Размещено на http://www.allbest.ru/

Реконструкция контактной сети станции Уруша



Содержание

• Введение
• Исходные данные для реконструкции контактной сети станции Уруша
• 1. Обоснование реконструкции контактной сети станции Уруша
• 1.1 Характеристика системы тягового электроснабжения
• 1.2 Условия, при которых необходима реконструкция станции Уруша
• 2. Выполнение тягового расчета
• 3. Создание расчетной схемы питания и секционирования участка Большая Омутная - Бамовская
• 4. Определение пропускной способности участка Большая Омутная - Бамовская
• 5. Проверка проводов контактной сети на нагрев
• 6. Расчет контактной сети электрифицируемого участка железной дороги переменного тока
• 6.1 Определение расчетных нагрузок на провода
• 6.2 Определение допустимых длин пролетов
• 7. Составление схемы питания и секционирования контактной сети
• 8. Трассировка контактной сети на станции
• 8.1 Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком
• 8.1.1 Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком, находящейся на главном пути станции (ПБСМ- 95+МФ-150)
• 8.1.2 Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком, находящейся на боковых путях станции (ПБСМ- 70+МФ-85)
• 9. Расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной подвески 59-го бокового пути
• 9.1 Определение длины расчетного пролета
• 9.2 Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса
• 9.3 Выбор температуры беспровесного положения контактного провода
• 9.4 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода
• 9.5 Расчет разгруженного несущего троса
• 9.6 Расчет нагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок
• 9.7 Определение натяжения несущего троса при дополнительных нагрузках
• 10. Расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной подвески1-го главного пути
• 10.1 Определение длины расчетного пролета
• 10.2 Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса
• 10.3 Выбор температуры беспровесного положения контактного провода
• 10.4. Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода
• 10.5 Расчет разгруженного несущего троса
• 10.6 Расчет нагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок
• 10.7 Определение натяжения несущего троса при дополнительных нагрузках
• 11. Подбор опор контактной сети
• 12. Выбор поддерживающих и фиксирующих устройств
• 12.1 Выбор консолей
• 12.2 Выбор жестких поперечин
• 12.3 Выбор кронштейнов
• 12.4 Выбор фиксаторов
• 12.5 Габариты опор
• 13. Перевод четного парка станции Уруша на светодиодное освещение
• 13.1 Описание программы
• 13.2 Светодиодное освещение и его преимущество
• 13.3 Недостатки светодиодного освещения
• 13.4 Нормирование освещения
• 13.5 Выбор светильника
• 13.6 Количество светильников
• 13.7 Узлы крепления светильников
• 13.8 Источник питания
• 13.9 Распределения светового потока по железнодорожному полотну (фиктивные цвета - визуализация)
• 14. Экономическое обоснование перевода четного парка станции Уруша на светодиодное освещение
• 14.1 Определение капитальных вложений
• 14.2 Расчет первого года эксплуатации
• 14.3 Расчет второго года эксплуатации
• 14.4 Расчет третьего года эксплуатации
• 14.5 Расчет четвертого года эксплуатации
• 14.6 Расчет пятого года эксплуатации
• 15. Экологичность и безопасность проекта
• 15.1 Анализ организационных и технических мероприятий по обеспечению безопасности выполнения работ в электроустановках напряжением выше 1000 В станции Уруша
• 15.2 Ответственные лица за безопасную организацию и проведение работ
• 15.3 Организационные мероприятия по обеспечению безопасности работ в электроустановках выше 1000 В
• Заключение
• Список использованных источников


Введение

Контактная сеть, является одним из основных и дорогостоящих элементов системы электроснабжения электрифицированных железных дорог, работает в сложных метеорологических условиях, не имеет резерва, но должна обеспечивать надежный токосъем при заданных скоростях движения и весах поездов.

В последние годы на дорогах страны расширяется движение тяжеловесных и длинносоставных поездов, вводятся в эксплуатацию новые электровозы большой мощности, повышаются скорости движения, растет грузонапряженность, что выдвинуло ряд вопросов по совершенствованию станционного, путевого и энергетического хозяйств на Забайкальской железной дороге. В таких условиях эксплуатации возрастают требования к надежности устройств контактной сети, что приводит к необходимости постоянно совершенствовать их конструкции, а также методы монтажа, технического обслуживания и ремонта этих устройств. Внедряются современные технические средства, гарантирующие дальнейшее повышение их надежности работы и экономической эффективности.

Службы электроснабжения железных дорог, электромонтажные поезда, электротехнические лаборатории, дистанции электроснабжения оснащаются вагонами - лабораториями контактной сети нового поколения, усовершенствованными автомотрисами, механизмами, приборами и монтажными приспособлениями. Пересмотрена нормативная документация с учетом новых разработок.

Устройства контактной сети требуют постоянного внимания и грамотной технической эксплуатации, своевременного выполнения всех видов ремонтных работ для обеспечения безопасности и бесперебойности движения поездов.

В настоящее время актуальной проблемой является повышение эффективности процесса перевозок путем увеличения веса и длины поездов.

