Электроснабжение электрифицированных железных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание на курсовую работу

1. Метод характерных сечений

2. Расчет мгновенных схем

3. Расчет среднеквадратичного тока расчетного фидера

4. Расчет средней потери напряжения в тяговой сети до расчетного поезда

Список используемой литературы

локомотив среднеквадратичный ток



Задание на курсовую работу

В зоне между двумя тяговыми подстанциями проверить пропускную способность по нагреву проводов контактной сети и уровню напряжения. Составить для программируемого микрокалькулятора или на алгоритмическом языке Бейсик программу расчёта среднего значения квадрата тока для расчётного фидера.

Исходные данные:

Тип дороги - двухпутная, магистральная, электрифицированная на постоянном токе.

Напряжение, принятое при выполнении тяговых расчётов - Uн=3000 В.

Схема питания контактной сети - двухсторонняя схема с раздельным питанием путей.

Минимальный межпоездной интервал при напряжении:

Uн, .

Тип рельсов - Р 65.

Расчётный фидер - А1;

сечение проводов контактной сети :

тип подвески - М95+2МФ100;

число усиливающих проводов А185 на один путь - 0;

допустимый по нагреву ток -1800 А;

путь, по которому идёт расчётный поезд -чётный.

Кривая зависимости тока от пути:

Рис. 1.

Участок графика движения поездов:

Рис. 2.

Тяговые подстанции расположены в начале и в конце участка.



1. Метод характерных сечений

Курсовая работа выполняется на основе метода анализа графика движения. Основным исходным материалом для расчета системы электроснабжения этим методом является график движения (рис.2) и кривые зависимости потребляемого поездами токов и пути (рис.1). Примем, что поезда одинаковы по типу, значит все кривые (нити графика) отличаются только началом отсчета (сдвигом) по оси времени. На рисунке 2 дан график движения в каждом направлении однотипных поездов на участке между тяговыми подстанциями А и В.

Для удобства пристроим к графику движения диаграммы зависимости тока от пути. График совместно с диаграммой дают возможность найти токи, потребляемые локомотивами, и расположение поездов на линии, т.е. составить мгновенную схему. (приложение 1).

Наметим расчётный поезд и условный перегон, т.е.отрезок пути проходимый поездом за время ., на котором будет наибольшая потеря напряжения до поезда. Этот интервал выделен линиями NN' и ММ', а участок нити расчетного поезда выделен жирной линией. Затем подвергнем анализу часть графика между этими линиями. Для этого используем метод характерных сечений графика движения, на кривых тока наметим характерные точки. Через точки пересечения горизонтальных прямых с нитями поездов проведем сечения графика. Кроме этих сечений, надо рассмотреть сечения в начале и конце интервала (t1, t8). Для всех сечений составим мгновенные схемы. По заданию расчеты производим для схемы с двухсторонним питанием контактной сети, поэтому нагрузки от поездов сносятся на соответствующие пути. Расчетный поезд помечаем крестиком. После составления мгновенных схем, для каждой из них рассчитаем токи фидеров и потери напряжения до расчетного поезда.

Составим таблицу, в которую занесем данные, полученные из мгновенных схем, с помощью которых будем вести дальнейшие вычисления.Таблица.

х	t1= 5,8	t2= 6,4	t3= 6,8	t4= 7,2	t5= 10	t6= 10,4	t7= 10,8	t8= 11,2	t9= 13,8	t10= 14	t11= 14.8
,км	2,8	2	1,3	1	-	-	-	-	-	-	-
,км	11,7	11	10,5	10	7,5	7	6,5	6,3	3.7	3.5	2.7
,км	-	-	19,5	19	16,6	16,4	15,5	15,3	12,7	12.5	11.7
,км	5,8*	6,4*	6,8*	7,2*	9,8*	10*	10,5*	10,7*	13,2*	13.4*	14*
,км	14	14,6	15	15,5	17,8	18	18,7	18,9	-	-	-
,км	-	-	-	-	1,2	1,7	2,1	2,5	4,7	5	5.7
,А	0	0	0	0	-	-	-	-	-	-	-
,А	1500	1500	1400	1360	1260	1250	1560	1600	1300/0	0	0
,А	-	-	1500	1500	1500	1500	1500	1500	1500	1500	1500
,А	1650*	1590*	1540*	1500*	1360*	1360*	1360*	1360*	1360*	1360*	1360*
,А	1360	1360	1360	1360	1360	1360	1360/0	0	-	-	-
,А	-	-	-	-	1520	1520	1520	1520/0	0	0/ 1750	1640

*- помечен расчётный поезд.

