Расчет напряжения на токоприемнике электровоза с учетом влияния сопротивления контактной сети

Рассчитываем напряжение на токоприемнике электровоза Uэ по формуле:

.

где — - ток электровоза, А;

RЭKB — эквивалентное сопротивление контактной сети, Ом Для анализа величины падения напряжения в контактной сети при различных структурных схемах питания примем следующие допущения:

• -внутреннее электрическое сопротивление электровоза мало и им пренебрегают, то есть суммарная электродвижущая сила тяговых электродвигателей равна напряжению на токоприемнике электровоза;
• — сопротивление рельсовой цепи, а так же питающих линий, ввиду их малой величины, равно нулю;

— удельное сопротивление одного километра контактной сети р известно;

— напряжение на выходах обоих тяговых подстанций одинаково и составляет для электроподвижного состава магистральных железных дорог 3300 В.

Необходимые для расчетов электрические характеристики применяемых проводов приведены в таблице 3.6.

Таблица 5. — Удельные электрические сопротивления проводов контактной сети.

Марка провода.	Ом/км.
МФ-150(контактный).	0,118.
ПБСМ-2−95(несущий).	0,678.
А-185(усиливающий).	0,17.

Удельное электрическое сопротивление контактной сети определяем на основании исходных данных по таблице 3.6, учитывая тот факт, что все провода между собой соединены параллельно. Для этого определяем удельную проводимость контактной сети, км/Ом:

где, , , — удельные сопротивления соответственно.

контактного провода, вспомогательного провода, несущего троса, усиливающего провода.

Таким образом получаем:

Отсюда.

Расчет напряжения на токоприемнике электровоза с учетом влияния сопротивления контактной сети выполняем в следующей последовательности:

• 1. Определяем удельное эквивалентное сопротивление 1 км контактной сети =0,0411.
• 2. Составляем электрическую схему замещения для однопутного участка при одностороннем и двустороннем питании контактной сети, также для двухпутного участка с двусторонним питанием.

Рис. 7 — Эквивалентная схема замещения для случая одностороннего питания контактной сети на однопутном участке.

Рис. 8 — Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети на однопутном участке.

Рисунок 10 — Эквивалентная схема замещения для случая двухстороннего питания контактной сети на двухпутном участке при нахождении электровоза между ПС и ТП 2.

3. Согласно составленной схеме, записываем формулу эквивалентного сопротивления контактной сети .

R1 = сэ*х (3.13).

(3.14).

(3.15).

(3.16).

где l1, l2 — расстояния, соответственно от ТП1 до ПС и от ПС до ТП2, км;

X — расстояние от ТП1 до электровоза, км;

R1, R2 — сопротивление контактной сети при следовании электровоза, соответственно по первому и по второму участкам, Ом;

4. На рабочем листе MS Excel рассчитываем изменение сопротивления контактной сети для заданного участка железной дороги.

Таблица 6 — Результаты расчета эквивалентного сопротивления контактной сети.

5. Изменение напряжения на токоприемнике электровоза рассчитываем при условии постоянства тока электровоза для длительного режима. Ток электровоза определяем произведением тока длительного режима одного тягового электродвигателя ПТР рис. 4.109. на количество параллельных ветвей в схеме силовых цепей электровоза на параллельном соединении:

Результаты расчета напряжения на токоприемнике записываем в таблицу 3.8.

Таблица 7. Результаты изменения напряжения на токоприемнике.

6. По результатам выполнения пунктов 4 и 5 на миллиметровой бумаге формата А4 строим графики зависимостей от расстояния сопротивления контактной сети (см. рис.3.7) и напряжения на токоприемнике электровоза.

электровоз тяговый напряжение контактный.