Необходимо рассмотреть меры по увеличению пропускной способности участка Большая Омутная - Бамовская.

В дипломном проекте рассмотрим два способа усиления системы тягового электроснабжения: подвешивание усиливающего провода на участке Большая Омутная - Уруша в четном направлении и Уруша - Бамовская в обоих направлениях и замену контактного провода марку МФ100 на МФ150, в том числе и на станции Уруша. Спроектируем наружное освещение станции Уруша и выполним расчет с помощью программы DIALux.



Исходные данные для реконструкции контактной сети станции Уруша

Станция Уруша расположена на межподстанционной зоне Большая Омутная - Бамовская. Поэтому тяговый расчет произведем именно для этого участка. Протяженность участка составляет 119,8 км из них 3,2 км составляет ст. Уруша. На участке находятся три тяговых подстанции марки и типы трансформаторов, которых представлены в таблице 6. Тип контактной подвески и необходимые параметры для её расчета предоставлены в таблице 1 и на участке электроснабжения Большая Омутная - Бамовская в таблице 2.

Таблица 1 - Исходные данные

Род тока	Переменный
Цепная подвески на главных путях станции	ПБСМ-95 + МФ-100
Цепная подвески на боковых путях станции	ПБСМ-70 + МФ-85
Усиливающий провод	А-185
Провода ДПР	АС-50
Трос группового заземления	АС-70
Тип консолей	Неизолированные
Масса поезда	существующая	4500; 6800
	проектируемая	4500; 9000
Пропускная способность участка	существующая	52 пар/сут
	проектируемая	60 пар/сут
Тип электровоза	ВЛ80с
Низшая температура	- 50є С
Высшая температура	+ 40є С
Нормативная скорость ветра	25 м/с
Нормативная скорость ветра при гололеде	15 м/с
Толщина стенки гололеда	5 мм
Максимальная скорость движения	80 км/ч
Температура гололедных образований	- 10є С
Температура ветра максимальной интенсивности	+ 5є С

Таблица 2 - Тип контактной подвески находящийся в эксплуатации на участке Большая Омутная - Бамовская

Первый путь	Второй путь
начальный пикет	тип тяговой сети	конечный пикет	начальный пикет	тип тяговой сети	конечный пикет
7153,3	ПБСМ-95+МФ-100 + 2Р65+А185	7273,1	7153,3	ПБСМ-95+МФ-100 + 2Р65+А185	7273,1

Таблица 3 - Ограничения по скорости участка Большая Омутная - Бамовская для грузовых поездов

№ поезда	По ходу километров (четное направление)	Против хода километров (нечетное направление)
	пикет	максимальная скорость, км/ч	пикет	максимальная скорость, км/ч
1	2	3	4	5
1	7155,0	75	7273,1	65
2	7160,8	80	7268,5	70
3	7181,3	75	7265,8	65
4	7190,8	70	7265,6	70
5	7208,6	75	7256,4	65
6	7214,0	65	7256,2	70
7	7215,0	75	7251,1	60
8	7222,8	80	7251,0	70
9	7227,0	70	7246,6	60
10	7228,0	80	7246,5	70
11	7238,4	75	7244,6	60
12	7249,0	65	7244,5	70
13	7250,0	80	7239,6	70
14	7251,6	65	7238,0	75
15	7252,0	70	7215,0	70
16	7253,0	80	7211,0	75
17	7256,0	70	7208,6	60
18	7259,0	80	7199,0	70
19	7268,0	65	7181,8	50
20	7269,0	80	7181,7	80
21	7273,0	75	7156,0	65

Таблица 4 - Фазировка подстанций

Подстанция	Тип	Плечо
		левое	правое
Большая Омутная	II	опережающее	отстающее
Уруша	I	опережающее	отстающее
Бамовская	I	опережающее	отстающее

Таблица 5 - Расположение раздельных пунктов на участке Большая Омутная - Бамовская

Место расположения, км	Тип объекта	Наименование объекта
7153,3	тяговая подстанция	Большая Омутная
7208,7	тяговая подстанция	Уруша
7239,6	пост секционирования	Улягир
7273,1	тяговая подстанция	Бамовская

Таблица 6 - Параметры подстанций

Подстанция	Sкз, МВА	Тип трансформатора	Кол-во трансф.
Большая Омутная	850	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	2
Уруша	950	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	2
Бамовская	1100	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	2

Таблица 7 - Характеристики установок компенсации реактивной мощности

Место установки КУ	Установленная мощность, квар	Тип / количество конденсаторов	Емкость конденсаторов, мкФ	Индуктивность реакторов, мГн
			номин.	установ.	номин	установ.
ЭЧЭ Б. Омутная	4000	КСК-2-1,05-125-У1/32	12,16	12,16	102	75,7
	4000	КСК-2-1,05-125-У1/31	11,78	11,78	102	75,4
ЭЧЭ Уруша	4250	КСК-2-1,05-125-У1/32	12,41	12,41	102	75.7
	4250	КСК-2-1,05-125-У1/32	12,16	12,16	102	75,7
ЭЧЭ Бамовская	4000	КЭК-1,05-125-2У1/32	12,75	12,75	105	91

