Расчет температур контактных проводов и токов фидеров

Для расчёта температур нагрева проводов в месте присоединения фидеров подстанций необходимо знать: ток поезда при следовании по межподстанционным зонам в оба направления, расстояние между подстанциями, типы проводов, используемых в подвесках контактной сети, их удельное сопротивление и допустимые токи, места установки ПС и ППС, длины участков контактной сети с дополнительными усиливающими проводами.

Данные о подвеске, используемой на участке Нигозеро - Медвежья Гора приведены в табл.4.1.

Таблица 4.1

Сопротивление и допустимые токи подвесок на участке Нигозеро - Медвежья Гора

При временных перегревах контактных проводов происходит уменьшение их прочности, которая зависит от температуры проводов и длительности нагретого состояния. При периодических перегревах происходит постепенное уменьшение прочности контактных проводов. Как показали исследования ВНИИЖТа, при температуре 180⁰С понижение прочности контактных проводов до минимально допустимого значения происходит за два часа.

Расчёт температур начинается с выбора участка, на котором ток фидера достигает максимального значения. Для этого рассчитаны токи фидеров для межподстанционной зоны при движении поездов в чётном и нечётном направлениях.

Расчёт произведён для одного поезда. Ток фидера I_ф найден по формуле, А:

где I_п-ток поезда на расстоянии х подстанции, А;

х- расстояние от подстанции до поезда, км;

L- длина межподстанционной зоны, км.

Пример расчёта тока фидера для межподстанционной зоны Нигозеро - Медвежья Гора выглядит следующим образом. Ток поезда принят по результатам тяговых расчётов, приведённых в табл.3.4. Расстояние до поезда отсчитано от подстанции Нигозеро. Длина межподстанционной зоны Нигозеро - Медвежья Гора Равна 95 км (рис.1.1).

(А).

Ток контактного провода определён по распределению токов по проводам контактной подвески пропорционально отношению сечения контактного провода к суммарному сечению проводов подвески.

Ток контактного провода I_кп найден по формуле, А:

где I_ф- ток фидера, А;

S_кп- сечение контактного провода, мм²;

S_сумм- суммарное сечение проводов контактной подвески, мм².

Пример расчёта тока контактного провода в месте подключения подстанции Нигозеро выглядит следующим образом. На межподстанционной зоне использована контактная подвеска типа ПБСМ-95+МФ100+2А-185. Сечение контактного провода для неё S_кп=100 мм². Суммарное сечение проводов контактной подвески S_сумм=380 мм².

Ток контактного провода I_кп на расстоянии 0,20 км от подстанции Нигозеро равен:

(А).

Расчёт температуры перегрева контактных проводов относительно температуры окружающего воздуха произведён по формуле, ⁰С:

где - температура перегрева контактных проводов, ⁰С;

I_ф - ток контактного провода рассматриваемого участка, А;

I_н - номинальный ток контактного провода, А;

Т - постоянная времени нагрева контактного провода, с;

t - текущее время, с.

Температура нагрева контактных проводов на участке Нигозеро - Медвежья Гора :

Постоянная времени нагрева контактных проводов принята равной шести минутам. Это соответствует минимальной скорости охлаждающего ветра равной 1 м/с.

Полностью расчет максимальных температур контактных подвесок, питающих и отсасывающих линий произведен в пакете программ КОРТЭС. Результаты расчета по различным вариантам усиления представлены табл. 4.2 - 4.4

Таблица 4.2

Результаты расчета максимальных температур контактной подвески, ?С, для существующей схемы

Таблица 4.3

Результаты расчета максимальных температур контактной подвески, ?С, при установке УПК на тяговых подстанциях Медвежья Гора и Нигозеро

Лимитирующей во всех случаях является температура отсасывающего фидера. Таким образом, в данном случае требуется увеличение сечения отсасывающего фидера с 4А-185 до 6А-185.

Таблица 4.4

Результаты расчета максимальных температур контактной подвески, ?С, при сооружении новой тяговой подстанции Новый Посёлок

11