Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей

Нормальным режимом называется такое состояние исправной и свободной от подвижного состава РЦ, при котором путевой приемник выдает дискретную информацию «Свободно». Схема замещения представлена на рисунке 3.2.

При расчете нормального режима критериями, определяющими режим работы РЦ, являются напряжение U, ток I и мощность S источника питания, при которых надежно срабатывает путевой приемник. Расчет РЦ выполняют при свободной РЦ, нормативном сопротивлении рельсовой линии, минимальном нормативном удельном сопротивлении изоляции балласта и минимальном напряжении источника питания.

Эквивалентное сопротивление изоляции:

Ом•км;

Коэффициент распространения определяют по выражению:

1/км;

Волновое сопротивление:

1/км;

Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяют по формуле:

Напряжение и ток в конце рельсовой линии:

В;

А;

Напряжение и ток в начале рельсовой линии:

В;

А;

Минимальное напряжение и ток ПТ:

В;

А;

Номинальные напряжения и ток ПТ с учетом колебания напряжения в сети ± 10%:

В;

А;

Мощность ПТ в нормальном режиме:

В•А;

Таблица 3.1 - Потери мощности в трансформаторах типа ПОБС

S, В•А	50	100	150	200	250	300
?Р, Вт	16	18	20	24	28	35
?Q, В•А	44	45	46	48	52	56

Из таблицы 3.1 определяем потери ?Р=24 Вт и ?Q= 48В•А. С учетом этих потерь определяем потребляемую мощность при свободности пути:

В•А;

Под режимом короткого замыкания подразумевается режим работы генератора при расположении нормативного поездного шунта в начале рельсовой линии, т. е. в точке подключения к ней генератора.

В режиме к. з. определяют мощность S_кз и ток I_кз на рельсах питающего конца, максимальном напряжении источника питания. Обычно ток и мощность в режиме к. з. превышают ток и мощность при нормальном режиме.

При расчете режима к. з. используют схему замещения (рисунок 2.2.1).



Рисунок 3.3 - Схема замещения кодовой РЦ в режиме к.з.

Входное сопротивление короткого замыкания:

Ом;

Ток короткого замыкания источника:

А;

Мощность короткого замыкания:

В•А;

Из таблицы 3.1 определяем потери ?Р=28 Вт и ?Q= 52В•А. С учетом этих потерь определяем потребляемую максимальную мощность при занятости пути:

В•А;

Определяем потребляемую среднесуточную мощность:

В•А

3.2 Расчет мощности, потребляемой СТ

Нагрузка на линейный трансформатор, а в конечном итоге на высоковольтную линию складывается из мощностей потребляемых отдельными приборами СЦБ: сигнальным и путевым трансформатором (СТ и ПТ) , рельсовыми цепями (РЦ), выпрямителем и т.д.

Для определения полной мощности линейного трансформатора воспользуемся формулой:

,

где P_пр - активная мощность всех потребителей электрической энергии, Вт

ДP_тр - активные потери в трансформаторе, Вт;

Q_пр - реактивная мощность всех потребителей электрической энергии, В·Ар

Таблица 3.3 - Результаты расчета

Вид нагрузки	Потребляемая мощность
	Среднесуточная	Максимальная длительная
	Р, Вт	Q,вар	Р, Вт	Q,вар
Лампа светофора	15		15
ДЯ с обогревом	31,7	14,8	31,7	14,8
Генератор ГКШ	2		2
Блок питания линейных цепей БПШ	7,2	9	22	10
Потери в сигнальном трансформаторе СОБС-2А	4,8	6	4,8	6
Трансмиттер КПТШ	20	2	20	2
Аварийное реле АСШ2-220	7	-	7	-
Обогрев шкафа с потерями в СОБС	53,7	6	53,7	6
Освещение шкафа и переносная лампа	-	-	90	-
Электропаяльник	-	-	90	-
Рельсовая цепь 50 Гц	192	131,63	276,6	74,1
ИТОГО*2	384	263,26	553,2	148,2

Определим на основании полученных данных полную мощность:

На основании значения полной мощности выбираем трансформатор типа ОЛ-2,5/10.

Найдем активные потери в трансформаторе ОЛ-2,5/10:

(3.6)

где ДPм -потери в меди, ДPм = 55 Вт;

ДPст -потери в стали, ДPст = 50 Вт;

Pн - номинальная мощность трансформатора.

Реактивные потери в трансформаторе ОЛ-2,5/10:

(3.7)

где - напряжение кз в трансформаторе, %;

- реактивная мощность всех потребителей электрической энергии, %;

Полная мощность линейного трансформатора:



4 Расчет комплекса электроснабжения устройств СЦБ участка железной дороги

4.1 Расчет мощности, потребляемой устройствами СЦБ участка

Рисунок 4.1 - Схема участка.

Таблица 4.1 - Параметры участка.

плечи	L1, км	L2, км	L3, км	L4, км	L5, км	L6, км	L7, км	L8, км	L9, км	Lуч, км
	3	8,813	14,749	18,59	22,44	26,762	35,7	44,9	55,5	56,5
нагрузки	P1, кВт	P2, кВт	P3, кВт	P4, кВт	P5, кВт	P6, кВт	P7, кВт	P8, кВт	P9, кВт	?P, кВт
	42,4	2,3	21,2	1,8	16,96	1,39	12,72	3,7	33,92	136,39
	Q1, кВ·Ар	Q2, кВ·Ар	Q3, кВ·Ар	Q4, кВ·Ар	Q5, кВ·Ар	Q6, кВ·Ар	Q7, кВ·Ар	Q8, кВ·Ар	Q9, кВ·Ар	?Q, кВ·Ар
	26,83	4,2	13,41	3,4	10,73	2,5	8,05	6,8	21,46	97,38
	S1, кВ•А	S2, кВ•А	S3, кВ•А	S4, кВ•А	S5, кВ•А	S6, кВ•А	S7, кВ•А	S8, кВ•А	S9, кВ•А	?S, кВ•А
	50,17	4,78	25,1	3,8	20,06	2,7	15,05	7,74	40,13	169,54