Таблица 8 - Параметры фидерных и отсасывающих линий

Подстанция	№ фидера	Длина, км	Марка
Большая Омутная	1 2 5 4 отсос	0,7 0,7 3,9 3,9 0,2	2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2ПБСМ95+4А185+4Р65
Уруша	1 2 5 4 отсос	3,2 3,2 6,2 6,2 0,25	2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 4А-185+4Р65
Бамовская	1 2 3 4 5 отсос	4,511 5,353 1,851 1,816 0,155	3А-185+4Р65 3А-185+4Р65 2А-185+4Р65 2А-185+4Р65 3А-185+4Р65 5А-185+4Р65 (провод для подключения 5М-185)

Таблица 9 - Характеристики понижающих трансформаторов тяговых подстанций

Тяговая подстанция	Тип трансформатора	Напряжение короткого замыкания, %	Потери электроэнергии, кВт·ч	Ток холостого хода, %
			Холостого хода	короткого замыкания
Большая Омутная	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58
	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58
Уруша	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58
	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58
Бамовская	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58
	ТДТНЭ-40000/230/27,5/11	12,49	50	209,25	0,58

Таблица 10 - Координаты усиливающего провода

Место расположения усиливающего провода	Координаты усиливающего провода
	1 путь	2 путь
	начало (км, пикет)	конец	марка провода, длина	начало	конец	марка провода, длина
		(км, пикет)		(км, пикет)	(км, пикет)
1	2	3	4	5	6	7
Сегачама-Б.Омутная	-	-	-	7148,4	7152,5	А-185
Улягир (запад)	7239пк6 +20	7239 пк8 +80	А185- 0,260	7239пк6 +20	7239 пк8 +30	А185-0,21
Улягир (восток)	7241пк5 +65	7242пк4 +47	А185- 0,882	7241пк5 +65	7242пк4 +47	А185-0,882
Улягир-Мадалан	7242пк4 +47	7249 пк8 +52	А185- 7,2	7242пк4 +47	7249 пк8 +52	А185-7,2
Мадалан (запад)	7249 пк8 +52	7250пк1 +50	А185- 0,3	7249 пк8 +52	7250пк1 +50	А185-0,3
Мадалан (восток)	7251 пк1 +85	7251 пк5 +20	А185- 0,335	7251 пк3 +10	7251 пк5 +20	А185-0,21
Мадалан-Тахтамыгда	7251 пк5 +20	7266пк6 +90	А185- 14,8	7251 пк5 +20	7266пк6+90	А185-14,8
Тахтамыгда (запад)	7266пк6 +90	7267пк0 +70	А185- 0,385	7266пк6 +90	7266 пк9 +65	А185-0,285
Тахтамыгда (восток)	7268пк0 +60	7268 пк3 +40	А185- 0,279	7268 пк2 +40	7268 пк3 +40	А185- 0,108
Тахтамыгда-Бам	7268 пк4 +30	7268пк7 +30	А 185- 0,3	7268 пк4+80	7268пк7 +30	А 185- 0,25

Станция Уруша по характеру работы является участковой и отнесена к 3 классу. На станции осуществляет прием, отправление и пропуск пассажирских, пригородных, транзитных грузовых поездов обоих направлений. Производится операция по смене локомотивов, поездных бригад обоих направлений, обработка транзитных поездов связанная с отцепкой неисправных вагонов, операции с местными вагонами. Для движения поездов по рассматриваемому участку используются локомотивы типа ВЛ80ст. Размер движения на участке Большая Омутная - Бамовская равен 52 пар поездов в сутки.

На перегонах предусматривается компенсированная подвеска, на станциях - полукомпенсированная.

Отсутствие реконструкции существующих электрических мощностей хозяйства в необходимых объемах постепенно приводит к тому, что система электроснабжения «РЖД» начинает работать без надлежащих резервов, потребных для обеспечения прогнозируемого роста объема перевозок грузов и пассажиров, по причине ограниченной нагрузочной способности устройств.

Эти негативные факторы - следствие особенностей электрификации магистралей в 1950-80 годах, когда устройства тягового электроснабжения были запроектированы и построены для пропуска поездов с расчетными весами до 4-4,5 тыс. тонн. В 90-е проектами был предусмотрен пропуск поездов весами уже 5-6 тыс. тонн, но с интервалами более 15 минут. По этим причинам система электроснабжения ряда участков железных дорог не может сегодня обеспечить решение задачи по пропуску поездов повышенного веса с минимальными интервалами.

Темп и объемы «старения» устройств интенсивно нарастают по сравнению с существующими темпом и объемами их «обновления».

Причина - выход на нормативный срок эксплуатации участков электрификации, построенных в соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР «О Генеральном плане электрификации железных дорог» от 3 февраля 1956 года.

