Главная
Коллекция "Otherreferats"
Физика и энергетика
Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи
Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи
Роль бесперебойного электропитания устройств автоматики на железной дороге. Характеристика системы электропитания маршрутно-релейной централизации (МРЦ). Комплектация щитовой установки МРЦ панелями питания. Структурная схема установки электропитания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.08.2012 |
| Размер файла | 76,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
33
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Содержание
- Введение
- 1. Выбор и характеристика системы электропитания МРЦ
- 2. Комплектация щитовой установки МРЦ панелями питания
- ПВ-ЭЦК - одна панель
- 3. Расчет преобразователя ППВ-1
- 4. Расчёт аккумуляторной батареи 24 В
- 5. Расчет и распределение нагрузок ПР-ЭЦК
- 6. Расчет нагрузки выпрямителей панели ПВП-ЭЦК
- 7. Расчет стрелочной панели
- 8. Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК
- 9. Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного тока и выбор ДГА
- 10. Структурная схема ЭПУ
- Список литературы
Введение
Внедрение новой техники на железной дороге неразрывно связано с развитием таких устройств автоматики, телемеханики и связи, как автоблокировка, электрическая и диспетчерская централизация, аппаратура высококачественного телефонирования, абонентского и тонального телеграфирования, автоматические телефонные станции, аппаратура различных технологических связей и передаче дискретной информации.
Эти устройства выполняются на базе современных достижений в области полупроводниковой, электронной и феррит-транзисторной техники и для своей безотказной деятельности требуют применение источников электропитания с высокими качественными показателями. Соответственно этому совершенствовались и продолжают совершенствоваться источники электропитания.
Все устройства автоматики, телемеханики и связи по обеспечению надежности внешнего электроснабжения относятся к электроприемникам первой категории. Поэтому для их бесперебойной работы необходимо обеспечить, как можно надежное питание всех устройств автоматики не зависимо от воздействия внешних факторов - это и есть цель данной курсовой работы.
1. Выбор и характеристика системы электропитания МРЦ
В соответствии с ОСТ 32.14-80, по которому все электроприемники железнодорожного транспорта в отношении надежности снабжения их электроэнергией разделены на три категории, устройства ЭЦ крупных станций (свыше 30 стрелок) отнесены к особой группе приемников 1-й категории приемники этой группы должны обеспечивать двойным резервированием электропитания, т.е. их электроснабжение должно осуществляться от трех независимых источников электроэнергии.
Характер удовлетворения этого требования зависит от условий внешнего электроснабжения на данной станции. На станциях с числом стрелок более 30, как правило, имеется возможность обеспечить электроснабжение устройств МРЦ по двум раздельным линиям от двух не зависимых источников внешних цепей переменного тока. в этом случае в качестве третьего независимого источника применяется ДГА, и электропитание устройств МРЦ осуществляется по безбатарейной системе.
При использовании для устройств ЭЦ источники внешнего электроснабжения питают народнохозяйственные потребители 1-ой и 2-ой категорий, то дизель-генератор на посту ЭЦ должен автоматически включатся в работу лишь при исчезновении напряжений на обоих источниках.
Безбатарейная система питания характеризуется питанием основных объектов централизации - светофоров, рельсовых цепей, стрелок - только переменным током 220 В непосредственно от сети или через выпрямители (преобразователь частоты). Релейные схемы, осуществляющие зависимости при установке и размыкании маршрутов, также питаются через выпрямители. однако поскольку некоторые реле этих схем чувствительны к кратковременным призываниям питания, то для их работы предусмотрена контрольная батарея 24 В. Аккумуляторы этой батареи выполняют также роль высококачественного сглаживающего фильтра по подавлению пульсаций выпрямленного напряжения.
2. Комплектация щитовой установки МРЦ панелями питания
Сооружения на посту МРЦ щитовая установка комплектуется типовыми панелями питания в зависимости от количества централизированных стрелок, род тяг и систем питания МРЦ.
При безбатарейной системе питания на крупных станциях в настоящие время применяют панели питании ЭЦК следующих типов: ПВ-ЭЦК - вводная; ПР-ЭЦК - выпрямительно-преобразовательная; ПСП-ЭЦК, ПСТ-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: устройства СЦБ, связи, маневровым постам, гарантированному и не гарантированному освещению и силовой нагрузке.
Напряжение переменного тока каждого фидера контролируется фидерными реле 1Ф и 2Ф (см. прил.1). При снижении напряжения в фазе основного фидера до 183 В в реле 1Ф переключает нагрузку на резервный фидер.
Подключение нагрузок производится через автоматический включатель 1АВ. При недостатке ДГА предусмотрена возможность отключения контактором ОН негарантированного освещения и силовой нагрузки во время работы ДГА.
Распределительная панель ПР-ЭЦК служит для распределения питания переменного тока по отдельным нагрузкам ЭЦ, изолирование нагрузок от заземленной сети переменного тока, а так же переключения светофоров, маршрутных указателей и табло на различные режимы питания.
Основу панели ПР-ЭЦК (см. прил.2) составляют два мощных трехфазных трансформатора ТС1 и ТС2 по 4,5 кВ*А каждый, вторичные обмотки каждого разделены, используют индивидуально и рассчитаны на максимальную фазовую частоту 1,5 кВ*А.
