) контактных

подвесок.

Для выбранного сечения контактной подвески должно вы­полняться условие

(18)

Таблица 11

Тип контактной подвески или провода	Сече ние прово дов,	Допус ти мая наг руз ка,	Тип контактной подвески или провода	Сечение проводов,	Допусти мая наг руз ка,
ПБСМ-70…	25	200	ПБСМ-95+2МФ-100…	232	1340
ПБСМ-95…	32	260	ПБСМ-95+2МФ-100+А-185	343	1970
М-95…	93	600	ПБСМ-95+2МФ-100+2А-185	455	2550
М-120…	117	700
А-150…	90	500	М-95+МФ-100…	193	1200
А-185…	111	600	М-95+2МФ-100…	293	1800
МФ-85…	85	550	М-95+2МФ-100+А-185…	404	2370
МФ-100 (МФО-100)	100	600	М-95+2МФ-100+2А-185	515	3000
Бр Ф-100 (Бр ФО-100)	100	600
МФ-150…	150	750	М-120+МФ-100…	217	1280
С-70+МФ-85	85	550	М-120+2МФ-100…	317	1880
ПБСМ-70+МФ-100	110	620	М-120+2МФ-100+А-185...	428	2510
ПБСМ-70+МФ-100	125	670	М-120+2МФ-100+2А-185	539	2540
ПБСМ-95+МФ-100	132	740

3.Выбор типа контактной подвески

По рассчитанному сечению принимается ближайшее-

стандартное сечение цепной контактной подвески (см.. табл. 11).

В качестве усиливающих проводов обычно используют про­вода А-185, так как-по меди каждый из проводов А-185 равно­ценен подвеске бокового пути ПБСМ-70 + МФ-85, и это обсто­ятельство имеет значение при составлении схемы плавления гололеда с заменой в пределах станции каждого усиливающе­го провода А-185 подвеской бокового пути.

Следует иметь в виду, что в ряде случаев для участков

по­стоянного тока при достаточно больших весах поездов и высо­ких скоростях движения может получиться весьма значительная величина требующая применения трех и более

усиливающих проводов А-185 в подвеске каждого пути.

Учащемуся следует самому решить вопрос об окончательно принимаемом сечении подвески, имея в виду, что «минималь­ное

экономическое» сечение означает, что при данной величине сечения капитальные затраты при строительстве и годовые эксплуатационные расходы находятся в наивыгоднейшем со­отношении. Однако в ряде случаев желательно снижение строительной стоимости, пусть даже в ущерб дальнейшим экс­ллуатационным расходам. При этом отказываются от части или от всех усиливающих проводов, если только это возможно по допустимой токовой нагрузке и допустимым потерям напря­жения в тяговой сети.

4. Проверка выбранного сечения контактной сети по потере напряжения

Проверка выбранного сечения проводов контактной сети по потере напряжения производится сопоставлением ∆ U_TC с ,

где ∆ U_TC —расчетная величина потери напряжения в тяговой сети,

полученная при максимальной расчетной на­грузке на тягу на рассматриваемом электрифици­руемом участке при выбранном сечении контакт­ной подвески и заданном типе тяговых рельсов;

—допускаемая для каждого рода тока наибольшая величина потери напряжения в тяговой сети.

При проектировании на перспективу следует учитывать на­личие стабилизации напряжения на шинах тягового напряже­ния с помощью АРПН и других стабилизирующих устройств.

В этом случае может быть найдено по формуле

В, (19)

где U_ш —напряжение, поддерживаемое на тяговых шинах подстанций за счет стабилизирующих устройств.

Можно принять, что:

U_ш = 3600 В—при постоянном токе;

U_ш = 27200 В—при переменном токе;

—допустимое минимальное напряжение на пантографе электровоза;

= 2700 В—при постоянном токе;

=21000 В—при переменном токе.

Расчетная величина потери напряжения в тяговой сети мо­жет быть определена по следующим упрощенным формулам:

при переменном токе:

(20)

при постоянном токе:

(21)

Данные формулы справедливы для участков с равномер­ным

потреблением электроэнергии вдоль пути и с небольшим

расхождением по направлениям.

В формулы (20, 21) входят следующие величины:

р_н— максимальная расчетная нагрузка на тягу на 1 км, определена по формуле (14);

/—длина фидерной зоны, км;

с', с" —коэффициенты, учитывающие схему питания участка;

при схеме двустороннего питания при полном параллель­ном

соединении подвесок путей с' = 8, с"= 1;

при схеме двустороннего питания при узловом соединении

подвесок путей (двухпутный участок с постом секционирова­ния посередине) с'= 21, с" = 3;

—коэффициенты, учитывающие дополнительный рас­ход

энергии—см. пояснения к формуле (3);

—суммарное время занятия фидерной зоны макси­мальным

расчетным числом поездов N₀ за сутки

(22)

U —среднее расчетное напряжение в контактной сети:

U— 3000 В при постоянном токе;

U —22500 В при переменном токе;

—погонное, Ом/км, омическое сопротивление тяговой сети

(контактной сети и рельсов) постоянному току

(23)

где r_эк—сопротивление 1 км параллельно соединенных прово­дов

контактной сети фидерной зоны Ом/км (сопротив­ление

«эквивалентного контактного провода»).

