|
Расчет потерь напряжения и мощности
Падение напряжение до поезда определяется из предположения нахождения на каждом пути зон подстанция - пост секционирования одновременно не более одного поезда. В случае нахождения поезда на участке подстанция А-пост секционирования падение напряжения для поезда N_1 в сечении i, определится по формуле Ui=I1i*(R0*(S-SA)+RA). Где I1i - суммарный ток первого фидера подстанции А с учетом токов всех поездов, находящихся в рассматриваемом сечении i. Потери мощности для одного поезда с током Ii в сечении i можно оценить по значению его тока ∆Pi=Ui*Ii. Мощность, потребляемая поездом, рассчитывается по формуле Pi=(UA0-Ui)*Ii . Значения суммарного тока фидера подстанции считывается с листа Сумма_поездов, а сам расчет производится на листах с именами Поезд_1, Поезд_2,. По значениям мощностей и потерь мощностей в тяговой сети вычисляется коэффициент полезного действия тяговой сети. КПД=Pi/(Pi+∆Pi).
В таблице 7 приведены суммарные токи при движении всех 6 поездов, а на рисунке 5 приведен суммарный график.
Таблица 7 – расчет токов фидеров от суммарной нагрузки
t
| IS1
| IS2
| IS3
| IS4
| IS5
| IS6
| сумма
| DP
| P
| h
| 0,0
| 826,9
| 127,7
| 145,1
| 127,7
| 145,1
| 127,7
| 0,0
| 148,8
| 5251,2
| 97,2
| 1,0
| 784,8
| 135,6
| 154,1
| 135,6
| 154,1
| 135,6
| 0,0
| 167,8
| 5232,2
| 96,9
| 2,0
| 756,8
| 141,0
| 160,2
| 141,0
| 160,2
| 141,0
| 0,0
| 178,8
| 5221,2
| 96,7
| 3,0
| 728,7
| 146,3
| 166,2
| 146,3
| 166,2
| 146,3
| 0,0
| 188,6
| 5211,4
| 96,5
| 4,0
| 700,7
| 151,6
| 172,3
| 151,6
| 172,3
| 151,6
| 0,0
| 197,1
| 5202,9
| 96,4
| 5,0
| 672,6
| 156,9
| 178,3
| 156,9
| 178,3
| 156,9
| 0,0
| 204,3
| 5195,7
| 96,2
| 6,0
| 754,5
| 272,2
| 661,1
| 259,0
| 294,3
| 259,0
| 0,0
| 355,2
| 8644,8
| 96,1
| 7,0
| 730,0
| 281,0
| 650,3
| 267,4
| 303,9
| 267,4
| 0,0
| 371,6
| 8628,4
| 95,9
| 8,0
| 705,5
| 289,9
| 639,4
| 275,9
| 313,5
| 275,9
| 0,0
| 386,6
| 8613,4
| 95,7
| 9,0
| 681,0
| 298,8
| 628,6
| 284,3
| 323,1
| 284,3
| 0,0
| 400,2
| 8599,8
| 95,6
| 10,0
| 301,6
| 185,3
| 478,7
| 170,4
| 193,6
| 170,4
| 0,0
| 149,6
| 5250,4
| 97,2
| 11,0
| 295,8
| 190,6
| 463,9
| 175,3
| 199,2
| 175,3
| 0,0
| 154,6
| 5245,4
| 97,1
| 12,0
| 290,0
| 195,9
| 449,0
| 180,2
| 204,7
| 180,2
| 0,0
| 159,1
| 5240,9
| 97,1
| 13,0
| 284,2
| 201,2
| 434,1
| 185,1
| 210,3
| 185,1
| 0,0
| 163,0
| 5237,0
| 97,0
| 14,0
| 278,4
| 206,6
| 419,3
| 190,0
| 215,9
| 190,0
| 0,0
| 166,5
| 5233,5
| 96,9
| 15,0
| 1099,5
| 356,9
| 532,1
| 322,5
| 366,5
| 322,5
| 0,0
| 551,3
| 10248,7
| 94,9
| 16,0
| 920,2
| 222,9
| 214,6
| 204,8
| 232,7
| 204,8
| 0,0
| 355,4
| 6844,6
| 95,1
| 17,0
| 882,8
| 230,7
| 221,9
| 211,9
| 240,8
| 211,9
| 0,0
| 367,5
| 6832,5
| 94,9
| 18,0