Импульсное питание лампочек табло осуществляется в двух режимах: с частотой 60 и 40 проблесков в мин. Поэтому для их формирования используются два блока: БСК2 и БСК3 (цепи РСХМ, СХМ, СМ).
Маршрутные указатели на станциях могут быть двух типов: направления (белого цвета) и пути отправления (зеленного цвета).
При двойном снижении напряжения маршрутные указатели направления отключаются полностью (цепи ПХУ1, ПХУ2, ПХУ3), а указатели путей отправления при групповых светофорах переводятся через трансформатор Т3 на напряжение 50 В (цепи ПХУС1, ПХУС2).
Ряд маршрутных указателей могут находиться на значительном удалении от поста ЭЦ. Чтобы уменьшить в этом случае жильность кабеля, питание их предусмотрено повышенным напряжением 232 В получаемым через автотрансформатор Т2 (цепи ПХУ2, ПХУС2).
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 при отключении внешних сетей для гарантированного питания определенных нагрузок МРЦ по переменному току, а также питания аппаратуры постоянного тока 24 В и 220 В.
В зависимости от фактического напряжения аккумуляторной батареи панель ПВП-ЭЦК обеспечивает ее содержание в режиме непрерывного подзаряда или форсированного заряда. Переключения батареи из одного режима в другой производится автоматически посредствам реле 1РН и Ф3.
Преобразователь выпрямитель ПП типа ППВ-1 переводятся в режим преобразования постоянного тока батареи в переменный ток 220 В посредствам реле СА при выключении источников переменного тока.
Напряжение батареи в процессе ее разряда контролируется реле 2РН. При снижении его до (21,6+0,3) В реле напряжения 2РН выключает реле О, которое, в свою очередь, обрывает цепь питания реле ОП, а последнее отключает преобразователь от батареи во избежание выхода ее из строя. Отключение ПП от батареи может быть осуществлено в ручную с пульта управления.
Стрелочные панели ПСП-ЭЦК, ПСТ-ЭЦК предназначены для питания рабочих цепей стрелочных электроприводов постоянного тока (ПСП-ЭЦК) и приводов трехфазного переменного тока (ПСТ-ЭЦК), а также электрообогрева контактов их автопереключателей.
Стрелочные панели выпускаются в четырех исполнениях. Из их панелей ПСПН-ЭЦК1 (ПСТН-ЭЦК1) не рассчитаны на электрообогрев стрелочных приводов и применяются в районах с сухим климатом. Панели ПСПН-ЭЦК2 (ПСТН-ЭЦК2), ПСПН-ЭЦК3 (ПСТН-ЭЦК3) обеспечивают обогрев приводов и рассчитаны на мощность цепей обогрева соответственно 4,5 и 9 кВ*А. Панели ПСПР-ЭЦК (ПСТР-ЭЦК) выполнены с учетом резервирования электропитания цепей привода стрелок от аккумуляторной батареи через преобразователь и переменяются при батарейной, а в обоснованных случаях и при без батарейных системах питания.
В панелях ПСПН-ЭЦК2, ПСПН-ЭЦК3 дополнительно к трансформаторам ТС1, ТС2 установлены один или два трансформатора мощностью 4,5 кВ*А каждый (ТС3, ТС4), предназначенные для изоляции от земли источников питания электрообогрева стрелочных приводов.
Для снятия напряжения с оборудования и защиты силовых трансформаторов панели установлены автоматические выключатели АВ1 - АВ4.
Преобразовательная панель ПП25-ЭЦК предназначенная для питания рельсовых цепей с путевым элементом ДСШ переменным током 25 Гц.
Панель работает от сети однофазного переменного тока 220 В и обеспечивает: преобразование переменного тока 50 Гц в переменный ток 25 Гц, фазировку преобразователей частоты 50/25 Гц, распределение питания 25 Гц по цепям местных элементов путевых реле ДСШ и лучам путевых трансформаторов рельсовых цепей, контроль исправной работы фазирующих устройств, автоматическое или ручное отключение лучей питания рельсовых цепей, измерение и контроль перегорания предохранителей.
Щит включения питания ЩВП устанавливается на посту ЭЦ в целях противопожарной безопасности и предназначен для быстрого и надежного одновременного отключения всех источников питания МРЦ.
Предварительное количество панелей питания для данной ЭПУ МРЦ:
При числе стрелок 90:
ПВ-ЭЦК - одна панель
ПВП-ЭЦК - две панели
ПР-ЭЦК - одна панель
ПП25-ЭЦК - две панели
3. Расчет преобразователя ППВ-1
При безбатарейной системе питания МРЦ от полупроводникового преобразователя типа ППВ-1, установленного на панели ПВП-ЭЦК, получают питание в случаях 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 контроль прилегающих перегонов (при организации двухстороннего движения поездов);
Схемы ДСН при прилегающих перегонах;
Схемы ДСН на станциях;
Схемы ограждения составов;
Номинальные максимальные мощности приведены в табл.3. В этой же таблице указаны их среднесуточные коэффициенты включения К.