Для обновления контактной сети - нерезервируемой части системы тягового электроснабжения - разработан и применяется проект КС-160. Он принят как оптимальный вариант по показателю «соотношение цены и качества». Проектом предусматривается несколько типов конструкций консолей, применение блочно-полиспастных компенсаторов, стержневых керамических и полимерных изоляторов повышенной механической и электрической прочности. Новые технические решения, заложенные с основу конструкции КС-160, обеспечивают устойчивую работу контактной сети и высокое качество токосъема, в частности, на участках с экстремальными климатическими и погодными условиями. Основное оборудование на станции Уруша было введено в эксплуатацию в 1987 году. Данные о сроках службы представлены в таблице 11.

Таблица 11 - Сроки использования основного оборудования

Оборудование	Дата ввода в эксплуатацию	Фактический срок службы, лет	Нормативный срок службы, лет	Процентное соотношение сроков службы,%
Несущий трос	1987	23	40	58
Контактный провод	1987	23	50	46
Изоляторы - фарфоровые - стеклянные - полимерные	1987	23	30 30 35	77 77 66
Железобетонные опоры	1986	24	40	60
Бетонные и железобетонные фундаменты и анкеры	1986	24	40	60
Разъединители, переключатели, их привода	1987	23	20	115
Секционные изоляторы	1987	23	20	115
Разрядники	1987	23	20	115
Арматура	1987	23	40	58

В таблице 11 свели данные о нормативных и фактических сроках эксплуатации оборудования. Проанализировав таблицу 11 можно прийти к выводу, что у части оборудования истёк срок службы эксплуатации оборудования. Устройства требуют немедленной замены. Данная ситуация сложилась в результате недостаточного снабжения соответствующего оборудования.



1. Обоснование реконструкции контактной сети станции Уруша

1.1 Характеристика системы тягового электроснабжения

Железнодорожный участок Большая Омутная - Бамовская расположен в Сковородинском районе Амурской области. Участок начинается с 7153,3 км по 7273,1 км.

Тяговая сеть участка Большая Омутная - Бамовская представлена контактной подвеской ПБСМ - 95 + МФ - 100 + А - 185 и рельсом Р65. Провод группового заземления АС - 70. Провод ДПР АС - 50.

Нормальная схема электроснабжения участка Большая Омутная - Уруша раздельная, а на участке Уруша-Бамовская - узловая. На тяговых подстанциях Большая Омутная, Уруша и Бамовская установлены по 2 трансформатора типа ТДТНЭ-40000/230/27,5/11.

На данном участке обращаются электровозы серии ВЛ80С. В отличии от других серий электровозов укомплектован оборудованием позволяющим управлять двумя сцепленными электровозами одним машинистом (работа по системе многих единиц). Индекс «с» в данном случае указывает, что электровоз может работать по системе многих единиц. С 1980 г. электровозы ВЛ80С выпускаются серийно.

1.2 Условия, при которых необходима реконструкция станции Уруша

Железнодорожный комплекс исторически имеет особое стратегическое значение для России. Он является связующим звеном единой экономической системы и самым доступным транспортом для миллионов граждан, без четкой работы железнодорожного транспорта невозможно стабильная деятельность промышленности, своевременный подвоз жизненно важных грузов в самые отдаленные уголки страны.

ОАО «РЖД» является одной из самых крупных в мире компаний с огромными объемами грузовых и пассажирских перевозок.

Для дальнейшего развития тяжеловесного движения необходимо решить ряд комплексных проблем, соответствующим образом подготовить инфраструктуры хозяйства электроснабжения. Необходимы меры по усилению и реконструкции систем электроснабжения.

Система тягового электроснабжения должна обеспечивать устойчивую работу электроподвижного состава при заданных размерах движения и доступном в эксплуатации сгущении потока поездов. Готовность устройств электроснабжения к пропуску таких поездов определяется на основе сопоставления параметров рабочих режимов системы с нормируемыми показателями нагрузочной способности по уровню напряжения на токоприемниках электровозов, допустимым температурам нагрева проводов тяговой сети и мощности силового оборудования тяговых подстанций.

Необходимое усиление системы тягового электроснабжения выбирается с учетом перечисленных выше требований на основе результатов электрических расчетов с помощью компьютерных программ, реализующих моделирование графиков движения поездов различных категорий. Результаты тяговых расчетов должны отражать специфику вождения поездов повышенного веса с учетом ограничений по максимальной силе тяги и торможения, реальной длины состава, рационального использования инерции поезда, прохождения мест ограничения скорости на частичных ходовых позициях и других факторов. Это позволит избежать завышение потребляемой локомотивами мощности.

Работа по оптимизации и усилению системы тягового электроснабжения, проводимая на сети железных дорог, на основе заданных по условиям движения межпоездных интервалов и технологии пропуска поездов, обеспечит повышение средней массы и длины грузовых поездов, позволит более эффективно использовать провозную способность, будет способствовать снижению эксплуатационных расходов.

Главными результатами реконструкции станции Уруша является значительное увеличение пропускной и провозной способности линии, рост скоростей движения и активизация грузопассажирских перевозок.