| 845,4
| 238,6
| 229,2
| 219,0
| 248,8
| 219,0
| 0,0
| 377,3
| 6822,7
| 94,8
| 19,0
| 808,0
| 246,4
| 236,6
| 226,1
| 256,9
| 226,1
| 0,0
| 384,8
| 6815,2
| 94,7
| 20,0
| 686,7
| 154,3
| 175,3
| 154,3
| 175,3
| 154,3
| 0,0
| 200,8
| 5199,2
| 96,3
| 21,0
| 768,5
| 269,5
| 658,1
| 256,3
| 291,3
| 256,3
| 0,0
| 350,7
| 8649,3
| 96,1
| 22,0
| 744,0
| 278,4
| 647,2
| 264,8
| 300,9
| 264,8
| 0,0
| 367,6
| 8632,4
| 95,9
| 23,0
| 822,2
| 372,9
| 711,8
| 348,5
| 396,1
| 348,5
| 0,0
| 598,2
| 10201,8
| 94,5
| 24,0
| 811,7
| 378,7
| 698,3
| 354,3
| 402,6
| 354,3
| 0,0
| 609,3
| 10190,7
| 94,4
| 25,0
| 437,0
| 264,0
| 547,8
| 239,5
| 272,2
| 239,5
| 0,0
| 259,3
| 6940,7
| 96,4
| 26,0
| 445,2
| 266,3
| 530,2
| 241,8
| 274,7
| 241,8
| 0,0
| 264,2
| 6935,8
| 96,3
| 27,0
| 453,4
| 268,6
| 512,7
| 244,0
| 277,3
| 244,0
| 0,0
| 268,5
| 6931,5
| 96,3
| 28,0
| 461,6
| 270,9
| 495,2
| 246,2
| 279,8
| 246,2
| 0,0
| 272,2
| 6927,8
| 96,2
| 29,0
| 843,5
| 408,2
| 596,5
| 367,3
| 417,4
| 367,3
| 0,0
| 641,3
| 10158,7
| 94,1
| 30,0
| 1846,7
| 882,7
| 841,3
| 615,1
| 699,0
| 615,1
| 0,0
| 1814,3
| 17985,7
| 90,8
| 31,0
| 1702,5
| 773,4
| 508,8
| 483,2
| 549,0
| 483,2
| 0,0
| 1340,2
| 14859,8
| 91,7
| 32,0
| 1700,0
| 805,9
| 501,0
| 476,0
| 540,9
| 476,0
| 0,0
| 1315,0
| 14885,0
| 91,9
| 33,0
| 1697,6
| 838,4
| 493,3
| 468,9
| 532,8
| 468,9
| 0,0
| 1290,3
| 14909,7
| 92,0
| 34,0
| 1695,2
| 870,9
| 485,6
| 461,8
| 524,7
| 461,8
| 0,0
| 1266,2
| 14933,8
| 92,2
| 35,0
| 1499,5
| 323,4
| 284,6
| 284,6
| 323,4
| 284,6
| 0,0
| 725,4
| 10074,6
| 93,3
| 36,0
| 768,5
| 291,3
| 636,3
| 256,3
| 291,3
| 256,3
| 0,0
| 347,1
| 8652,9
| 96,1
| 37,0
| 744,0
| 300,9
| 624,8
| 264,8
| 300,9
| 264,8
| 0,0
| 363,6
| 8636,4
| 96,0
| 38,0
| 822,2
| 396,1
| 688,5
| 348,5
| 396,1
| 348,5
| 0,0
| 593,7
| 10206,3
| 94,5
| 39,0
| 811,7
| 402,6
| 674,3
| 354,3
| 402,6
| 354,3
| 0,0
| 604,3
| 10195,7
| 94,4
| 40,0
| 437,0
| 539,5
| 272,2
| 239,5
| 272,2
| 239,5
| 0,0
| 197,3
| 7002,7
| 97,3
| 41,0
| 445,2
| 521,8
| 274,7
| 241,8
| 274,7
| 241,8
| 0,0
| 202,8
| 6997,2
| 97,2
| 42,0
| 453,4
| 504,0
| 277,3
| 244,0
| 277,3
| 244,0
| 0,0
| 208,4
| 6991,6
| 97,1
| 43,0
| 461,6
| 486,2
| 279,8
| 246,2
| 279,8
| 246,2
| 0,0
| 214,0
| 6986,0
| 97,0
| 44,0
| 843,5
| 587,3
| 417,4
| 367,3
| 417,4
| 367,3
| 0,0
| 590,2
| 10209,8
| 94,5
| 45,0
| 1848,5
| 833,7
| 883,7
| 616,7
| 700,8
| 616,7
| 0,0
| 1847,3
| 17952,7
| 90,7
| 46,0
| 1704,2
| 500,9
| 774,6
| 484,7
| 550,8
| 484,7
| 0,0
| 1417,0
| 14783,0
| 91,3
| 47,0
| 1701,8
| 492,9
| 807,4
| 477,6
| 542,7
| 477,6
| 0,0
| 1393,5
| 14806,5
| 91,4
| 48,0
| 1699,4
| 484,9
| 840,1
| 470,5
| 534,6
| 470,5
| 0,0
| 1368,1
| 14831,9
| 91,6
| 49,0
| 1697,0
| 477,0
| 872,9
