Род тяги поездов на участке железной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

1. Род тяги поездов на участке железной дороги - см. табл. 1

Электрическая переменного тока;

1. Условия внешнего электроснабжения поста МРЦ - два независимых источника электроэнергии государственных электросетей. Источники электроэнергии используются для питания народно-хозяйственных потребителей, категория которых указана в табл. 1.

I: 1

II: 2

Номинальное напряжение на вводах в пост ЭЦ составляет 380 В, его

колебания находятся в пределах от 342 до 399 В.

Отклонения частоты переменного тока не превышают +1 Гц.

2. Данные, характеризующие станцию:

Расчетное число стрелок: 110;

Число стрелок, передаваемых на местное управление: 8;

Маршрутные указатели направления: неудалённые, удаленные;

Число подходов к станции: 3;

Подверженность снежным заносам: Нет;

Климатическая зона: Сухая.

На станции сооружается пост ЭЦ типа: Сз-77.

Подходы (перегоны) к заданной станции - двухпутные, оборудованные числовой кодовой автоблокировкой 25 Гц.

Тип рельсов на станции - Р65, марки крестовин стрелочных переводов 1/11.

Стрелочные электроприводы - постоянного тока типа СП-6 с электродвигателями МСП-0,25, 160 В.

Тип проектируемых на станции рельсовых цепей - фазочувствительные 25 Гц с путевыми реле ДСШ, кодируемые по главным и безостановочного пропуска путям токами АЛС частотой 25Гц.

1. ВЫБОР И ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ МРЦ

Устройства электрической централизации по надежности энергоснабжения относится к потребителям первой категории. К этой категории относятся устройства ЭЦ промежуточной станции с числом стрелок до 30; автоблокировки светофорной сигнализации с ключевой зависимостью, устройства связи при полуавтоматической блокировке, тоннелей и переездной сигнализации, сортировочных механизированных горок, контрольных пунктов АЛС.

К электроприемникам II категории относятся, компрессорные станции для пневматической очистки стрелок ЭЦ, воздуходувные станции пневматических почт и пункты списывания вагонов на сортировочных станциях.

К электропиемникам III категории относятся: освещение помещений всех служебно-технических зданий (устройств СЦБ, узлов связи и механизированных горок).

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания.

Для особой группы I категории должны предусматриваться дополнительное электроснабжение от третьего независимого источника (ДГА).

Для резервирования питания переменным током при отключении внешних источников энергоснабжения на постах ЭЦ и ДЦ, а также узлах связи в необходимых случаях устанавливаются автоматизированные ДГА мощностью 16, 24, 48 кВт и щитом ЩДГАБ.

Энергоснабжение устройств автоблокировки (АБ) осуществляется от высоковольтной линии (ВЛ СЦБ) напряжением 10 кВ, частотой 50 Гц.

2. КОМПЛЕКТАЦИЯ ЩИТОВОЙ УСТАНОВКИ МРЦ ПАНЕЛЯМИ ПИТАНИЯ

Сооружаемая на посту МРЦ щитовая установка комплектуется в зависимости от количества централизованных стрелок, рода тяги и системы питания МРЦ.

При безбатарейной системе питания на крупных станциях в настоящее время находят применение панели питания серии ЭЦК следующих типов : ПВ-ЭЦК - вводная; ПР-ЭЦК - распределительная; ПСП-ЭЦК - стрелочная; ПП25-ЭЦК - преобразовательная рельсовых цепей.

Вводная панель ПВ-ЭЦК предназначена для ввода, контроля и начального распределения питания 380/220 В по основным видам нагрузок: устройствам СЦБ, связи, маневровым постам, гарантированному и негарантированному освещению и силовой нагрузке.

Напряжение переменного тока каждого фидера контролируется фидерными реле 1Ф и 2Ф. При снижении напряжения в фазе основного фидера до 183 В реле 1Ф переключает нагрузку на резервный фидер.