2. Выполнение тягового расчета

Тяговый расчет участка Большая Омутная - Бамовская выполняется при помощи программы Trelk, входящей в состав комплекса КОРТЭС. Данный комплекс выполняет тяговые расчеты для поездов с электроподвижным составом (ЭПС) магистральных железных дорог постоянного и переменного тока.

Комплекс КОРТЭС имеет гибкую структуру и включает в себя программные модули различного назначения, связанные общими базами данных и способами управления. Набор модулей пополняется компонентами для решения специфических задач как в области проектирования систем электроснабжения, так и их эксплуатации.

В качестве исходных данных при расчётах используются параметры, которые готовятся с помощью программы Uchastk. К этим параметрам относятся: число главных путей, названия и координаты расположения раздельных пунктов, спрямленный продольный профиль пути с учётом фиктивных уклонов от кривых, категории и типы обращающихся на участке поездов, ограничения по скорости для каждой категории поезда и другие данные.

Параметры и характеристики подвижного состава выбираются из каталогов локомотивов и типовых составов поездов. Для редактирования указанных каталогов используются программы соответственно FxLkm и FxBtrw.

Моделирование движения поезда осуществляем в соответствии с заданными уставками регулирования скорости, массой состава и кратностью тяги, наличием остановок на раздельных пунктах, а также в зависимости от параметров движения: начальной скорости, напряжения в контактной сети, максимальной позиции контроллера и других параметров. Эти данные вводим непосредственно перед расчётом каждого варианта и сохраняем вместе с результатами для повторного использования.

Число главных путей - принимается равным двум, тип пути - звеньевой.

Доступ к таблице продольного профиля разрешён при наличии данных по раздельным пунктам, а к таблице ограничений скорости - после ввода категорий и типов поездов.

Раздельные пункты вводим последовательно по ходу километров, начиная с 7153,3 км и заканчивая 7273,1 км. Общая длина участка по граничным фактическим координатам равна 119,8 км.

В данном случае ведем расчет для одной категории поездов - грузовой. Категорией называется группа поездов, имеющих общий набор ограничений скоростей, заданный приоритет пропуска при формировании графика движения и базовую массу, для которой выполняется тяговый расчет.

К характеристикам поезда относятся следующие данные:

· категория - выбираем из списка, заданную в параметрах участка: грузовой;

· локомотив - выбираем из каталога электроподвижного состава. Расчет выполняем для типа локомотива: ВЛ 80С;

· состав - выбираем из каталога типовых составов;

· масса состава - для расчетов выбираем три типа состава 4500 т, 6800 т и 9000 т.

В окне отчёт о поездке содержатся результаты последнего выполненного расчёта или варианта, выбранного из сводной таблицы. В нём представлены основные параметры поезда и интегральные результаты расчёта - удельный расход электроэнергии за время хода поезда по участку, максимальные значения тока поезда и температуры перегрева обмоток двигателя, техническая скорость, а также таблица перегонных времен хода и расхода энергии с отметкой.

Результаты тягового расчета представлены в таблицах 12 и 13.



Таблица 12 - Результаты тягового расчета по четному направлению

Тип локомо-тива	Вес поезда, т	Перегон	L, км	Время хода, мин	Расход энергии
				полное	под током	Wа, кВт·ч	Wп, кВ·А·ч
1	2	3	4	5	6	7	8
ВЛ 80С	4500	Большая Омутная - Улятка	21,2	20,3	13,7	1462,8	1789,7
		Улятка - Халан	7,2	6,3	0,0	34,5	41,8
		Халан - Сгибеево	10,2	9,2	6,0	621,3	759,4
		Сгибеево - Уруша	17,7	16,5	1,0	200,6	244,5
		Уруша - Глубокий	14,1	13,0	10,5	1212,9	1484,8
ВЛ 80С	4500	Глубокий -Улягир	15,9	13,2	4,0	473,7	579,0
		Улягир - Мадалан	11,4	10,0	3,1	259,0	315,8
		Мадалан - Тахтамыгда	14,0	12,9	9,5	994,2	1217,3
		Тахтамыгда - Бамовская	8,1	8,0	6,1	740,8	907,5
		Большая Омутная - Бамовская	119,8	109,5	53,9	5999,8	7339,9
	6800	Большая Омутная - Улятка	21,2	24,3	20,3	2088,3	2569,9
		Улятка - Халан	7,2	6,4	0,0	34,9	42,3
		Халан - Сгибеево	10,2	10,0	7,1	833,7	1021,6
		Сгибеево - Уруша	17,7	16,4	0,9	177,5	216,4
		Уруша - Глубокий	14,1	15,3	13,5	1689,1	2073,9
		Глубокий - Улягир	15,9	13,7	4,9	619,1	758,0
		Улягир - Мадалан	11,4	10,1	3,3	352,2	430,2
		Мадалан - Тахтамыгда	14,0	13,6	11,2	1318,1	1613,8
		Тахтамыгда - Бамовская	8,1	8,6	7,5	962,0	1179,4
		Большая Омутная - Бамовская	119,8	118,4	68,7	8075,1	9905,5
	9000 3х секционный	Большая Омутная - Улятка	21,2	22,0	17,6	2791,4	3423,5
		Улятка - Халан	7,2	6,3	0,1	52,6	63,7
		Халан - Сгибеево	10,2	9,8	6,6	1162,7	1423,2
		Сгибеево - Уруша	17,7	16,5	0,9	268,7	327,5
		Уруша - Глубокий	14,1	14,0	11,7	2326,8	2848,3
		Глубокий - Улягир	15,9	13,6	4,5	825,1	1008,0
		Улягир - Мадалан	11,4	10,1	3,1	472,4	576,9
		Мадалан - Тахтамыгда	14,0	13,2	10,7	1819,4	2226,4
		Тахтамыгда - Бамовская	8,1	8,3	6,9	1294,2	1586,4
		Большая Омутная - Бамовская	119,8	113,9	62,2	11013,0	13483,8