Известно, что КПД преобразователя ППВ-1 зависит от степени его загрузки. Поэтому в целях повышения КПД предусмотрена возможность переключения на номинальные мощности 0.3; 0.6; 1.0 кВт. Такая настройка производится по результатам расчета максимальной (пиковой) мощности нагрузок Sм, В*А;
Следует иметь в виду, что нагрузочная способность преобразователя существенно зависит от коэффициента мощности нагрузки cos ?, который для пиковой мощности определяется как
cos j=162.5/186.44=0.87
Преобразователь рассчитан на номинальную нагрузку Pном при cos ?, равном 0,9. Поэтому, если реальный cos ??нагрузки окажется меньше 0,9, то нагрузка на преобразователе должна быть уменьшена. Допустимая в этом случае нагрузка, Вт, может быть определенна по следующей формуле:
Рдоп= (1.76* 300) / (1+ (1.57*0.015) /0.87) =279.4 Вт
Расчет средней мощности преобразователя производится для определения тока, потребляемого преобразователем от аккумуляторной батареи.
С учетом коэффициента нагрузки К требуемая от преобразователя средняя мощность может быть определена на основе следующих выражений:
Рн=143.45 Вт
Qн=82.4 вар
S=
Sн= (143.452+82.452) 1/2=165.45
Средний коэффициент мощности нагрузок преобразователя
cos jн?= 143.45/165.43= 0.87
Коэффициент загрузки преобразователя
, Кн=143.45/300=0.48
где Pном - номинальная мощность преобразователя с учетом его нагрузки на пиковую мощность нагрузки.
Коэффициент мощности оказывает влияние не только на использование установленной мощности преобразователя, но также и на его КПД. Поэтому КПД преобразователя определяется с учётом cos j-- и Кн. Для этого сначала по графику [см. мет. ук. по курсовому проекту] определяются частные значения КПД hj,--hн в зависимости от cos j?и?Кн, а затем рассчитывается общий КПД преобразователя по формуле
п=0.78*0.78/0.82=0.74
С учётом величин Рн и ?п ток Iп, А, потребляемый преобразователем от батареи составляет
Iп=143.45/ (0.74*24) =8.077 А
Где Uб - номинальное напряжение аккумуляторной батареи, (24 В).
4. Расчёт аккумуляторной батареи 24 В
Расчёт батареи заключается в определении её ёмкости и выборе типов аккумуляторов СК по индексу.
При определении ёмкости аккумуляторов следует исходить из условий эксплуатации батареи в основном и дополнительном режимах резервирования.
Основной режим резервирования соответствует питанию в течении 2 ч 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 расчёте на одну стрелку составляет 0,262 А);
приборы питающей 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 Iдп в расчёте на пост ЭЦ равен 0.175 А);
4. контрольные лампочки повторителей входных светофоров на табло (потребляемый ток Iлс в расчёте на один подход может быть принят равным 0.090 А);
5. преобразователь ППВ-1 по гарантированному питанию цепей переменного тока (потребляемый от батареи преобразователем ток Iп определяется в соответствии с п.3 данной пояснительной записки).
Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования, А,
Iбо=Iаnc+Iлсnвх+Iрп+Iлп+Iп
где nc - число стрелок ЭЦ;
nвх - число подходов к станции.
Iбо=0.262*100+0.090*3+0.432+0.175+9,1=36,2 А
Расчётное время tро (2 ч) основного резервирования выбрано с учётом времени устранения возможной неисправности ДГА.
Если в течении двух часов неисправность ДГА не устранена, батарея переводится с основного режима резервирования на дополнительный. Это достигается путём отключения от батареи релейных устройств ЭЦ (путём изъятия предохранителей на стативах).
Разрядный ток батареи в дополнительном режиме резервирования
Iбд=Iбо-Iаnс
Iбд=36,2-0.262*100=10 А
При установленной продолжительности местного аккумуляторного резерва красных огней входных светофоров в 12 ч продолжительность дополнительного режима tрд контрольной батареи 24 В принята равной 10 ч.
В условиях рассматриваемого режима эксплуатации аккумуляторной батареи фактическая ее разрядная емкость составит, А*ч
Qф=Iбоtро+Iбдtрд
Qф=36,2*2+10*10=172,4 А*ч
Емкость аккумуляторов, гарантируемая заводом, характеризуется номинальным значением Qн. Однако с повышением интенсивности разряда и понижением температуры электролита емкость, отдаваемая аккумуляторами, уменьшается. Поэтому фактическая емкость Qф, требуемая от аккумуляторов, пересчитывается к номинальным условиям:
Qр=Qф/ (Kc*р* (1+Kt* (t-25)))
QP = 172,4/ (0,85*0,83* (1+0,008* (15-25))) = 265,6
где Qр - расчетная номинальная емкость батареи;
Кс - коэффициент снижения емкости аккумуляторов от старения (для устройств СЦБ принимаемый равным 0.85)
р - коэффициент интенсивности разряда (р=0.83);
Кt - температурный коэффициент емкости (для аккумуляторов СК составляющий 0.008)
t0 - температура электролита во время разряда во время разряда аккумулятора (на постах ЭЦ составляет +15)
Тогда расчетное время разряда tрр током основного режима Iбо составит с помощью которого мы найдем р
tрр=Qф/Iбо
tрр=172,4/36,2=4,8 ч.
