а, основанные на графике движения поездов (А.В.Воронин)

При применении метода, основанного на графике движения, для расчета тяговой сети данного участка берут из графика движения по­ездов всего электрифицированного участка часть, соответствующую рассматриваемому участку питания, и для удобства расчетов рас­полагают ее на одном чертеже с кривыми тока, потребляемого различ­ными поездами (рис. 41). Кривые потребляемого тока расположены таким образом, что по горизонтали отложены значения тока, а по вертикали — прой­денный путь.

Для установления месторасположения нагрузок (поездов) на участ­ке питания контактной сети в какой-либо момент времени проводят вертикальную прямую I — I. Точки пересечения этой прямой с кри­выми движения поездов на графике определяют месторасположение каждого поезда на участке питания в данный момент времени (тачки ш и аг — поездов прямого направления и точки би б₂ и б₃ — поездов обратного направления). Проводя горизонтальные прямые через каж­дую из указанных точек до пересечения с кривой тока, гхтребляемого поездом какого-либо типа, получаем для каждого поезда величину тока нагрузки в определенный момент времени.. Рав-

Ь, мин

Рис. 43. Сечение графика движе-              Рис. 44. График изменения тока на-

ния поездов по характерным                                         грузки

точкам

номерное сечение графика позволяет упростить расчеты и снизить затраты времени на их выполнение, особенно при расчетах проводов контактной сети на нагревание.

В этих случаях на кривых изменения тока, потребляемого каждым поездом, предварительно отмечают все точки, в которых происходит резкое изменение тока нагрузки. Проводя горизонтальные линии через эти точки до пересечения с кривыми движения на графике, соответ­ствующими данному типу поезда, получают точки, по которым необ­ходимо производить сечение графика.

Во многих из этих точек ток, потребляемый поездом, мгновенно изменяет свое значение, т. е. ток нагрузки поезда до и после этого момента времени имеет разные значения. Поэтому при проведении расчетов строят для таких сечений графика две схемы нагрузок. Месторасположение нагрузок в обеих схемах одинаково, но в первой из них — для поезда, у которого в данной точке происходит резкое изменение потребляемого тока, величина последнего принимается равной значению тока до рассматриваемого момента времени, а во второй — после этого момента времени. Ток нагрузки питающей ли­нии, потери напряжения до токоприемника того или иного поезда и другие величины определяют как для одной, так и для другой схемы нагрузок. Результаты расчета по первой схеме дают значение интере­сующей нас величины непосредственно до рассматриваемого момента времени, а по второй схеме — после этого момента. На рис. 44 для

сравнения показаны графики изменения тока питающей линии для одного и того же случая, которые получены при равномерном сечении графика (штриховая линия) и сечении графика по характерным точ­кам (сплошная линия).

Таким образом, производя сечения графика тем или иным спо­собом, получают схемы нагрузок, которые определяют их местораспо­ложение и величину в каждый рассматриваемый момент времени. На основании результатов расчета мгновенных схем нагрузок, соответ­ствующих выбранным сечениям графика в рассматриваемом периоде времени, строят график изменения интересующей величины: тока в питающей линии, потери напряжения до токоприемника электро­воза, потерь мощности в проводах контактной сети и т. п.

Большое значение имеет правильный выбор продолжительности периода, для которого в результате расчета должен быть построен график изменения той или иной величины. В зависимости от характера последней и цели расчета выбирают ту или иную длительность периода графика движения поездов. Для определения мощности подстанции необходимо располагать графиком ее нагрузки в период наибольшего сгущения поездов. При определении длительности этого периода ис­ходят из требований, которые предъявляются к устройствам электро­снабжения в зависимости от характера и условий работы данной ли­нии. Для проверки проводов контактной сети на нагревание достаточ­но иметь график изменения тока в питающих линиях в течение 1 ч за период наиболее интенсивной нагрузки.