Подключение нагрузок производится через автоматический выключатель 1АВ. При недостаточности мощности ДГА предусмотрена возможность отключения контактором ОН негарантированного освещения и силовой нагрузки во время работы ДГА.

Вводная панель ПВ-ЭЦК предназначена для ввода, контроля и начального распределения питания 380/220 В по основным видам нагрузок: устройствам СЦБ, связи, маневровым постам, гарантированному и негарантированному освещению и силовой нагрузке.

Напряжение переменного тока каждого фидера контролируется фидерными реле 1Ф и 2Ф (см. рис. 1). При снижении напряжения в фазе основного фидера до 183 В реле 1Ф переключает нагрузку на резервный фидер.

Подключение нагрузок производится через автоматический выключатель 1АВ. При недостаточности мощности ДГА предусмотрена возможность отключения контактором ОН негарантированного освещения и силовой нагрузки во время работы ДГА.

Выпрямительно-преобразовательная панель ПВП-ЭЦК служит для выпрямления трехфазного переменного тока в постоянный ток, автоматического заряда и содержания в буферном режиме аккумуляторной батареи 24 В, преобразования постоянного тока батареи в переменный ток 50 Гц, 220 В в случае отключения внешних сетей для гарантированного питания определенных нагрузок МРЦ по переменному току, а также питания аппаратуры постоянного тока 24 В и 220 В.

Стрелочные панели ПСП-ЭЦК, ПСТ-ЭЦК предназначены для питания рабочих цепей стрелочных электроприводов постоянного тока (ПСП-ЭЦК) и приводов трехфазного переменного тока (ПСП-ЭЦК), а также электрообогрева контактов их автопереключателей.

Преобразовательная панель ПП25-ЭЦК предназначена для питания фазочувствительных рельсовых цепей с путевым реле ДСШ переменным током 2Гц.

ПВ-ЭЦК -- 2 панели;

ПВП-ЭЦК -- 2 панели;

ПР-ЭЦК -- 1 панель;

ПП25-ЭЦК -- 3 панели.

3. Расчет преобразователей ППВ-1

При безбатарейной системе питания МРЦ от полупроводникового преобразователя типа ППВ-1, установленного на панели ПВП-ЭЦК, получают питание в случае отключения всех источников переменного тока следующие нагрузки гарантированного переменного тока:

станционные блоки дешифраторов кодовой автоблокировки, прилегающих к станции блок - участков;

схемы смены направления движения и контроля прилегающих перегонов (при организации двухстороннего движения поездов);

схемы ДСН на прилегающих перегонах;

схемы ДСН на станции;

схемы ограждения составов.

Номинальные (максимальные) мощности этих нагрузок приведены в расчетной табл.1.

Известно, что КПД преобразователя ППВ-1 [6] зависит от степени его загрузки. Поэтому в целях повышения КПД предусмотрено возможность настройки преобразователя на номинальные мощности 0,3; 0,6 и 1,0 кВт. Такая настройка производится по результатам расчета максимальной (пиковой) мощности нагрузок Sм, ВА:

(1)

Нагрузочная способность преобразователя существенно зависит от коэффициента мощности нагрузки cos:

(2)

Так как реальный < 0,9, то нагрузка на преобразователь должна быть уменьшена. Допустимая в этом случае нагрузка, Вт, может быть определена по следующей формуле:

(3)

Так как при варианте кВт оказалось, что , то именно вариант настройки с кВт и реализуем в ППВ-1.

Производим расчет средней мощности преобразователя тока, потребляемого преобразователем от аккумуляторной батареи.

С учетом коэффициента нагрузки Кm требуемая от преобразователя средняя мощность может быть определена на основе следующих выражений:

Вт (4)

Вт (5)

Средний коэффициент мощности нагрузок преобразователя:

(6)

Коэффициент загрузки преобразователя:

(7)

где Pном - номинальная мощность преобразователя с учетом варианта его настройки.