По номинальной расчетной емкости Qр определим тип аккумулятора СК - их индексный номер и паспортная номинальная емкость Qн
N=Qн/Q1
N=256,6/36 = 7,3 => СК 8
где Q1 - номинальная емкость аккумулятора типа СК с индексом 1 (составляющая 36 А*ч). Для данного поста ЭЦ применим аккумулятор серии СК-8 с номинальной емкостью Qн= 288 А*ч.
Необходимо также определить число аккумуляторов в группе, чтобы в условиях аварийного режима работы, когда общее напряжение на батарее должно быть не ниже предельно допустимого на нагрузке (24В - 10% = 21,6В):
nакк • 1,8В ? 21,6В, получаем
n = = 12акк.
5. Расчет и распределение нагрузок ПР-ЭЦК
Расчетом распределительной панели ПР-ЭЦК преследуется с целью недопущения перегрузок вторичных обмоток силовых трансформаторов ТС1 иТС2, а также обеспечить примерно одинаковые нагрузки на них.
Лампочки табло и питающих панелей. Этой нагрузкой определяется мощность вторичной обмотки "а" ТС1.
В этом случае общая нагрузка от всей светосхемы станции Pлтс, Qлтс (Pлтс=6 Вт, Qлтс=0.9 вар) на трансформатор ТС1 определяется следующими соотношениями:
Pлт=Pлтсnс
Qлт=Qлтсnс
Рлт=6*100=600 Вт
Qлт=0.9*100=90 вар
Sлт= (Pлт2+Qлт2) 1/2
Sлт= (360000 + 8100) 1/2=606,7 В*А
Светофоры. Для более равномерного распределения нагрузки светофоров на питающее устройства в панели ПР-ЭЦК предусмотрена возможность разделения светофоров на 4 группы, которые подключены к обмоткам "а", "в" и "с" ТС2, а также к обмотке "с" ТС1.
Общая мощность нагрузки от светофоров станции можно определить по формуле:
Sсвn=Sсв*nсв
Pсвn=Sсвn* cos j
Qсвn=
где Sсв - полная мощность светофора (при cos j=0.95 Sсв=22 А*ч)
nсв - количество светофоров на станции (при числе стрелок больше 30 количество светофоров превышает в 1.3 раза)
Sсвn=22*100*1.3=2860 А*ч
Pсвn=2860*0.95=2717 Вт
Qсвn==893 вар.
Маршрутные указатели. Для питания маршрутных указателей используются фазовые обмотки "в" ТС1 и ТС2.
При для питания маршрутных указателей положения используются цепи ПХУ1, ПХУ2, ПХУ3, из них ПХУ2 - для питания маршрутных указателей удаленных объектов.
Мощность маршрутных указателей Рму определяется по усредненным данным в целом на пост ЭЦ и составляет на станциях до 140 стрелок 700 Вт.
Контрольные цепи стрелок. Для питания контрольных цепей стрелок используется напряжение 220 В, получаемое от обмотки "в" ТС1.
Полная мощность цепей контроля стрелок, В*А,
SКС=SКСС nС
РКС=РКСС nС
QКС=QКСС nС
В*А
SКС=9,35*100=935 В*А
PКС=7.7*100=770 Вт
QКС=5.3*100=530 вар
где SKCC - мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку составляет: РКСС =7,7 Вт, QKСС=5,3 вар.
Стрелки местного управления. Цепи передачи стрелок на местное управление питаются от обмотки "в" ТС1 через трансформатор Т5 (ПТ-25 А) при напряжении 110 В.
Кажущаяся мощность устройств передачи стрелок на местное управление, В*А,
Sмс=Sмссnмс
Sмс=10*7=70 В*А
Рмс=70*0.8=56 Вт
вар
где Sмcc - мощность устройств передачи на местное управление одной стрелки (составляет 10 В*А при cos ?=0,8);
nмс - число стрелок двойного управления.
Дешифрирующие устройства автоблокировки. Мощность дешифраторов автоблокировки Sда. питаемых через трансформатор T7 (СОБС-2А) от обмотки "а" ТС2, зависит от числа подходов nвх станции и может быть определена по следующей формуле, В*А:
Sда=Sдапnвх
Pда=Pдап*nвх
Qда=Qдап*nвх
Sдап=
Sдап==23.62 В*А
Sда=23,62*3=70,9 В*А
Pда=16.6*3=49,8 Вт
Qда=16.8*3=50,4 вар.
где Sдап - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход (составляет Рдап =16,6 Вт, Qдап = 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 Soп (непрерывного и импульсного питания) в целом на пост ЭЦ может быть принята равной Роп =90 Вт, Qоп =20 вар.
Sоп=
Sоп==92.2 В*А
Трансмиттерные реле и трансмиттеры. Нагрузка Sтp, создаваемая трансмиттерными реле и кодовыми трансмиттерами на обмотку "в" ТС2, может быть принята в расчете на пост ЭЦ равной 110 В*А при cos ? = 0,8.
Pтр=Sтр* cos j
Qтр=
Pтр=110*0.8=88 Вт
Qтр==66 вар.
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.
Кодирующие трансформаторы 50 Гц. Кодирование станционных рельсовых цепей 25 Гц токами 50 Гц используется на участках с автономной и электрической тягой постоянного тока. Мощность кодирующих трансформаторов 50 Гц определяется по формуле:
Sк = Sкрц • nрц,
где Sкрц - мощность одной рельсовой цепи при кодировании её частотой 50 Гц (в среднем Pкрц = 11,0 Вт, Qкрц = 38 вар);
nрц - количество кодируемых рельсовых цепей (составляющее 2 рельсовые цепи на каждый из подходов к станции).