4.2 Расчет падения напряжения в линии

Расчет падения напряжения в линии производится обычно методом фиктивного плеча. Суть этого метода заключается в том, вся нагрузка, приложенная к высоковольтной линии, считается сосредоточенной в точке линии, удаленной от пункта энергоснабжения на расстоянии . Зная удельное сопротивление проводов, длину фиктивного плеча и ток, протекающий через сосредоточенную нагрузку, можно определить падение, как произведение этих величин.

Для определения длины фиктивного плеча условно принимается: вся нагрузка распределена равномерно по фазам; нагрузка станций сосредоточена и расположена у пассажирского здания каждой станции; нагрузка перегонов равномерно распределена по всей длине линии, что позволяет суммарную нагрузку перегонов считать приложенной в середине перегона.

Потери напряжения, рассчитанные таким методом, дают незначительные отклонения от действительных величин, Прежде чем приступить к определению длины фиктивного плеча , составляют расчетную схему питания устройств автоблокировки на участке между пунктами энергоснабжения. Примерный вид такой схемы дан на рисунке 4.1.

В этом случае длина фиктивного плеча определяется по формуле:

Так как длина фиктивного плеча меньше длины участка, то

км;

После определения длины фиктивного плеча приступаем к расчету падения напряжения в линии.

Падение напряжения в трехфазной линии со стальными проводами определяется по формуле:



(4.9)

где Z - полное сопротивление стального провода переменному току, определяется по таблице 4.5, Ом/км;

I - ток линии, А.

Таблица 4.5 - Сопротивление переменному току стального провода.

Ток, А	<1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Z, Ом/км	8,3	9,2	10,5	12,1	14	15,1	16	16,4	16,5	16,5

Ток линии:

(4.10)

где Uн - номинальное напряжение линии, кВ;

S - полная мощность с учетом потерь в стали, кВ·А ;

Полная мощность с учетом потерь в стали:

(4.11)

где - суммарная активная мощность на участке питания, кВт;

- суммарная реактивная мощность на участке питания, кВ·Ар

- удельная емкостная мощность стального провода С-5, при напряжении 10кВ, кВ·А/км.

Тогда,

Зная ток в линии по таблице 4.5, определим полное сопротивление стального провода переменному току Z=16,5 Ом/км.

Падение напряжения в трехфазной линии со стальными проводами:

Падение напряжения в трехфазной линии должно удовлетворять условию:

(4.12)

где - допустимые потери напряжения в линии, составляют 10% от Uн;

;

Следовательно, стальной тип провода применять нельзя, так как падение напряжения в нем превышает допустимое.

Тип провода линии электроснабжения А-35.

Падение напряжения в линии:

(4.13)

где r - активное сопротивление, ;

х - индуктивное сопротивление, ;

- удельная емкостная мощность, кВ·А/км ;

Считаем:

Падение напряжение в проводе АС-35 удовлетворяет условиям, а следовательно он может использоваться.



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы была разработана электропитающая установка для устройств СЦБ для двух станций с микропроцессорной централизацией МПЦ Ebilock-950 и электрической централизацией выполненная по типовому альбому БМРЦ. Кроме того произведен расчет перегонных потребителей, выбрана мощность линейного трансформатора обеспечивающая требуемую мощность искомых потребителей.

В курсовом проекте выбрана безбатарейная система электропитания В результате расчетов для двухпутного участка железной дороги на тяге постоянного тока, по данным расчета выбран тип аккумуляторной батареи: СК10 на 360 А·ч, и ток плавкой вставки - 80 А. Так же определен тип дизель-генераторного агрегата - ДГА-2-24М1. Определены мощности потребляемые рельсовыми цепями, сигнальным точками, линейным трансформатором; мощности, потребляемые устройствами СЦБ участка и рассчитано падение напряжения в линии.



Библиографический список

1. Лазарчук В.С. Электропитание устройств электрической централизации: Учебное пособие / В. С. Лазарчук; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. 69 с.

2. В.С. Аркатов и др. Рельсовые цепи магистральных дорог: справочник. М.: Миссия-М, 2006, 496с.

3. В.И. Сороко, В.А. Милюков. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: справочник. В 2 ч. Ч. 1. М.: Планета, 2000. 960 с.

4. В.И. Сороко, Е. Н. Розенберг. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: справочник. В 2 ч. Ч. 2. М.: Планета, 2000. 1008 с.

5. В.И. Сороко, В.М. Кайнов. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: справочник. В 3 ч. Ч. 3. М.: Планета, 2003. 1118 с.

6. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Под ред. Вл. В. Сапожникова. М.: Маршрут, 2005. 453 с

7. http://aich80.narod.ru/index.files/sprav.files/popov_olin.pdf

Приложение А

Функциональная схема панели ПВ1-ЭЦК.



Приложение Б

Функциональная схема панели ПР1-ЭЦК.



Приложение В

Функциональная схема панели ПВП1-ЭЦК.



Приложение Г

Функциональная схема панели ПСТН1-ЭЦК.



Приложение Д

Функциональная схема панели ПП25.1-ЭЦК.



Приложение Е

Компоновка питающей установки ЭЦ крупной станции.



Приложение Ж

Функциональная схема ЭПУ Ebilock-950



Приложение И

Схема электропитания СТ

Размещено на Allbest.ru

...