- расстояние от подстанции A до соответствующих поездов, км;

- ток локомотива соответствующего поезда, А;

t1 - t8 - моменты времени, для которых составлены мгновенные схемы, мин.

В виде дроби указаны токи поездов, имеющие резкие, почти мгновенные изменения. В числителе указывается значение тока, непосредственно предшествующего резкому скачку, а в знаменателе - следующего за ним.

Расчет такой мгновенной схемы выполняется при двух значениях тока.

При равных напряжениях на шинах подстанций в неизменном по длине зоны, сечения проводов контактной сети для первого пути токи фидеров А1 и B1 могут быть найдены по формулам:

Аналогично могут быть определены токи фидеров А2 и В2. Произведем расчет токораспределения.

2. Расчет мгновенных схем

В момент времени t1:

В момент времени t2:

В момент времени t3:

В момент времени t4:

В момент времени t5:

В момент времени t6:

В момент времени t7:

В момент времени t8:

В момент времени t9:

В момент времени t10:

В момент времени t11:

После расчета токораспределения потерю напряжения в контактной сети до расчетного поезда можно найти по формуле:

для моментов времени когда расчетный поезд находится ближе к подстанции В;

для моментов времени когда расчетный поезд находится ближе к подстанции А.

где - сопротивление одного километра контактной сети.



где =295 мм2- сечение проводов контактной сети (медного несущего М-95 и двух контактных МФ-100);

=0.

В работе принимается сечение проводов на обоих путях одинаковым, следовательно

Рельсы обоих путей соединяются во многих точках путей и поэтому работают параллельно. Для расчета потери напряжения в них надо на одну линию снести нагрузки первого и второго путей, чтобы получить мгновенную схему для рельсов. Токи в рельсах около подстанций А и В можно найти как сумму токов фидеров этих подстанций:

Зная токи и можно определить потерю напряжения в рельсах до расчётного поезда тем же способом, что и в контактной сети:

для моментов времени когда расчетный поезд находится ближе к подстанции B;

для моментов времени времени когда расчетный поезд находится ближе к подстанции A.

где - сопротивление одного километра рельсового пути двухпутного участка, при рельсах Р65.

Для определения общей потери напряжения до расчетного поезда надо к потеpе напряжения в контактной сети добавить потерю напряжения до расчетного поезда в рельсах, т.е. найти :

В момент времени t1:

666,33 В

В момент времени t2:

676,78 В

В момент времени t3:

679,45 В

В момент времени t4:

677,19 В

В момент времени t5:

В момент времени t6:

В момент времени t7:

В момент времени t8:

В момент времени t9:

487,89 В

В момент времени t10:

466,81 В

709,94 В

В момент времени t11:

597,40 в

По результатам расчета мгновенных схем составим следующую таблицу:

Таблица.

х	t1= 5,8	t2= 6,4	t3= 6,8	t4= 7,2	t5= 10	t6= 10,4	t7= 10,8	t8= 11,2	t9= 13,8	t10= 14	t11= 14.8
	622,5*	622,5*	702*	755*	1042,5*	1082,5*	1390,5*	1448,5*	1607* /547*	562,5*	622,5*
	877,5	825	2197	2015	1717,5	1667,5	1669,5	1651,5	1193/ 952,5	937,5	82,5
	1579,5	1448,4	1356	1266	2272	2206,8	2094,8/ 2006,4	1962/ 632	462,4	448,8/ 1761,3	1580,6
	1430	1501,6	1360	1594	1968	2033,2	1438,34/166,74	917,6/ 727,6	897,6	911,2/ 1348,7	1419,4
	2202	2070,9	2058	2021	3314,5	3289,3	3485,3	3410,5	2069,4/ 1009,4	1011,3	2203,1
	2307,5	2326,6	3557	3609	3685,5	3700,7	3107,842173,14	2589,1/1359,6	2090,6	1848,7	3110
	666,33	676,78	679,45	677,19	697,15	713,28	655,86/490,58	1012,05/650,11	487,89	466,81/709,94	597,40