Sкрц = Pкрц2 + Qкрц2
Sкрц = 112 + 382 = 39,6 ВА
Sк = 39,6•2•3 = 237,6 ВА
Pк = 11•2•3 = 66 Вт
Qк = 38•2•3 = 228 вар
Нагрузка от кодирующих трансформаторов 50 Гц включается на обмотку ТС2.
Общая мощность нагрузок панели ПР-ЭЦК Pпр, Qnp, Snp может быть определена по формулам:
Pпр= Pтс1+ Pтс2
Qпр= Qтс1+ Qтс2
S2пр= Q2пр+ Р2пр
где Pтс1, Pтс2, Qтс1, Qтс2 - активная и реактивная составляющие мощности нагрузок соответственно трансформаторов ТС1 и ТС2.
Pпр =2694,3+2292=4986,3 Вт
Qпр =984,2+823,32=1807,52 вар
Sпр==5303,8 B*A
Так как общая мощность не превышает 9 кВ*А, то устанавливается одна панель ПР-ЭЦК
6. Расчет нагрузки выпрямителей панели ПВП-ЭЦК
На основании расчета нагрузки выпрямителей устанавливается режим эксплуатации зарядного устройства ВП1 типа УЗАТ-24-30 и преобразователя-выпрямителя ПП типа ППВ-1.
При наличии напряжения переменного тока выпрямительное устройство ВП1 и преобразователь-выпрямитель ПП, работающий в этом случае в режиме выпрямления, используются для питания нагрузок постоянного тока 24 В.
Такими нагрузками являются:
а) релейные схемы поста МРЦ,
б) аккумуляторная батарея 24 В.
Максимальный ток, отдаваемый выпрямителями панели, составляет 50 А, в том числе: ВП1 - 30 А и ПП - 20 А.
Ток Iн потребляемый релейными схемами ЭЦ и панелями питания, составляет
Iн =Iапnc
Iн=0.445*110=48,95 A
где Iап - среднесуточный ток, потребляемый реле поста ЭЦ в термальном режиме в расчете на одну стрелку (составляющий при безбатарейной системе питания 0.445 А).
Аккумуляторная батарея потребляет от выпрямительных устройств ток различных значений в зависимости от режима ее работы.
В режиме постоянного подзаряда (батарея находится в заряженном состоянии) потребляемый ею ток подзаряда составляет, А,
Iиз = 0,0015 Qн
Iиз=0.0015*136,016=0,2 A
где QH - номинальная емкость аккумуляторов батареи, А*ч. В режиме форсированного заряда (батарея находится в разряженном состоянии) зарядный ток батареи, А, выражается следующим соотношением:
Iзб=Qн/ (tввhа?
Iзб=136,016/ (72*0.8) =2,36A
где tвв - максимальное время восстановления (заряда) батареи (принимаемое равным 72 ч); hа - КПД аккумуляторов (в расчетах принимаемое равным 0,8).
Ток выпрямителей в режиме постоянного подзаряда батареи можно определить по следующей формуле, А:
Iвп=Iн+Iпз, Iвн=48,95+0,2=49,15 A
В режиме форсированного заряда батареи ток выпрямителей равен, А,
Iвз=Iн+Iзб
Iвз=48,95+2,36=51,31 A
Регулировка токов выпрямителей осуществляется в режиме постоянного подзаряда батареи резисторами R2 "U" (ВП1) и R7 (ПП), а в режиме форсированного заряда - резисторами R1 "J" (ВП1) и R6 (ПП), при токе превышающем 25 А, дополнительно к ВП1 используется также преобразователь-выпрямитель ПП. В случае же превышения током Iвп значения 42 А устанавливаются две панели ПВП-ЭЦК.
7. Расчет стрелочной панели
Стрелочные панели рассчитаны на максимальный суммарный ток обеих групп рабочих цепей стрелок 30 А. Расчет стрелочной панели заключается в проверке соответствия тока, потребляемого стрелками при их переводе, с допустимым током панели.
В случае, когда на станции проектируется электрообогрев автопереключателей стрелочных приводов, дополнительным расчетом проверяется также мощность цепей обогрева. По этой мощности выбирается соответствующее исполнение панели.
Максимальный (пусковой) ток Iсп мах потребляемый от выпрямителей панели ПСПН-ЭЦК, зависит от типа рельсов, марок крестовин стрелочных переводов, числа одновременно переводимых стрелок и может быть определен по формуле, А,
Iсп мах=iэпnсо, Iсп мах=3.2*8=25,6 A
где iэп-ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перевода данного типа;
nсо - количество одновременно переводимых стрелок данного типа (принимаемое из расчета 50% стрелок, входящих в маршрут наибольшей длины). Значение nсо на станциях с числом стрелок от 60 до 100 принимают равным 6.
Расчетный ток электроприводов СП-6 на стрелочных переводах 1/11 при типе рельсов Р65 составляет 3,2 А.