| 463,3
| 526,5
| 463,3
| 0,0
| 1340,8
| 14859,2
| 91,7
| 50,0
| 1499,5
| 284,6
| 323,4
| 284,6
| 323,4
| 284,6
| 0,0
| 725,4
| 10074,6
| 93,3
| 51,0
| 768,5
| 636,3
| 291,3
| 256,3
| 291,3
| 256,3
| 0,0
| 290,1
| 8709,9
| 96,8
| 52,0
| 744,0
| 624,8
| 300,9
| 264,8
| 300,9
| 264,8
| 0,0
| 305,3
| 8694,7
| 96,6
| 53,0
| 822,2
| 688,5
| 396,1
| 348,5
| 396,1
| 348,5
| 0,0
| 536,6
| 10263,4
| 95,0
| 54,0
| 811,7
| 674,3
| 402,6
| 354,3
| 402,6
| 354,3
| 0,0
| 547,2
| 10252,8
| 94,9
| 55,0
| 437,0
| 539,5
| 272,2
| 239,5
| 272,2
| 239,5
| 0,0
| 197,3
| 7002,7
| 97,3
| 56,0
| 445,2
| 521,8
| 274,7
| 241,8
| 274,7
| 241,8
| 0,0
| 202,8
| 6997,2
| 97,2
| 57,0
| 453,4
| 504,0
| 277,3
| 244,0
| 277,3
| 244,0
| 0,0
| 208,4
| 6991,6
| 97,1
| 58,0
| 461,6
| 486,2
| 279,8
| 246,2
| 279,8
| 246,2
| 0,0
| 214,0
| 6986,0
| 97,0
| 59,0
| 843,5
| 587,3
| 417,4
| 367,3
| 417,4
| 367,3
| 0,0
| 590,2
| 10209,8
| 94,5
| 60,0
| 1021,6
| 889,0
| 555,7
| 489,0
| 555,7
| 489,0
| 0,0
| 877,4
| 13522,6
| 93,9
| 61,0
| 905,4
| 591,7
| 399,7
| 351,7
| 399,7
| 351,7
| 0,0
| 270,9
| 5129,1
| 95,0
| 62,0
| 931,0
| 619,3
| 385,6
| 339,3
| 385,6
| 339,3
| 0,0
| 267,1
| 5132,9
| 95,1
| 63,0
| 956,6
| 646,8
| 371,4
| 326,8
| 371,4
| 326,8
| 0,0
| 264,5
| 5135,5
| 95,1
| 64,0
| 982,3
| 674,4
| 357,3
| 314,4
| 357,3
| 314,4
| 0,0
| 263,2
| 5136,8
| 95,1
| 65,0
| 812,9
| 130,3
| 148,1
| 130,3
| 148,1
| 130,3
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 66,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 67,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 68,0
| 102,7
| 75,4
| 85,6
| 75,4
| 85,6
| 75,4
| 0,0
| 20,4
| 1779,6
| 98,9
| 69,0
| 116,7
| 72,7
| 82,6
| 72,7
| 82,6
| 72,7
| 0,0
| 21,9
| 1778,1
| 98,8
| 70,0
| 130,7
| 70,0
| 79,6
| 70,0
| 79,6
| 70,0
| 0,0
| 23,0
| 1777,0
| 98,7
| 71,0
| 144,7
| 67,4
| 76,6
| 67,4
| 76,6
| 67,4
| 0,0
| 23,9
| 1776,1
| 98,7
| 72,0
| 158,8
| 64,7
| 73,5
| 64,7
| 73,5
| 64,7
| 0,0
| 24,4
| 1775,6
| 98,6
| 73,0
| 172,8
| 62,1
| 70,5
| 62,1
| 70,5
| 62,1
| 0,0
| 24,6
| 1775,4
| 98,6
| 74,0
| 560,4
| 178,2
| 202,5
| 178,2
| 202,5
| 178,2
| 0,0
| 220,7
| 5179,3
| 95,9
| 75,0
| 744,4
| 495,0
| 335,3
| 295,0
| 335,3
| 295,0
| 0,0
| 368,5
| 8631,5
| 95,9
| 76,0
| 779,3
| 520,8
| 319,1
| 280,8
| 319,1
| 280,8
| 0,0
| 340,4
| 8659,6
| 96,2
| 77,0
| 814,3
| 546,6
| 302,9
| 266,6
| 302,9
| 266,6
| 0,0
| 310,9
| 8689,1
| 96,5
| 78,0
| 849,3
| 572,4
| 286,8
| 252,4
| 286,8
| 252,4
| 0,0
| 280,0
| 8720,0
| 96,9
| 79,0
| 884,3
| 598,2
| 270,6
| 238,2
| 270,6
| 238,2
| 0,0
| 247,7
| 8752,3
| 97,2
| 80,0
| 812,9
| 130,3
| 148,1
| 130,3
| 148,1
| 130,3
| 0,0
| 155,5
| 5244,5
| 97,1
