1 Общая характеристика объекта
Электрическая энергия для всех потребителей (промышленности, населения города, трамвая, троллейбуса и др.) вырабатывается чаще всего электромашинными генераторами переменного тока. Для уменьшения потерь при ее передаче и распределении, напряжение, снимаемое на выходе электрогенератора, повышается трансформаторной подстанцией до 110кВ. Затем электроэнергия передается по высоковольтным линиям электропередач (ЛЭП) на большие расстояния, которые могут измеряться сотнями километров. К ЛЭП подключен ряд распределительных подстанций, отводящих электроэнергию к местным центрам электропотребления. Поскольку далее электроэнергия передается по улицам и населенным районам, на подстанциях напряжение для безопасности понижается трансформаторами. К понижающим трансформаторам подстанций подключены линии магистральной сети. В удобных точках этой сети устанавливаются пункты ответвления для распределительной сети электропотребителей. Питание тяговых подстанций городского электротранспорта осуществляется по кабельным (в редких случаях воздушным) трехфазным линиям.
На тяговой подстанции напряжение понижается до 600 В и переменный ток преобразуется выпрямителями в постоянный. По питающим линиям положительной и отрицательной полярности электроэнергия подается в контактные провода трамвая или контактные провода троллейбуса. Подвижной состав трамваев и троллейбусов получает электроэнергию через контакт токоприемников с контактным проводом, в трамвае второй контакт осуществляется через колесные пары и рельсы.
В максимальные часы нагрузки интервал времени для маршрута 29 равен 6 минут, для маршрута 33 равен 3 минут, для маршрута 38 равен 4 минут, для маршрута 54 равен 6 минут, для маршрута 55 равен 7 минут, для маршрута 37 равен 4 минут, для маршрута 46 равен 3 минут, для маршрута 53 равен 5 минут, для маршрута 22 равен 9 минут, для маршрута 40 равен 8 минут. На данных участках проходит троллейбус модели АКСМ-321, со средним потребляемым током Icр = 130А [1]. Движение на всех участках двухстороннее.
2 Расчет электрических нагрузок тяговой сети
Рассчитать нагрузку тяговой сети – это значит определить ток на каждом участке. Ток на участке зависит от длины участка, величины среднего потребляемого тока единицей электроподвижного состава, от количества машин на участке и от скорости движения единицы электроподвижного состава.
Электрические расчеты устройств электроснабжения выполняют для максимальных заданных частот движения при наихудших условиях движения и максимальном расчетном потреблении тока единицами электроподвижного состава. Как правило, это соответствует зимнему сезону, когда полностью включены отопительные приборы, но в некоторых случаях это может быть и летний сезон.
На данных участках осуществляют движение троллейбусы модели АКСМ–321 со средним потребляемым током Icр = 130 А, [1].
Эксплуатационная скорость троллейбуса ⱴэ = 17 км/ч, [1].
Задаемся интервалами движения единиц электроподвижного состава:
T33 = 3 мин; Т38 = 4 мин; Т54 = 6 мин; T55 =7 мин; T37 = 4 мин; Т46 = 3 мин; Т53 = 5 мин; T22 =9 мин; T40 =8 мин.
Длины участков берём по факту: L1 = 0,30 км; L2 = 0,35 км; L3 = 0,22 км; L4 = 0,25 км; L5 = 0,28 км; L6 = 0,31 км; L7 = 0,28 км ; L8 = 0,15 км; L9 = 0,16 км; L10 = 0,30 км; L11 = 0,40 км; L12 = 0,45 км; L13 = 0,26 км; L14 = 0,20 км.
Для двухстороннего движения нагрузку на участке тяговой сети Iy, А находим по формуле
y=
ср
ср
·n
,
(2.1)
где N – частота движения, пар машин/ час;
Ly – длина участка, км;
n – число поездов (машин) одного маршрута на участке, шт.
Частота движения N, пар машин/час
N = , (2.2)
где Т – интервал движения, мин.
Число поездов (машин) одного маршрута на участке n, шт., определяется по формуле
(2.3)
Определяем частоту движения по формуле (2.2)
N1
=
6, пар машин/час.
Суммарная частота движения на участке сети определяется по формуле
∑Nn = N1 + N2+ N3 + Nn,пар машин/час. (2.4)
∑N1=∑N2=∑N3=∑N4=20+15+10+8,5= 53,5 пар машин/час,
Аналогично проводим расчет для всех участков пути и данные расчёта заносим в таблицу 2.1
Определяем нагрузку на участке Iy1, А, по формуле (2.1)
Iy1
=
Аналогично производим расчет для всех участков сети. Результаты заносим в таблицу 2.1.
Определяем число поездов одного маршрута по формуле (2.3)
n1
=
= 1,88
шт.
Таблица 2.1 – Результаты расчетов
-
Участок
Длина участка / длина кабеля
Ly, км / Lk, км
Число
машин на участке n, шт.
Количество маршрутов на участке, шт.
Нагрузка участка
Iy, A
1
0,30 / 0,25
1,88
4
245,0
2
0,35/ 0,50
2,20
4
286,0
3
0,22/ 0,65
1,38
4
180,0
4
0,25/ 0,20
1,38
3
179,7
5
0,28/ 0,15
1,54
3
201,0
6
0,31/ 0,10
1,70
3
222,8
7
0,28/ 0,30
1,54
3
201,0
8
0,15/ 0,35
0,80
3
107,8
9
0,16/0,38
0,26
2
34,50
10
0,30/0,36
0,49
2
64,70
11
0,40/0,28
0,66
2
86,00
12
0,45/0,10
0,74
2
97,00
13
0,26/0,60
0,43
2
56,00
14
0,20/0,55
0,33
2
43,00
Суммарный ток равен
In = ∑Iy = 2004,4 А.