Коэффициент мощности оказывает влияние не только на использование установленной мощности преобразователя, но также и на его КПД. Поэтому КПД преобразователя определяется с учетом cosн и Кн. Для этого сначала по графику (см. рис.1) определяется частые значения КПД , н в зависимости от cosн и Кн, а затем расситать общий КПД

панель автоблокировка стрелка станция



зц=0,75;

зн=0,55.

Рассчитаем общий КПД преобразователя по формуле:

(8)

С учетом величин РН и зП ток IП, А, потребляемый преобразователем от батареи, составляет:

(9)

где Uб=24 В - номинальное напряжение аккумуляторной батареи.

Таблица 1. Расчет нагрузок преобразователя ППВ-1

Наименование нагрузок	Измеритель	Мощность нагрузок на измеритель	Количество единиц измерения измерения	Максимальная мощность нагрузок	Средне-суточный коэффициент К	Средняя мощность нагрузок
		Р, Вт	Q, вар		Рм, Вт	Qм, вар		Рср, Вт	Qср,вар
Схема смены направления и контроля перегона (блок ДСНП-2)	Подход	12,7	6,0	3	38,1	18	1	38,1	18
Схема ДНС на станции	Пост ЭЦ	36,5	5,0	1	36,5	5,0	1	36,5	5,0
Станционные дешифраторы автоблокировки	Подход	16,6	16,8	3	49,8	50,4	1	49,8	50,4
Схема ДСН на прилегающем перегоне (блок ДСНП-2)	То же	12,7	6,0	3	38,1	18	1	38,1	18
Итого:		-	-		162,5	91,4	-	162,5	91,4

4. РАСЧЕТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ 24 В

Расчет батареи заключается в определении ее емкости и выборе типа аккумуляторов СК по индексу.

При определении емкости аккумуляторов следует исходить из условий эксплуатации батареи в основном и дополнительном режимах резервирования.

Основной режим резервирования соответствует питанию в течение 2ч. от батареи всех гарантированных нагрузок ЭЦ в аварийных условиях при отключении источников переменного тока, в том числе и ДГА.

Потребителями гарантированного питания от батареи в этом случае являются:

релейная аппаратура ЭЦ (расход тока Iа в расчете на одну стрелку составляет 0,262 A;

приборы питающий установки - реле, блоки, сигнализаторы заземлений и др. (потребляемый приборами ток Iрп не зависит от числа стрелок и в целом на пост ЭЦ составляет 0,432 А;

контрольные лампочки на табло и панелях питания - контроля фидеров, работы преобразователя и т. п. (потребляемый лампочками ток Iлп в расчете на пост ЭЦ равен 0,175 А;

контрольные лампочки повторителей входных светофоров на табло (потребляемый ток Iдс в расчете на один подход может быть принят равным 0,090 А);

преобразователь ППВ-1 по гарантированному питанию цепей переменного тока (потребляемый от батареи преобразователем ток Iп определяется расчетом).

Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования, А, составляет:

Iбо = Iаnс + Iлсnвх + Iрп + Iлп + Iп (10)

где nc - число стрелок ЭЦ;

nвх - число подходов к станции;

Ia =0,262 А - расход тока в расчете на одну стрелку;

IРП=0,432 А - потребляемый приборами ток, независящий от числа стрелок;

IЛП=0,175 А - потребляемый лампочками ток в расчете на пост ЭЦ;

IЛС=0,090 А - потребляемый ток в расчете на один подход;

IП - потребляемый от батареи преобразователем ток (из формулы 9).

Разрядный ток батареи в дополнительном режиме резервирования равен:

А (11)

В условиях рассматриваемого режима эксплуатации аккумуляторной батареи фактическая ее разрядная емкость составит, Ач:

(12)

Емкость аккумуляторов, гарантируемая заводом, характеризуется номинальным значением QН. однако с повышением интенсивности разряда и понижением температуры электролита емкость, отдаваемая аккумуляторами, уменьшается. Поэтому для получения фактической емкости Qф требуется предусмотреть определенный запас по емкости. Такой пересчет, Ач, ведется по формуле:

(13)

где Qp - расчетная емкость батареи;

Кс=0,85 - коэффициент снижения емкости аккумуляторов от старения;

с - коэффициент интенсивности разряда, определяемый по полученному значению длительности разряда tpp (см. табл. [1], с. 22);

Кt=0,008 - температурный коэффициент емкости;

t0=+150 - температура электролита во время разряда батареи.

