Потери энергии на тяговой подстанции переменного тока складываются из потерь энергии DWпт в понизительных трансформаторах:
DWпт=DPпт×nпт×Tпт, (39)
где DPпт-средние потери мощности в понизительном трансформаторе, Вт;
nпт-число параллельно работающих понизительных трансформаторов;
Tпт-время работы в году, ч.
(40)
где DРхх-потери холостого хода трансформатора при номинальном
напряжении, кВт;
DРкi-потери короткого замыкания при номинальном токе для отдельной из
из обмоток, кВт;
DQхх-реактивная мощность намагничивания трансформатора, квар;
DQк-реактивная мощность рассеивания трансформатора, квар;
кпп-коэффициент повышения потерь, кпп=0,08;
Sпт,н-номинальная мощность трансформатора, кВА;
Sпт,э-эффективная мощность нагрузки трансформатора, кВА;
DQхх=(Sпт×Iхх %)/100, (41)
DQкi=(Sпт×uк%)/100. (41)
Для трехобмоточных трансформаторов в паспортных данных приведены значения падения напряжений между обмотками uк12%, uк13%, uк23% и потери мощности DРк, /7/. Значения указанных величин для отдельных обмоток могут быть определены из выражений:
DРк1=0,48×DРк;
DРк2 =0,23×DРк; (43)
DРк3 =0,29×DРк.
uк1% = 0,5×(uк12%+ uк13% - uк23%);
uк2% = uк12% - uк1%; (44)
uк3% = uк13% - uк1%.
Для первого варианта:
DQхх=(25000×1)/100=250 квар,
DРк1=0,48×145=69,6кВт,
DРк2 =0,23×145=33,35 кВт,
DРк3 =0,29×145=42,05 кВт,
uк1% = 0,5×(10,5+17-6)=10,75 %,
uк2% = 10,5-10,75=-0,25 %,
uк3% = 17-10,75=6,25 %,
DQк1=(25000×10,75)/100=2687,5 квар,
DQк2=(25000×(-0,25))/100=-62,5 квар,
DQк1=(25000×6,25)/100=1562,5 квар,
(69,6+0,08×2687,5)+ 
(33,35+0,08×(-62,5))+
+ 
(42,05+0,08×1562,5]=237,9 кВт,
DWпт=237,9×1×7000=1665300 кВт×ч.
Для второго варианта:
DQхх=(25000×1)/100=250 квар,
DРк1=0,48×145=69,6кВт,
DРк2 =0,23×145=33,35 кВт,
DРк3 =0,29×145=42,05 кВт,
uк1% = 0,5×(10,5+17-6)=10,75 %,
uк2% = 10,5-10,75=-0,25 %,
uк3% = 17-10,75=6,25 %,
DQк1=(25000×10,75)/100=2687,5 квар,
DQк2=(25000×(-0,25))/100=-62,5 квар,
DQк1=(25000×6,25)/100=1562,5 квар,
(69,6+0,08×2687,5)+ (33,35+0,08×(-62,5))+
+ (42,05+0,08×1562,5]=237,9 кВт,
DWпт=237,9×1×7000=1665300 кВт×ч.
ПРОВЕРКА ВЫБРАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПО ГРАНИЧНЫМ УСЛОВИЯМ
6.1. Проверка контактной сети по уровню напряжения
Проверка контактной сети по уровню напряжения произведена путем сопоставления фактического напряжения с допустимыми по условию:
Uдоп £ Uтп - Uпт,ср, (45)
где Uдоп-уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного
состава, установленный ПТЭ железных дорог, В.
Для первого варианта:
21000 £ 27500-549=26951 В.
Для второго варианта:
21000 £ 27500-1513,9=25986,1 В.
Уровень напряжения на токоприёмнике для обоих вариантов удовлетворяет требованиям ПТЭ.
Проверка сечения контактной подвески по нагреву
Проверка произведена по условию:
Iф,э £ Iдоп, (46)
где Iдоп-допустимый ток на контактную подвеску, А;
Iф,э-наибольший из среднеквадратичных токов фидеров, А.
Для первого варианта:
78,9 А £ 820А (условие выполняется).
_Для второго варианта:
59,5 А £1160 А (условие выполняется).
6.3. Проверка трансформаторов по перегреву
Проверка выполнена по условию:
Iтп,м < Iт,доп, (47)
Iтп,м - эффективный ток тяговой подстанции при максимальном числе
поездов;
Iт,доп - допустимый ток трансформатора с учетом перегрузки.
В данной работе трансформатор выбран с учетом перегрузки, поэтому такая проверка уже выполнена.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ И ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ЭКОНОМИЧНОГО
По каждому варианту определены приведенные годовые затраты
Эпрi = Сi + Ен × Кi, (48)
где Сi-годовые эксплуатационные расходы по варианту;
Кi-капитальные вложения по варианту;
Ен-нормативный коэффициент эффективности капиталовложений,
принятый согласно ПУЭ равным 0,12.
При расчете капиталовложений и эксплуатационных расходов учтены только составляющие, меняющиеся по вариантам.
Цены на объекты капитальных затрат приведены Ен к 2002 году.
Размер капиталовложений
К = Ктп + Ккс + Квл + Квсп + Кпп + Кж, (49)
где Ктп-стоимость всех тяговых подстанций, тыс. руб.;
Квл-стоимость присоединений тяговых подстанций к высоковольтным
линиям электропередачи, длина присоединений принята
равной 1 км, тыс. руб.;
Квсп-стоимость вспомогательных устройств, тыс. руб.;
Кпп-стоимость подъездных путей ко всем тяговым подстанциям, длинa
подъездных путей к каждой подстанции принята равной 0,6 км,тыс.
руб.;
Кж-стоимость жилья, при каждой тяговой подстанции предусмотрено
строительство жилья, тыс. руб.
Таблица 7