Розрахунок миттєвих схем для ділянок постійного струму

Сделаем допущение, что контактная подвеска является линейным элементом, т. е. ее сопротивление не зависит от нагрузки. В этом случае можно применить принцип суперпозиции – нагрузку многих поездов представить как сумму нагрузок каждого поезда.

Поездной ток фидера. Поездным током фидера принято называть ток фидера от одного поезда (рис. 4.1).

	При UА = UВ и линейной сети ток нагрузки распределяется обратно пропорционально расстоянию. Тогда можно записать:     , (4.1)
Рис. 4.1. Схема расположения поезда при двухстороннем питании
	где IфА(к) – поездной ток фидера под-

станции А; I_к – ток поезда; l_к – расстояние от поезда до подстанции В;
l – расстояние между подстанциями.

– уравнительный ток.

Ток фидера от всех поездов. Для n поездов по принципу суперпозиции ток фидера

.

(4.3)

Потеря напряжения до i-го поезда. Рассмотрим схему одностороннего питания (рис. 4.2).

Обратимся к упрощенной схеме (рис. 4.3).   Потеря напряжения до i-го поезда     , (4.4)   где – потеря напряжения при нагрузке Ijл на участке ljл;     – по-теря напряжения при нагрузке Ii на участке li; – потеря напряжения при нагрузке Ijп на участке li. Составляющие выражения (4.4) определяются как       ; (4.5)   ; (4.6)   , (4.7)
Рис. 4.2. Схема расположения поездов при одностороннем питании
Рис. 4.3. Упрощенная схема расположения поездов при одностороннем питании: Ijл – ток, потребляемый поездом слева от i-го; Ii – ток i-го; Ijп – ток, потребляемый поездом справа от i-го
где – сопротивление 1 км контактной сети.

Подставив выражения (4.5) – (4.7) в формулу (4.4), получим:

(4.8)

Если поездов, поездов, то, используя принцип суперпозиции для n поездов, можно записать:

(4.9)

В общем виде выражение (4.9) представляется как

(4.10)

Для двухстороннего питания учитывается распределение тока поезда
между тяговыми подстанциями.

Потери мощности. Мощность, передаваемая по фидеру тяговой подстанции,

.

(4.11)

Мощность всех n электровозов определяется выражением:

(4.12)

Для схемы одностороннего питания ток фидера можно получить как

(4.13)

Потеря мощности определяется как

(4.14)

где – потеря напряжения до поезда «к», .

При расчетах системы тягового электроснабжения могут быть два
вида задач:

требуется определить все расчетные величины применительно к определенному графику движения поездов (например, метрополитена);

требуется определить все расчетные величины в условиях, при которых не может быть задан определенный график движения поездов (это относится к движению поездов на магистральных участках железных дорог).

Нашедшие наиболее широкое применение в учебной, проектной и эксплуатационной практике методы расчета систем тягового электроснабжения могут быть разбиты на три группы:

1) методы расчета по заданному графику движения поездов;

2) методы расчета по средним размерам движения поездов;

3) методы расчета с учетом неравномерности движения поездов;