Для однопутного участка значение r_эк = r_эк1,которое в зави­симости от типа подвески может быть принято по табл. 12.

Таблица 12

Тип контактной подвески	Сопротивление rэк1, Ом/км, при +20 С
М-95+МФ-100	0,0945
М-95+2МФ-100	0,0618
М-95+2МФ-100+А-185	0,0453
М-95+2МФ-100+2А-185	0,0358
М-120-МФ-100	0,0839
М-120+2МФ-100	0,0571
М-120+2МФ-100+А-185	0,0428
М-120+2МФ-100+2А-185	0,0342
ПБСМ1-70+МФ-85	0,1605
ПБСМ1-95+МФ-100	0,1361
ПБСМ1-95+2МФ-100	0,0773
ПБСМ1-95+2МФ-100+А-185	0,0532
ПБСМ1-95+2МФ-100+2А-185	0,0405

Примечание. При применении контактных проводов МФО-100 можно принимать те же значения г_эк1, что и для подве­сок с контактными проводами МФ-100. Для двухпутного участка при параллельном соединении контактных подвесок путей

Ом/км, (24)

при узловой схеме соединения контактных подвесок путей

r_эк = r_эк1, (25)

r_эр—сопротивление 1 км параллельно соединенной рельсовой цепи

двухпутного участка постоянному току, Ом/км.

Значение r_эр в зависимости от типа тяговых рельсов и чис­ла

параллельных путей может быть принято по табл. 13.

Таблица 13

Тип рельса	Сопротивление тяговых рельсов с учетом сопротивления стыков постоянному току rэр, Ом / км, при +20 С
при длине рельса 12,5 м	при длине рельса 25 м
одного пути	двух путей	одного пути	двух путей
Р43	0,224	0,0112	0,020	0,010
Р50	0,0195	0,0097	0,018	0,009
Р65	0,0155	0,0083	0,014	0,008
Р75	0,013	0,0065	0,012	0,006

—погонное, Ом/км, эквивалентное кажущееся сопротивле­ние

тяговой сети (контактной сети и рельсов) переменно­му току с учетом влияния выпрямительного устройства электровоза.

Значение для двухпутных участков при параллельном

соединении проводов в зависимости от типа подвески и типа рельсов может быть найдено по табл. 14.

Таблица 14

Тип контактной подвески	Тип рельсов	Сопротивление , Ом / км
ПБСМ-70+МФ-100	Р43	0,51
Р50	0,50
Р65	0,49
Р75	0,48
ПБСМ-95+МФ-100	Р43	0,49
Р50	0,48
Р65	0,47
Р75	0,46

Примечание. При применении контактного провода МФО-100 можно принимать те же значения , что и для подвесок с контакт­ным проводом МФ-100.

После того, как найдены значения и ∆ и, если , можно сделать вывод, что сечение контактной подвески выбрано правильно. В противном случае нужно уве­личить сечение

подвески усиливающими проводами; это при­ведет к уменьшению сопротивления тяговой сети, а, значит, и к уменьшению .

Воздушные питающие и отсасывающая линии выполняют­ся из алюминиевых проводов А-185 или А-150. В соответствии с действующими нормами (НТПЭ-68) сечение питающих и от­сасывающей линий выбирается по условиям нагревания.

Выполняя это условие, получим следующее число проводов А-185 в питающей линии

(26)

где =600 А—допустимый по нагреву длительный ток

для провода А-185 (табл. 11);

—наибольший эффективный ток фидера.

При наличии резервного (станционного) фидера

= ,

где —наибольший эффективный ток контактной подвес­ки

(вблизи тяговой подстанции), подсчитанный, выше по

формуле (13).

При отсутствии резервного фидера следует принять равным

сумме наибольших эффективных токов контактных подвесок двух путей.

Число проводов А-185 в отсасывающей линии

(27)

где —наибольший эффективный ток подстанции, ко­торый

приближенно (считая вторую фидерную зону данной

подстанции аналогичной заданной) может быть найден

по формулам:

для постоянного тока:

(28)

где — коэффициент эффективности, который в этом слу­чае

следует принять равным в среднем 1,03;

для переменного тока:

(29)

где k —коэффициент, учитывающий сдвиг по фазе нагрузок плеч

питания; если принять, что величина нагрузок плеч питания

(фаз тяговой подстанции) одинакова, то k=1,73.

Остальные величины в формулах (28, 29) те же, что и в формуле (13).

Полученные по формулам (26, 27) п_пл и п_ол округляются до

целого в большую сторону.

При расчете числа проводов в питающей линии для участ­ка

переменного тока следует иметь в виду, что окончательна принятое

число проводов в каждой линии должно быть не ме­нее двух

(из соображений надежности).

Примеры расчета экономического сечения проводов кон­тактной

сети, выбора типа контактной подвески и сечения пи­тающих и

отсасывающей линий.

Задание. Определить сечение контактной сети,

выбрать тип подвески, проверить его по нагреванию и

по допустимой потере напряжения, выбрать сечение

питающих и отсасывающих линий для следующих

условий.

Дата добавления: 2015-07-13