| 81,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 82,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 83,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 84,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 85,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 86,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 87,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 88,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 89,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 90,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 91,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 92,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 93,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 94,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 95,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 96,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 97,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 98,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | 99,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| 0,0
| | сред.знач.
| 756,8
| 369,9
| 381,4
| 255,5
| 290,4
| 255,5
| 0,0
| 422,9
| 0,0
| 0,0
| эффек.знач.
| 890,6
| 439,6
| 445,5
| 288,8
| 328,1
| 288,8
| 0,0
| 597,9
| 8621,0
| 95,6
|
Рисунок 5 – график движения поездов и токи фидеров
ВЫВОД
В данной части курсового проекта были получены навыки использования современного программного обеспечения для решения задач по расчёту системы тягового электроснабжения. Расчёт выполнялся в программе EXCEL. Результаты расчёта представлены на листах программы, для всех 8 поездов. В итоге были получены графики токов фидеров и графиков движения поезда.
КОРТЭС
Началом работы с данным пакетом является создание участка, т.е. ввод данных, необходимых для расчета:
Рисунок 6 – раздельные пункты
На графике показан продольный профиль движения поездов, с учетом особенностей заданного участка (скорости движения).
Рисунок 7 –продольный профиль движения нечетного поезда, с учетом особенностей заданного участка (скорости движения)
Рисунок 8 - продольный профиль движения четного поезда
Схема участка 3кВ
Участок состоит из 2 тяговых подстанций, одного поста секционирования на 10 км. Контактную подвеску выбирали таким образом, чтобы ее сопротивление соответствовало исходным данным. На обеих подстанциях установлены одинаковые трансформаторы:
Понижающий – ТДТГН-16000/110
Преобразовательный – ТДП-12500/10Ж-У1
В итоге получаем схему, представленную на рисунке 9.
Рисунок 9 – схема участка
График движения поездов
Рисунок 10 – график движения поездов
Расчеты рабочих режимов и пропускной способности системы 3 кВ
Расчет осуществляется по графику движения поездов. Задаем интервал времени от 0 до 60 минут и получаем следующее.