Мощность цепей электрообогрева стрелочных приводов рассчитывается по следующему выражению, В*А:
Sэ=Sэсnс,
Qэ=Qэсnс,
Pэ=Pэсnс,
Sэ=50.1*110=5511В*A
Qэ=22*110=2420 вар
Pэ=45*110=4950 Вт
где Sэс - мощность цепи электрообогрева, отнесенная на одну стрелку (Рэс=45 Вт, Qэс =22 вар).
Электрообогрев приводов, как правило, осуществляется при напряжении цепи 220 В. В этом случае мощность цепи обогрева с учетом потерь соответствует приведенным выше значениям.
8. Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК
Расчет панелей ПП25-ЭЦК заключается в определении их количества, исходя из нагрузки, создаваемой рельсовыми цепями.
Учитывая особенности фазочувствительных рельсовых цепей, связанные с двумя цепями их питания, в панелях устанавливают местные и путевые преобразователи. Расчет панелей поэтому производится как по нагрузке, создаваемой путевыми трансформаторами, так и по нагрузке местных элементов путевых реле.
Мощность путевых трансформаторов рельсовых цепей Sпт, В*А, и местных элементов путевых релеSмэ, В*А, можно определить по следующим соотношениям:
Sпт=Sптсnс
Sмэ=Sмэсnс
Sпт=34,8*110=3828 В*А
Sмэ=5,47*110=601,7 В*А
где Sптс,Sмэс - полные мощности соответственно путевых трансформаторов и местных элементов в расчете на одну стрелку (при электротяге переменного тока - Рптс =31,5 Вт, Qптс=14,8 вар, Рмэс =2,8 Вт, Qмзс =4,7 вар);
На основании полученных данных мощности рельсовых цепей рассчитывается требуемое число местных nмп и путевых nпп преобразователей:
nмп=Sмэ/Sпмэ
nпп=Sпт/Sппэ
nмп=601,7 /300=2
nпп=3828/290=13,2
где Sппэ, Sпмэ - расчетные мощности соответственно путевого и местного преобразователей составляющие: Sпмэ - 300 В*А, Sппэ - 290 В*А; некоторый запас мощности резервируется для увеличения нагрузки при понижении сопротивления балласта сверх нормы.
Если результаты расчета nмп и nпп оказываются дробными, то они округляются в большую сторону до целого числа.
nмп=2 nпп=14
В соответствии с числом преобразователей определяется число панелей. Следует при этом иметь в виду, что на участках с автономной и электротягой переменного тока число панелей рассчитывается с учетом использования всех преобразователей, устанавливаемых на панели.
Определим фактическую загрузку преобразователей:
Sф пм=Sмэ/nмп
Sф пп=Sмт/nпп
Sф пм=601,7 /2=300,85 В*А
Sф пп=3828/14=273,42 В*А
9. Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного тока и выбор ДГА
Целью расчета вводной панели является проверка загрузки ее по мощности и определение токов плавких вставок и фидерах питания, которые должны указываться в заказной документации на панели.
Мощность нагрузок СЦБ определяется нагрузками панелей ПР-ЭЦК, ПВП-ЭЦК, ПСПН-ЭЦК и ПП25-ЭЦК.
Создаваемая панелью ПР-ЭЦК нагрузка на ПВ-ЭЦК состоит из общей мощности нагрузок ПР-ЭЦК Рпр, Qnp, Sпр и мощности потерь в трансформаторах ТС1 и ТС2. Активная dРтс и реактивная dQтс составляющие мощности потерь в каждом из ТС ориентировочно равны следующим значениям: dРтс=540Вт, dQтс=750 вар.
Нагрузка на ПВ-ЭЦК от панели ПВП-ЭЦК создается во время наиболее неблагоприятного после аварийного периода ее работы в режиме восстановления емкости контрольной батареи 24 В.
Активная составляющая этой нагрузки рассчитывается по следующей формуле:
Pпвп= (IвзUзб) /?п
Pпвп= (51,31 *31) /0,6=2651 Вт
где U36 - напряжение батареи при форсированном заряде (составляет 31 В);
hп - КПД выпрямительных (зарядных) устройств (равный 0,6).
Реактивная составляющая нагрузки ПВП-ЭЦК ориентировочно может быть принята равной на станциях с числом стрелок до 100-1180 вар.
Нагрузка на ПВ-ЭЦК от стрелочной панели ПСПН-ЭЦК определяется мощностью питания рабочих цепей стрелок Рпсп, Qпсп, Sпсп при их переводе, а также мощностью электрообогрева (220 В) приводов, если обогрев на станции предусмотрен.
Мощность цепей перевода стрелок зависит от числа одновременно переводимых стрелок и с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ на станциях от 60 до 100 стрелок включительно - Рпсп =3,0 кВт, Qпсп= 0,9 квар.
Нагрузка на ПВ-ЭЦК от панелей ПП25-ЭЦК определяется количеством панелей, схемой их включения, а также родом тяги.
Рельсовые цепи, как известно, потребляют от преобразователей ПЧ50/25-300 ток на частоте 25 Гц. В то же время преобразователи частоты со стороны сети потребляют ток на частоте 50 Гц.
Соотношения между расчетными мощностями преобразователя со стороны нагрузки 25 Гц и со стороны 50 Гц зависят от его загрузки и схемы включения.