Построим кривые и

Рис. Зависимость IA2 (t)

Рис. Зависимость ?U (t )

3. Расчет среднеквадратичного тока расчетного фидера

По полученным кривым найдём среднеквадратичный ток фидера за время и01 и средние потери напряжения. Приблизительно будем считать, что за время Дtk выделенное количество тепла пропорционально квадрату среднего за этот промежуток времени тока Ik. Тогда исходя из приведенного определения среднеквадратичного тока, следует:

Откуда:

где - средний ток на интервале .

Проведем проверку по нагреву проводов для заданного нам фидера A2. По графику зависимости тока фидера от времени найдем среднее значение тока на каждом из восемнадцати интервалов. Полученные данные запишем в виде таблицы:

Таблица

?t	0,6	0,4	0,4	2,8	0,4	0,4	0,4	2,6	0,2	0,8
	1513,95	1402,2	1311	1769	2239,4	2105,8	2028,4	1212,2	455	1014,7

По полученным данным произведем расчет среднеквадратичного тока:

38,8 А

4. Расчет средней потери напряжения в тяговой сети до расчетного поезда

Проверка контактной сети на нагрев производится приближенным методом, путем сопоставления среднеквадратичного тока с допустимым для данной контактной сети током, т.е. наибольшим током при котором ни один из проводов, входящих в контактную сеть, не перегревается. По условию задачи допустимый по нагреву ток равен 1800 А, он выше полученного нами среднеквадратичного, значит перегрева проводов контактной сети в нашем случае не произойдет.

По графику зависимости найдём средние потери напряжения до расчётного поезда за время .

Расчет произведем по формуле:

где - средняя потеря напряжения на промежутке ?ti.

Также как для среднеквадратичного тока, для уменьшения погрешности определения средней потери напряжения, выберем интервалы ?ti = 0,5 мин.

По графику зависимости найдем среднее значение потери напряжения на каждом из восемнадцати интервалов.

Полученные данные запишем в виде таблицы:

Таблица.

?t	0,6	0,4	0,4	2,8	0,4	0,4	0,4	2,6	0,2	0,8
	671.55	1402,2	1311	1769	2239,4	2105,8	2028,4	1212,2	455	1014,7

По полученным данным произведем расчет средней потери напряжения:

С помощью найденной средней потери напряжения можно рассчитать среднее напряжение при проходе рассматриваемого участка:

где - напряжение на шинах тяговых подстанций, которое при выполнении расчета можно принять стабильным и равным 3600 В.

Минимальный интервал при найденном среднем напряжении будет равен:

Найдем откорректированную пропускную способность, для этого количество минут в сутках разделим на минимальный интервал.

Найдем среднее напряжение у поезда за время его хода по блок - участку Uбy. Время хода по блок - участку можно принять равным И01/3. Следует найти минимальное значение этого напряжения, исходя из наибольшей средней потери напряжения ?Uбy за время И01/3. Для этого на графике выделим часть кривой в таком интервале И01/3, для которого ?Uбy будет иметь наибольшее значение. Интервал И01/3 является промежутком времени ?t7 - ?t9.

Таблица.

?ti	0.4	2.6
?Ui	800	600

Произведем расчет средней потери напряжения на блок - участке:



Рассчитаем среднее напряжение при проходе блок - участка:

Согласно ПТЭ, напряжение в контактной сети не должно быть ниже 2700 В. Сопоставив рассчитанное среднее напряжение с нормируемым, делаем вывод, что полученное нами напряжение удовлетворяет норме.



Список используемой литературы

Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М.; Транспорт, 1982.

Шиловская Р.В. Расчет системы электроснабжения электрических железных дорог: Лекция. Часть I. - М.; РГОТУПС.

Размещено на Allbest.ru

...