Расчетная длительность разряда батареи tpp током основного режима Iбо составляет:

ч (14)

5. Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК

Расчетом распределительной панели ПР-ЭЦК преследуется цель недопущения перегрузок вторичных обмоток силовых трансформаторов ТС1 и ТС2, а также обеспечение примерно одинаковой их загрузки.

Лампочки табло и питающих панелей. Этой нагрузкой определяется мощность вторичной обмотки «а» ТС1.

Установлено, что нагрузка, создаваемая лампочками табло и питающих панелей, в среднем на одну стрелку Рлтс, Qлтс составляет соответственно 6 Вт и 0,9 вар 5.

В этом случае общая нагрузка от всей светосхемы станции Рлт, qлт на трансформатор ТС1 определяется следующими соотношениями:

 Вт (15)

вар (16)

ВА (17)

Светофоры. Для более равномерного распределения нагрузки светофоров на питающие устройства в панели ПР-ЭЦК предусмотрена возможность разделения светофоров на 4 группы, которые подключаются к обмоткам «а», «в» и «с» ТС2 (цепи ПСХ2, ПСХ3, ПСХ4), а также к обмотке «с» ТС1 (цепи ПСХ1). Кроме того, для мигающих огней светофоров предусмотрена отдельная цепь ПСХМ импульсного питания. Цепь гарантированного питания входного светофора ПХР-ОХР в настоящее время не используется в связи с переводом их красных и пригласительных огней на местное резервирование.

Общую мощность нагрузки от всех светофоров станции можно определить по формуле:

Sсв n = Sсв nсв = 3146 ВА (18)

где Sсв - полная мощность светофора (по усредненным данным

составляющая 22 ВА при cos=0,95 5;

nсв - количество светофоров на станции (при числе стрелок более 30

количество светофоров превышает число стрелок в 1,3 раза 5.

В•А (19)

Вт (20)

(21)

Маршрутные указатели. Для питания маршрутных указателей используются фазовые обмотки “в” ТС1 и ТС2. При этом для питания маршрутных указателей положения используются цепи ПХУ1, ПХУ2 и ПХУ3, из них ПХУ2 - для питания маршрутных указателей удаленных объектов; для питания маршрутных указателей путей отправления - цепи ПХУС1 и ПХУС2, из них цепь ПХЦС2 - для указателей удаленных объектов.

Мощность маршрутных указателей Рму, если они имеются на станции, определяется по усредненным данным на пост ЭЦ и составляет на станциях до 140 стрелок 700 Вт 2.

При наличии на станции разнотипных маршрутных указателей усредненная мощность 700 Вт может быть распределена между ними по усмотрению самого студента.

Контрольные цепи стрелок. Для питания контрольных цепей стрелок используется напряжение 220 В, получаемое от обмотки «в» ТС1.

Полная мощность цепей контроля стрелок, ВА,

Sкс = Sксс nс =1028 ВА (22)

Где Sксс - мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку (составляет: Рксс = 7,7 Вт, Qксс = 5,3 вар [5]).

Стрелки местного управления. Цепи передачи стрелок на местное управление питаются от обмотки «в» ТС1 через трансформатор Т5 (ПТ-25А) при напряжении 110 В.

Кажущаяся мощность устройств передачи стрелок на местное управление, ВА:

Sмс = Sмсс nмс (23)

где Sмсс - мощность устройств передачи на местное управление одной

стрелки (составляет 10 ВА при cos = 0,8);

nмс - число стрелок двойного управления.