При наличии на станции трех панелей ПП25-ЭЦК две панели включаются между собой противофазно, и их расчетная мощность определяется по методике расчета двух панелей. Расчетная мощность третьей панели определяется по методике расчета одиночной панели. Общая мощность всех трех панелей SППЧ определяется суммой составляющих мощностей двух и одной панели.
Для двух панелей включенных противофазно общая расчетная мощность панелей Sппч определяется как суммарная мощность восьми пар противофазно включенных преобразователей
S'ппч=8S2 пч
S'ппч=8*574=4592 В*А
В расчетах мощности вводной панели следует предусмотреть по нагрузке СЦБ резерв в размере 10% мощности СЦБ.
В данной работе установим пост ЭЦ - Сз-57 с активной мощностью Р=5200 Вт, реактивной мощностью Q=4426 вар и полной мощностью S=6828 В*А
Результаты расчета мощности вводной панели Sna представлю в форме сводной таблицы (см. табл.2).
Полученная мощность лежит в допустимых пределах для одной панели ПВ-ЭЦК.
Одновременно с расчетом мощности ПВ-ЭЦК производится расчет нагрузки ДГА. При расчете нагрузки ДГА мощность потребителей негарантированного питания не учитывается.
Таким образом, мощность нагрузок ДГА можно определить по формуле
SДГА=Sпв - Sнсн - Sно
SДГА=73527,24 - 12870 - 16130= 44527,24 В*А
где Sно Sнсн - полная мощность соответственно негарантированных, освещения и силовой нагрузки.
Выбор типа ДГА производится по активной составляющей мощности РДГА. Как известно, автоматизированные дизель-генераторные агрегаты (ДГА) выпускаются типов ДГА-12, ДГА-24 и ДГА-48, ДГА-72 с номинальной мощностью соответственно 12, 24, 48 и 72 кВт.
Для данного поста ЭЦ применим генератор ДГА-48.
Мощность вводной панели определяет собой нагрузку, создаваемую постом ЭЦ на внешние сети электроснабжения.
Поскольку в реальных условиях различных станции мощность ЭЦ может быть различной, то для селективности защиты плавкие вставки предохранителей фидеров питания должны соответствовать действительным нагрузкам.
Расчет плавких вставок производится по наиболее загруженной фазе системы питания. Если учесть равномерность загрузки фаз, то расчетный ток Iф в каждой фазе при фазном напряжении Uф (380 В) составит:
Iф=Sпв/3Uф, Iф=73527,24 /3*220=111,4 А
По полученному значению тока Iф выбирается ближайшая (в большую сторону) плавкая типовая вставка. Панели ПВ-ЭЦК выпускаются со следующими плавкими типовыми вставками: 63, 80, 100 и 125 А. Для данного поста ЭЦ применим плавкие вставки на 80 А.
В заключение расчета ЭПУ поста МРЦ определяется cos ц питающей установки. При низком значении cos ? следует наметить меры по его повышению (в частности, установкой компенсационных конденсаторов).
cos ц=0,85
Из этого можно сделать вывод, что расчеты выполнены верно.
10. Структурная схема ЭПУ
Структурная схема установки электропитания МРЦ выполняется на основе произведенных расчетов и комплектации ее питающими панелями выбранного типа.
Структурная схема показывается в однониточном изображении, за исключением цепей включения преобразователей частоты на панели ПП25-ЭЦК. Проводность цепей меж панельных соединений и нагрузок обозначается на схеме числом штрихов на них.
При разработке структурной схемы следует учесть, что на участках с электротягой постоянного тока во избежание подмагничивания блуждающими токами преобразователей частоты 50/25 Гц панели ПП25-ЭЦК изолируются от земли (сети переменного тока) трансформатором типа ТСЗ.
На панелях ПП25-ЭЦК показывается схема включения путевых и местных преобразователей с учетом их фазировки, соответствующей условиям задания.
электропитание железная дорога автоматика
Известно, что для нормальной работы фазочувствительных рельсовых цепей необходимо, чтобы путевые и местные преобразователи частоты были жестко сфазированы между собой.
Поскольку частота 25 Гц в два раза меньше частоты - 50 Гц, то при синфазном включении параметрических делителей частоты в сеть переменного тока фаза возбуждаемых в них колебаний относительно частоты 50 Гц может с одинаковой вероятностью принять значения 0° или 180°, т.е.25 Гц в путевых и местных преобразователях относительно друг друга могут оказаться либо в фазе, либо в противофазе. Чтобы обеспечить жесткую фазировку путевых п местных ПЧ 50/25, на панелях ПП25-ЭЦК все преобразователи снабжены фазирующими устройствами ФУ с соответствующими фазирующими реле.
На выходах преобразователей фазирующие устройства обеспечивают получение напряжений 25 Гц, совпадающих по фазе, если в сеть переменного тока преобразователи включаются синфазно, и напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 90°, если они включаются в сеть противофазно.
На участках с автономной и электротягой переменного тока используются фазочувствительные рельсовые цепи, рассчитанные на питание их от сдвинутых друг относительно друга напряжений по фазе на 90°. Поэтому путевые и местные преобразователи на таких участках должны быть включены в сеть переменного тока противофазно.
Напряжения местных элементов путевых реле являются опорными по отношению к напряжениям путевых элементов.
Поэтому выходные напряжения местных преобразователей должны совпадать между собой по фазе, для чего на каждой панели они всегда включаются синфазно.