При нахождении максимальной и средней величины потери напря­жения до токоприемника электровоза или моторвагонной секции дли­тельность расчетного периода должна быть достаточной, чтобы просле­дить изменение потери напряжения за все время прохождения данным поездом участка питания. Кроме того, для нахождения максимальных величин потери напряжения должен приниматься период графика движения, соответствующий наибольшему сгущению поездов на уча­стке питания. Также выбирается расчетный период при определении средней потери напряжения на токоприемнике поезда за время про­хождения его по лимитирующему перегону при проверке соответ­ствия выбранных устройств электроснабжения заданной пропускной способности участка.

Определение потерь мощности (энергии) в проводах контактной сети следовало бы выполнять исходя из продолжительности расчет­ного периода 24 ч. Однако в этом случае значительно увеличилась бы трудоемкость расчетов. Поэтому при определении потерь мощности в проводах контактной сети часто ограничиваются построением графи­ка для двух или трех характерных периодов и по ним определяют сред­нюю величину потерь мощности за сутки или за год. Вследствие этого появляется некоторая неточность в расчетах, но даже при этих усло­виях расчеты требуют значительной затраты времени. Поэтому при определении потерь мощности метод сечения графика практически используют редко и для этой цели обычно предпочитают применять упрощенные методы.

После построения графика изменения величин /, Ш и ДР оп­ределяют средние их значения в течение расчетного периода^ времени. Для этого вначале находят площадь, ограниченную ломаной линией, определяющей изменение данной величины, горизонтальной линией А А' и вертикальными линиями, проведенными из точек А я А' (рис. 45), и полученную величину площади делят на длительность расчетного периода Т. При определении площади можно воспользо­ваться планиметром или разбить расчетный период на ряд интервалов времени по точкам, в которых происходит излом линии, характеризу­ющей данную величину.

Площадь, соответствующая каждому интервалу, определяется как площадь трапеции; например, площадь интервала БВ

ББ -{- В В г; о

Определив площади всех интервалов времени расчетного периода и просуммировав их, получаем величину искомой общей площади.

Для определения мощности и числа агрегатов тяговой подстанции необходимо знать величину эффективного тока, т. е. среднеквадратич­ное значение тока, позволяющее, например, оценить нагрев тягового трансформатора. Для определения среднеквадратичного значения тока в питающей линии в течение заданного расчетного периода необходимо возвести в квадрат значение тока в питающей линии для каждой мгно­венной схемы нагрузки и построить график изменения квадратов тока в течение этого периода. Определяя, так же как и ранее, величину пло­щади, ограниченной ломаной линией полученного графика, и деля ее на продолжительность расчетного периода, получаем значение квадрата среднеквадратичного тока, а извлекая корень квадратный, вычисляем эффективное значение тока.

Для определения максимальной и средней потерь напряжения до токоприемника, а также потерь мощности в проводах контактной сети необходимо знать сопротивление тяговой сети и проводов контакт­ной сети.

Если построить кривые изменения тока, потребляемого поездом каждого типа, в зависимости от времени 1(() и кривые зависимости.

Пути от времени 8(() (график движения) в одинаковых масштабах, то графики изменения нагрузки питающих линии или подстанции в случае одностороннего питания можно построить суммированием в'" различные моменты времени значений тока по кривым 1(1) для поез­дов, находящихся на участке питания. При этом указанные кривые смещаются по времени в соответствии с заданным графиком движе­ния поездов. При двустороннем питании мгновенные значения токов, определяемые кривыми /(/), разбиваются на токи, приходящиеся на каждую из подстанций. Смещая по времени такие кривые друг от­носительно друга в соответствии с заданным графиком движения по­ездов можно получить мгновенные значения нагрузок на подстанции суммированием токов, приходящихся от отдельных поездов, а затем построить график изменения нагрузки. При построении таким спосо­бом графика нагрузки рассматривают все характерные точки кривых изменения тока, потребляемого отдельными поездами, _цт. е. точки, в которых происходит резкое изменение тока. Для каждой мгновенной схемы, исходя из найденного значения тока нагрузки питающей ли­нии может быть расчетным путем определена величина потери напря­жения на токоприемнике данного поезда, а затем построен график ее изменения и т. д. Описанный способ был усовершенствован К. Г. Марк-вардтом и получил название метода непрерывного исследования графика.