ВА (24)

Вт (25)

вар (26)

ВА (27)

В•А (28)

Вт (29)

вар (30)

Расчет нагрузок распределительной панели ПР-ЭЦК.

Дешифрирующие устройства автоблокировки. Мощность дешифраторов автоблокировки Sда, питаемые через трансформатор Т7 (СОБС-2А) от обмотки "а" ТС2, зависит от числа подходов nвх к станции и может быть определена по следующей формуле, ВА:

Sда = Sдап nвх=71 ВА (31)

где Sдап - мощность дешифрирующих устройств в расчете на одни подход (составляет Рдап = 16,6 Вт, Qдап = 16,8 вар [5.

ВА (32)

ВА (33)

Вт (34)

вар (35)

где - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход (составляет =16,6 Вт, =16,8 вар).

Лампочки пультов ограждения составов. Питание ламп пультов ограждения составов на путях их осмотра и ремонта осуществляется напряжением (24-36) В, получаемым через трансформатор Т8 (СОБС-2А) от обмотки "а" ТС2. На станциях до 130 стрелок мощность ламп пультов ограждения Sоп, (непрерывного и импульсного питания) в целом на пост ЭЦ может быть принята равной Роп = 90 Вт, Qоп = 20 вар.

(36)

Трансмиттерные реле и трансмиттеры. Нагрузка Sтр, создаваемая трансмитгерным реле и кодовыми трансмиттерами на обмотку "в" ТС2, может быть принята в расчете на пост ЭЦ равной 110 ВА при cos = 0,8.

Вт (37)

вар (38)

Внепостовые цепи. Мощность внепостовых цепей (ДСН, контроля перегона, смены направления и др.) по переменному току 220 В, питаемых от обмотки "а" ТС2 через панель ПВП-ЭЦК, определяется по данным расчета нагрузок ППВ-1.

В•А (39)

ЭПК пневмоочистки стрелок. Питание ЭПК пневмообдувки стрелок от снега производится напряжением 220 В от обмотки "а" ТС2 через панель ПВП-ЭЦК. Нагрузка от обдувки, учитывая одновременный обдув двух стрелок в разных районах станции, может быть принята в целом на пост ЭЦ равной Рэпк=26 В, Qэпк=94 вар.

(40)

Колирующие трансформаторы 50 Гц. Кодирование станционных рельсовых цепей 25 Гц токами 50 Гц используются на участках с автономной и электрической тягой постоянного тока. Мощность кодирующих трансформаторов 50 Гц определяется по формуле, ВА,

Sк = Sкрц nрц=237, 36 ВА, (23) (41)

(42)

Вт (43)

вар (44)

где Sкрц - мощность одной рельсовой цепи при кодировании ее частотой 50

Гц (в среднем Ркрц = 11,0 Вт, Qкрц = 38 вар);

nрц - количество кодируемых рельсовых цепей (составляющее 2 рельсовые цепи на каждый из подходов к станции),

Нагрузка от кодирующих трансформаторов 50 Гц может включаться на обмотку "а" или "в" ТС2.

Результаты выполнения расчетов рекомендуется представить в форме сводной табл.5, в которой, кроме того, следует распределить нагрузки светофоров и маршрутных указателей так, чтобы вторичные обмотки трансформаторов ТС1 и ТС2 были как можно более равномерно загружены.

Мощность каждой из фазовых обмоток ТС1 и ТС2 не должна превышать 1,5 кВА.

Общая мощность нагрузок панели ПР-ЭЦК Pпр, Qпp, Sпр может быть определена по формулам:

Pпp = PTC1 + РТС2 (45)

Qпр= QТС1 + QТС2 (46)

(47)

где РТС1, QТС1, РТС2, QТС2 - активная и реактивная составляющие нагрузок соответственно трансформаторов ТС1 и ТС2.

Если общая мощность превысит 9 кВА, устанавливаются две панели ПР-ЭЦК.

Размещено на Allbest.ru

...