Первый местный преобразователь на панели принимается в качестве ведущего преобразователя, по отношению к которому фазируются все остальные местные и путевые преобразователи. Поэтому на преобразователе 1П фазирующее устройство ФУ может не устанавливаться.
Преобразователи частоты ПЧ 50/25, как известно, работают с использованием лишь одного полу периода переменного тока 50 Гц, второй полу период запирается вентилем. Поэтому по вторичной обмотке силового трансформатора, от которого питаются преобразователи, протекает постоянная составляющая тока, которая подмагничивает сердечник, снижает использование трансформатора и вызывает дополнительные потери энергии.
Подмагничиваюшпй ток не превышает допустимого значения (12 А) на панели, где местные и все путевые преобразователи включены противофазно. При синфазном же включении преобразователей панели для не превышения допустимого тока подмагничивания местные преобразователи настраиваются на работу лишь с четырьмя путевыми преобразователями. Остальные два путевых преобразователя, если отсутствуют на станции рельсовые цепи, требующие сдвига напряжений по фазе на 90°, работают в холостом режиме и включенные в сеть противофазно с местными преобразователями используются лишь для уменьшения тока подмагничивания.
В случае установки на станции двух или более панелей последние включаются противофазно друг относительно друга для уменьшения подмагничивания сердечника.
Однако при противофазном включении панелей рельсовые цепи, питаемые от них, не защищаются от опасного влияния друг на друга на границе раздела при сходе изолирующих стыков. В связи с этим предусматривается стыкование рельсовых цепей на границе районов питания только питающими трансформаторами. Синфазное же включение панелей не требует такого размещения трансформаторов. Поэтому в тех случаях, когда необходима установка двух панелей, но общее число преобразователей, создающих подмагничивание, не превышает четырех, разрешается синфазное включение этих панелей. Неиспользуемые преобразователи в этих случаях должны быть отключены от сети.
При трех панелях третья панель подключается синфазно к любой из первых двух, включенных противофазно)
При синфазном включении панелей фазировка преобразователей второй (дополнительной) панели осуществляется от первого местного преобразователя основной панели. Местный преобразователь 1П дополнительной панели в таком случае фазируется при помощи своего фазирующего устройства 1ФУ.
При противофазном включении двух панелей их фазирующие устройства питаются от своих местных преобразователей 1П, 2П.
Список литературы
1. Методическое пособие к курсовой работы для специальности "А и Т на ж/д тр-те"
2. В.Е. Тюрморезов "Источники электропитания устройств А, Т и С": М. "транспорт" 1978 г.
3. Статьи "АТ и С" 1988 г, 1989г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Методика расчета выпрямителя источников электропитания электронных устройств, его графическое представление. Определение напряжения и тока на выходе. Мультиплексоры и способы поиска сигналов для их настройки. Понятие и назначение в цепи триггера.
контрольная работа [989,7 K], добавлен 25.11.2009Выбор способа электропитания. Расчет аккумуляторной батареи, элементов регулирования напряжения. Проверка качества напряжения на выходе электропитающей установки. Определение мощности, величины тока, потребляемой от сети. Эскиз токораспределительной сети.
курсовая работа [419,4 K], добавлен 05.02.2013Система электроснабжения как комплекс сооружений на территории предприятия связи и в производственных помещениях. Описание буферной системы электропитания. Расчет оборудования электропитающей установки. Защита от перенапряжений и токовых перегрузок.
контрольная работа [302,2 K], добавлен 19.01.2014Сведения об источниках электропитания. Структурные схемы стабилизированных источников электропитания. Неуправляемые выпрямительные устройства. Импульсные, нерегулируемые транзисторные преобразователи напряжения. Транзисторы силовой части преобразователя.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 27.04.2010Общие сведения о системах электропитания с отделенной от нагрузки аккумуляторной батареей. Принципы построения электропитающих установок. Устройства стабилизации тока и напряжения в импульсных блоках питания. Узлы импульсного блока электропитания АТС.
дипломная работа [805,1 K], добавлен 26.08.2013Характеристика аппаратуры связи. Требования к устройствам электропитания. Выбор системы электропитания дома связи по способу резервирования и эксплуатации электропитающего устройства. Расчёт его электрооборудования, нагрузки установки на внешние сети.
курсовая работа [60,5 K], добавлен 22.06.2011Расчетная однолинейная схема электропитания и распределительной сети цеха. Параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи. Определение токов короткого замыкания.
контрольная работа [119,9 K], добавлен 15.10.2014Анализ нормальных режимов сети. Определение значений рабочих токов и токов короткого замыкания в местах установки устройств защиты, сопротивления линий электропередачи. Выбор устройств релейной защиты и автоматики, расчет параметров их срабатывания.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 03.01.2015Выбор структурной схемы системы электропитания, марки кабеля и расчет параметров кабельной сети. Определение минимального и максимального напряжения на входе ИСН. Расчет силового ключа, схемы управления, устройства питания. Источник опорного напряжения.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.06.2011Анализ существующей схемы режимов электропотребления. Расчет режимов работы подстанции, токов короткого замыкания в рассматриваемых точках системы электроснабжения. Выбор устройств релейной защиты и автоматики. Общие сведения о микропроцессорных защитах.
курсовая работа [355,6 K], добавлен 18.01.2014