Таблица 8 - основные характеристики рабочего режима участка ТП А – ТП Б
Время расчета, мин: начало
|
| продолжительность 60
шаг 0,25
| Температура воздуха, °C
|
|
| Использованы графики движения
| путей
| 1-го, 2-го,3-го
| Расход энергии, кВт·ч:
на тягу
|
| потери в тяговой сети 279 (2,9%)
| рекуперация
|
|
| Ограничивающий ток выпрям., А
|
| ЭЧЭ ЭЧЭ А
| Огр. коэфф. нагрузки: выпрям.
| 0,59
| (доп. 1,0 30 мин)
| преобразовательный тр-р
| 0,59
| (доп. 1,0 30 мин) ЭЧЭ ЭЧЭ А
| понижающий тр-р
| 0,59
| (доп. 1,5 10 мин) ЭЧЭ ЭЧЭ А
| Напряжения, В: минимальное
|
| 2-й путь зоны ЭЧЭ А – ЭЧЭ Б
поезд № 4 на km 8,26 в 36 мин
| среднее 3-мин
|
| 2-й путь зоны ЭЧЭ А – ЭЧЭ Б
поезд № 4 на km 7,16
| Огр. темпер., °C: в конт. сети
| 2510*
| (доп. 120° 3 мин) Ф5 ЭЧЭ ЭЧЭ А
| в отсасывающей линии
|
| (доп. 90° 20 мин) ЭЧЭ ЭЧЭ А
| Таблица 9 - нагрузки тяговых подстанций
Наименование подстанции
| 0,25мин
Ток, А
|
|
|
| средн.
| Uш.ср, В
| Расход, приём
| кВт·чвозврат
| ТП А
|
|
|
|
|
|
|
| -
| ТП Б
|
|
|
|
|
|
|
| -
|
Таблица 10 - минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов
Межподстанционная зона
| Путь
| Uэ, В
миним.
| 3-мин
| Поезд №, на km
| ЭЧЭ А
| 1-й
|
|
| № 3, 16,21
| ЭЧЭ Б
| 2-й
|
|
| № 4, 7,16
|
| 3-й
| –
| –
| –
|
Таблица 11 - расход и потери электроэнергии, кВт·ч
Наименования энергосистем
| Приём
| Возврат
| Потери
в трансформаторах
| Подстанции
|
|
| нагруз.
| х. х.
| —
|
| –
|
|
| ЭЧЭ А
|
| –
|
|
| ЭЧЭ Б
|
| –
|
|
| Всего по участку
|
| –
|
|
|
Вывод: в данной части курсового проекта были получены навыки использования современного программного обеспечения для решения задач по расчёту системы тягового электроснабжения. Расчёт выполнялся в программе КОРТЭС. Результаты расчёта представлены на листах программы, для всех 8 поездов. В итоге были получены токи потребления поездов, скорости движения, выполнен расчет пропускной способности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таблица 12 – сравнение результатов расчета Excel иКОРТЭС
Excel
| КОРТЭС
| Нагрузка тяговой подстанции ТП А, А
|
|
| Минимальное напряжение на токоприемниках локомотивов, В
| 2995,6 (3300-189)
Поезд №4 на 8,5 км в 19 минут
|
Поезд №4 на 8,26 в 36 минут
| Расход энергии на тягу, кВт*ч
| 5251,2
|
| Потери энергии в тяговой сети, кВт*ч
| 148,8
|
|
Как видно, результаты расчетов имеют незначительные расхождения. Объясняется это тем, что при расчете вКОРТЕС принимались различного рода допущения. Выбиралась подвеска с сопротивлением тяговой сети, соответствующим исходным данным. Также были подобраны соответствующие сопротивления тяговых подстанций.
В результате выполнения курсового проекта были получены навыки работы в таких программах, как EXCEL, КОРТЭС.
В проекте были определены мгновенные токи фидеров подстанций, средние и эффективные значения этих токов, а также потери мощности и напряжения при движении по 3-х путному участку пакета однотипных поездов.
Библиографический список
1. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Алгоритмизация и САПР». Расчет системы тягового электроснабжения А.И. Бурьяноватый, В.Г. Жемчугов, О.А. Степанская. Санкт-Петербург 2004.
2. Требования к оформлению курсовых и дипломных проектов: учебно-метод. пособие / В.В. Ефимов. – 2-е изд. – СПБ.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 46 с.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|