Таблица 13 - Результаты тягового расчета по нечетному направлению

Тип локомо-тива	Вес поезда, т	Перегон	L, км	Время хода, мин	Расход энергии
				полное	под током	Wа, кВт·ч	Wп, кВ·А·ч
1	2	3	4	5	6	7	8
ВЛ 80С	4500	Бамовская - Тахтамыгда	8,1	9,0	4,3	339,1	416,1
		Тахтамыгда - Мадалан	14,0	14,5	1,6	157,5	191,5
		Мадалан - Улягир	11,4	11,4	9,7	1110,4	1361,2
		Улягир - Глубокий	15,9	14,8	11,2	1376,2	1685,0
		Глубокий - Уруша	14,1	12,6	3,0	413,2	505,1
		Уруша - Сгибеево	17,7	18,8	16,9	2119,6	2597,2
		Сгибеево - Халан	10,2	9,9	3,7	452,9	554,2
		Халан - Улятка	7,2	7,3	6,2	733,1	898,2
		Улятка - Большая Омутная	21,2	18,2	8,8	943,3	1151,7
		Бамовская - Большая Омутная	119,8	116,5	65,3	7645,4	9360,3
	6800 3х секцион ный	Бамовская - Тахтамыгда	8,1	9,0	4,4	519,4	637,9
		Тахтамыгда - Мадалан	14,0	14,6	2,0	209,5	255,0
		Мадалан - Улягир	11,4	11,4	9,8	1695,0	2077,2
		Улягир - Глубокий	15,9	14,9	11,4	2131,6	2610,4
		Глубокий - Уруша	14,1	12,6	3,0	621,6	760,1
		Уруша - Сгибеево	17,7	18,9	16,9	3191,7	3911,2
		Сгибеево - Халан	10,2	9,9	3,6	670,5	820,7
		Халан - Улятка	7,2	7,3	6,2	1103,5	1352,4
		Улятка - Большая Омутная	21,2	18,2	9,0	1417,6	1730,8
		Бамовская - Большая Омутная	119,8	116,7	66,4	11560,2	14155,8
	9000 3х секцион ный	Бамовская - Тахтамыгда	8,1	9,3	5,1	662,2	814,6
		Тахтамыгда - Мадалан	14,0	14,5	1,6	254,1	310,5
		Мадалан - Улягир	11,4	12,5	11,0	2101,4	2582,4
		Улягир - Глубокий	15,9	16,7	14,3	2701,6	3315,5
		Глубокий - Уруша	14,1	13,1	3,7	805,7	987,1
		Уруша - Сгибеево	17,7	23,1	21,9	3867,5	4771,5
		Сгибеево - Халан	10,2	10,4	5,5	947,0	1161,3
		Халан - Улятка	7,2	8,0	8,0	1349,8	1661,6
		Улятка - Большая Омутная	21,2	18,2	9,1	1520,2	1855,6
		Бамовская - Большая Омутная	119,8	125,9	80,1	14209,3	17460,1

Дополнительные результаты тяговых расчетов представлены в таблицах 14 и 15.

В данном разделе дипломного проекта определили: удельный расход электроэнергии за время хода поезда по участку, максимальные значения тока поезда и температуры перегрева обмоток двигателя, техническая скорость, а также таблица перегонных времен хода и расхода энергии с отметкой. Во всех рассмотренных случаях максимальный нагрев обмоток тяговых электродвигателей не превышает допустимого. Результаты тягового расчета представлены в приложении А.



3. Создание расчетной схемы питания и секционирования участка Большая Омутная - Бамовская

Для определения пропускной способности участка создается расчетная схема с помощью программы KAUbas программного комплекса КОРТЭС. Схема участка может содержать до четырёх путей и произвольное количество межподстанционных зон. В качестве граничных объектов схемы могут быть заданы как тяговые подстанции (ЭЧЭ), так и другие объекты - пост секционирования (ПС), пункт параллельного соединения (ППС) или продольные секционные разъединители (ПРС). Учитывается реальная схема расположения воздушных промежутков и точек подключения фидеров ЭЧЭ, ПС к контактной сети. Все объекты схемы могут располагаться как по ходу километров, так и в обратном порядке.

