Расчет потерь напряжения в тяговой сети

Одним из важнейших показателей железных дорог является пропускная способность, измеряемая количеством пар поездов пропускаемых по участку за расчетный (как правило сутки) период. Для электрических железных дорог пропускная способность зависит от уровня напряжения на токоприемнике расчетного поезда, идущего по лимитирующему перегону. В свою очередь, уровень напряжения определяется потерями напряжения в элементах системы тягового электроснабжения и некоторых других факторов (к их числу нужно отнести уровень напряжения холостого хода и мощность системы внешнего электроснабжения. (В условиях курсового проекта мощность системы внешнего электроснабжения примерно оценивается и задается величиной мощности короткого замыкания на вводах тяговых подстанций).

 Выходная информация программы такова: значения длины фидерной зоны, потери напряжения по нечетному и четному пути для раздельной, узловой и параллельной схем соединения соответственно по фидерным зонам (В).

 

Алгоритм расчета:

 Среднее значение потери напряжения в тяговой сети за время хода поезда по автоматической характеристике по перегону определяется по формулам [1], предполагающим, что все поезда, кроме рассматриваемого, потребляют энергию равномерно по длине фидерной зоны. При системе переменного тока учитывается полное электропотребление, полное сопротивление тяговой сети двухпутного участка и взаимное сопротивление тяговой сети двухпутного участка

(принимается равным 0.13 Ом/км).

Расчет производится при помощи подпрограммы blok09 программного комплекса BLOK.

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ

 В ТЯГОВОЙ СЕТИ

 

 ВВЕДИТЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

 ПРИЗНАК РОДА ТОКА М:

(ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА М=0, ДЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА М=1)

 M = 1

 СУТОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА = 60

 ЧИСЛО ФИДЕРНЫХ ЗОН = 5

 

 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ 1 -Й ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ

 

 ПРИЗНАК НЕОБХОДИМОСТИ РАСЧЕТА

 (1-РАСЧЕТ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, 0-РАСЧЕТ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ)

 

 ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ УЗЛОВОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 

 ДЛИНА ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ (КМ) = 36

 

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 ОБОИХ ПУТЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО = 0.163

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ, КВТ*Ч (КВА*Ч),

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 491

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 2263.5

ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА НЕЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА ЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ДЛИНА ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ВРЕМЯ ХОДА ПОЕЗДА ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (МИН)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 7.1

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ =

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ КВТ*Ч (КВА*Ч)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 82

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 377.3

  ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ 2 -Й ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ

 

 ПРИЗНАК НЕОБХОДИМОСТИ РАСЧЕТА

 (1-РАСЧЕТ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, 0-РАСЧЕТ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ)

 

 ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ УЗЛОВОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 

 ДЛИНА ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ (КМ) = 36

 

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 ОБОИХ ПУТЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО = 0.163

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ, КВТ*Ч (КВА*Ч),

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 848.1

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 2508.6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА НЕЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА ЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ДЛИНА ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ВРЕМЯ ХОДА ПОЕЗДА ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (МИН)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 7.1

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ КВТ*Ч (КВА*Ч)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 418.1

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 418

 

 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ 3 -Й ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ

 

 ПРИЗНАК НЕОБХОДИМОСТИ РАСЧЕТА

 (1-РАСЧЕТ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, 0-РАСЧЕТ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ)

 

 ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ УЗЛОВОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 

 ДЛИНА ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ (КМ) = 36

 

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 ОБОИХ ПУТЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО = 0.163

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ, КВТ*Ч (КВА*Ч),

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 732.5

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 2396.4

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА НЕЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА ЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ДЛИНА ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ВРЕМЯ ХОДА ПОЕЗДА ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (МИН)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 8

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 8

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ КВТ*Ч (КВА*Ч)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 122

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 399.4

 

 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ 4 -Й ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ

 

 ПРИЗНАК НЕОБХОДИМОСТИ РАСЧЕТА

 (1-РАСЧЕТ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, 0-РАСЧЕТ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ)

 

 ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ УЗЛОВОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 

 ДЛИНА ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ (КМ) = 36

 

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 ОБОИХ ПУТЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО = 0.163

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ, КВТ*Ч (КВА*Ч),

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 835

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 1438.5

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА НЕЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА ЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ДЛИНА ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 

 ВРЕМЯ ХОДА ПОЕЗДА ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (МИН)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 7.6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 7.4

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ КВТ*Ч (КВА*Ч)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 139.2

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 240

 

 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ 5 -Й ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ

 

 ПРИЗНАК НЕОБХОДИМОСТИ РАСЧЕТА

 (1-РАСЧЕТ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, 0-РАСЧЕТ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ)

 

 ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ УЗЛОВОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ КС: 1

 

 ДЛИНА ФИДЕРНОЙ ЗОНЫ (КМ) = 36

 

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 ОБОИХ ПУТЕЙ, СОЕДИНЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО = 0.163

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ, КВТ*Ч (КВА*Ч),

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 1119.4

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 2095.3

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА НЕЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 ДЛИНА УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА НА ЧЕТНОМ ПУТИ (КМ) = 6

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕГОНА (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 РАССТОЯНИЕ ОТ ПОДСТАНЦИИ ДО СЕРЕДИНЫ ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 18

 ДЛИНА ОТРЕЗКА ПУТИ,

 ПРОХОДИМОГО ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (КМ)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 6

 ВРЕМЯ ХОДА ПОЕЗДА ПОД ТОКОМ НА УСЛОВНОМ ПЕРЕГОНЕ (МИН)

 ПО НЕЧЕТНОМУ ПУТИ = 6.8

 ПО ЧЕТНОМУ ПУТИ = 7.1

 ЭКВИВАЛ. ПРИВЕДЕННОЕ ПОЛНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТС (ОМ/КМ)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 0.33

 РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА

 ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ КВТ*Ч (КВА*Ч)

 НЕЧЕТНОГО ПУТИ = 186.5

 ЧЕТНОГО ПУТИ = 349.2

 

 ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ В ТС (В)

-------------------------------------------------------------------

ФИДЕРНАЯ ДЛИНА СХЕМА СОЕДИНЕНИЯ КС

 ЗОНА ЗОНЫ,(КМ) РАЗДЕЛЬНАЯ УЗЛОВАЯ ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ

-------------------------------------------------------------------

 1 36.00 130/ 672 95/ 76 57/ 221

 2 36.00 723/ 723 228/ 189 537/ 454

 3 36.00 320/ 642 105/ 87 74/ 191

 4 36.00 240/ 322 73/ 66 50/ 76

 5 36.00 429/ 627 104/ 93 116/ 190

-------------------------------------------------------------------

 *** В ЧИСЛИТЕЛЕ - ДЛЯ НЕЧЕТНОГО ПУТИ, ***

 *** В ЗНАМЕНАТЕЛЕ - ДЛЯ ЧЕТНОГО ПУТИ. ***

Вывод: Теоретически потери в тяговой сети должны быть меньше при параллельной схеме соединения контактных подвесок, тем не менее в таблице, где приведены результаты расчётов касающиеся потерь напряжения, параллельная схема предпочтительней выглядит только по сравнению с раздельной схемой. Минимальные же потери напряжения в тяговой сети приходятся на узловую схему, возможно это связано с допущениями применяемыми при расчётах, в частности пренебрежением разницей взаимного сопротивления подвесок двухпутного участка.