На постах секционирования (кроме граничных или питающих примыкания) предусмотрен специальный выключатель «О», с использованием которого ПС полностью выводится из работы и функционально замещается объектом ПРС. Посты секционирования имеют две системы шин, соединённые выключателем «Ш», который служит для создания петлевых схем питания контактной сети.

Параметры понижающих трансформаторов, тяговой сети, фидерных и отсасывающих линий, а также установок компенсации выбираются из соответствующих каталогов постоянной базы данных, которая предварительно готовится с помощью программы DbFxKA.

Расчетная схема участка представлена на рисунке 1.



4. Определение пропускной способности участка Большая Омутная - Бамовская

Для определения пропускной способности фидерной зоны необходимо найти среднее напряжение на пантографе электровоза , кВ, за время хода поезда по лимитирующему участку при максимальной нагрузке зоны поездами по формуле

, (1)

где - среднее выпрямленное напряжение, приведенное к номинальному напряжению на токоприемнике электровоза, кВ;

- номинальное напряжение на шинах тяговой подстанции,

;

- средние потери выпрямленного напряжения, кВ.

Расчетным поездом, как правило, является поезд, находящийся ближе к середине перегона на наиболее нагруженном участке пути.

Потери напряжения от шин тяговой подстанции , кВ, до электровоза находим по формуле

, (2)

здесь

, (3)



- для раздельной схемы

, (4)

- для узловой схемы

, (5)

, (6)

где - потери напряжения, вызванные нагрузкой расчетного поезда в КС, кВ;

- потеря напряжения от нагрузок, расположенных на том же пути КС, кВ;

- потери напряжения только в рельсах, вызванное нагрузкой поездов, расположенных на соседних путях, кВ.

- расстояние между ТП и ПС, км;

- расстояние от ТП до k-ой нагрузки n-го пути, км;

- значение выпрямленного тока j-го поезда n-го пути на участке ТП-ПС, А;

- общее количество нагрузок на участке ТП-ПС.

Приведенное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка , Ом, определим по выражению:

, (7)

где - активное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка, Ом/км;

- реактивное сопротивление тяговой сети одного пути двухпутного участка, Ом/км.

Действительный интервал минимального попутного следования , мин, можно найти по формуле

, (8)

Пропускная способность , пар/сут, определяется по выражению

, (9)

Расчеты пропускной способности выполним с помощью программы KA_PN комплекса КОРТЭС предназначенной для выполнения электрических расчётов рабочих режимов и характеристик пропускной способности железнодорожных участков, электрифицированных по системе тягового электроснабжения переменного тока 27,5 кВ.

К характеристикам пропускной способности, определяемым с помощью программы KA_PN (в данной версии только для однопутных и двухпутных участков), относятся следующие показатели:

- минимальные допустимые интервалы при пропуске поездов наибольшей установленной массы в интенсивные периоды работы и при технологическом «окне» на одном из путей;

- перечень ограничивающих устройств тягового электроснабжения участка, нагрузочная способность которых не обеспечивает пропуск поездов при заданных условиях.

Эти характеристики используются при составлении сводных паспортов пропускной способности железнодорожных участков и при планировании мероприятий по усилению лимитирующих устройств.

Характеристики пропускной способности участка обусловлены минимальным допустимым интервалом, при котором движение поездов заданной массы не вызывает отклонение показателей нагрузочной способности устройств от допустимых норм.

При расчётах допустимых интервалов используем условный параллельный график движения поездов, имеющих одинаковые скорости. Для двухпутных участков этот график в каждом направлении движения представляет собой поток с равномерным распределением поездов в общем случае наибольшей и средней массы. Расчетный параллельный график движения на двухпутном участке представлен на рисунке 2.

При расчете пропускной способности используем следующие специализированные данные:

- границы расчётных участков - наименования граничных станций и их координаты;

- суточное количество поездов по каждому направлению движения (пути) на расчётном участке (60 пар поездов);

- весовые нормы указанных поездов;

- заданный расчётный межпоездной интервал, а также станционные интервалы для однопутного участка;

Характеристики пропускной способности определяем в режиме, представленном в таблице 16.



Рисунок 2 - Упрощенный расчетный параллельный график движения на двухпутном участке

Таблица 16 - Расчетные режимы и схемы

Обозначение режима и цель расчёта	Вид графика движения	Расчётная схема
Б	определение наименьших допустимых интервалов в интенсивные периоды работы участка	двухпутные участки - рисунок 2; поезда наибольшей массы	нормальная, с включёнными резервными трансформаторами

Допустимые межпоездные интервалы на двухпутных участках в режиме Б рассчитываются при параллельном графике движения в условиях равномерного потока поездов по каждому пути.

Нормальная расчётная схема питания контактной сети соответствует обычным условиям эксплуатации устройств электроснабжения участка.

Базовые графики движения поездов формируем с помощью программы KGrafDv комплекса КОРТЭС и совместно с данными тяговой нагрузки переменного тока 27,5 кВ хранятся в файлах типа .GKA.

Параметры, содержащиеся в файле указанного типа, при расчётах пропускной способности используем для построения специальных параллельных графиков движения. В этом случае вид исходного базового графика и количество поездов в нём не имеют значения.

В соответствии с п.2.9 Правил устройств системы тягового электроснабжения (ПУСТЭ) мощность основного оборудования тяговых подстанций и автотрансформаторных пунктов, включенных по нормальной (проектной) схеме, должна обеспечивать пропуск поездов средневзвешенной массы, определяемой по размерам движения за сутки месяца максимальных перевозок, включая соединенные поезда, с учетом сгущения поездов в интенсивный час.

Вычисление уровня напряжения на токоприемнике производится в соответствии с расчетным режимом пропуска поездов, принятым по таблице 2.3 ПУСТЭ, при нормальной схеме питания.

Характеристики пропускной способности при существующей схеме питания сети представлены в таблицах 17-18.

Таблица 17 - Допустимые межпоездные интервалы в период интенсивной работы при существующей схеме питания и секционирования сети для варианта поездов существующей массы в четном направлении (m = 6800 т.)

Наименование межподстанционной зоны	Значение интервала, мин, ограниченное	Результирующее значение
	мощностью понижающих трансформаторов	напряжением в контактной сети	нагревом проводов контактной сети
Большая Омутная - Уруша	10*	15*	9*	15*
Уруша - Бамовская	10*	16*	9*	16*
Большая Омутная - Бамовская	10*	16*	9*	16*
* Значение больше заданного



Таблица 18 - Допустимые межпоездные интервалы в период интенсивной работы при существующей схеме питания и секционирования сети для варианта поездов повышенной массы в четном направлении (m = 9000 т.)

Наименование межподстанционной зоны	Значение интервала, мин, ограниченное	Результирующее значение
	мощностью понижающих трансформаторов	напряжением в контактной сети	нагревом проводов контактной сети
Большая Омутная - Уруша	12*	24*	6	24*
Уруша - Бамовская	12*	26*	12*	26*
Большая Омутная - Бамовская	12*	26*	12*	26*
* Значение меньше заданного

Проведенные расчеты показали, что ограничивающим фактором при интенсивном пропуске грузовых поездов по рассматриваемому участку являются не параметры системы СЦБ, а параметры системы тягового электроснабжения.

Одним из возможных вариантов повышения пропускной способности участка может быть снижение сопротивления тяговой сети. Его можно уменьшить тремя способами:

- изменением схемы питания контактной сети участка с узловой на параллельную;

- подвешиванием усиливающих проводов;

- заменой контактного провода или несущего троса на провод с большим сечением.

Для повышения пропускной способности участка рассмотрим следующие мероприятия по уменьшению сопротивления тяговой сети:

- замена несущего троса ПБСМ95 на М95;

- замена контактного провода МФ100 на МФ150;

- подвешивание дополнительного усиливающего провода на участке Уруша - Бамовская.

«Энергетическая стратегия железнодорожного транспорта до 2010 года и на перспективу до 2020 года» рекомендует замену существующих биметаллических несущих тросов на медные. Поскольку срок службы несущего троса ПБСМ 95 на рассматриваемом участке составляет более 23 лет, в дипломном проекте рассмотрена возможность его замены тросом М95.

Результаты расчетов с помощью программного комплекса КОРТЭС при замене несущего троса ПБСМ95 на несущий трос М95 приведены в таблицах 19-21.

Таблица 19 - Допустимые межпоездные интервалы в период интенсивной работы для варианта поездов повышенной массы при усиленной схеме питания и секционирования в четном направлении (m = 9000 т)

Наименование межподстанционной зоны	Значение интервала, мин, ограниченное	Результирующее значение
	мощностью понижающих трансформаторов	напряжением в контактной сети	нагревом проводов контактной сети
Большая Омутная - Уруша	12*	17*	6	17*
Уруша - Бамовская	12*	20*	6	20*
Большая Омутная - Бамовская	12*	20*	6	20*
* Значение меньше заданного

Таблица 20 - Основные характеристики рабочего режима участка Большая Омутная - Бамовская при замене несущего троса ПБСМ95 на несущий трос М95

Значение интервала, мин	20
Время расчета, мин	Начало 0, продолжительность 1440; шаг 1,0
Температура воздуха, єС	40
Расход энергии		1295550
		1080118
Потери энергии в тяговой сети, кВт	54720 (4,2%)
Ограничив. коэф-т нагрузки трансформаторов	0, 56 (доп. 1,00 среднее)
Напряжения	минимальное	20,08
	среднее за 3 минуты	21,42
Ограничение температуры, єС	в контактной сети	48 (доп. 90єС 20 мин)
	в отсасывающей линии	56 (доп. 90єС 20 мин)

Таблица 21 - Минимальное напряжение на токоприемнике локомотива при замене несущего троса ПБСМ95 на несущий трос М95

Межподстанционная зона	Путь
		min	3-мин
Большая Омутная - Уруша	1-й	21,97	22,45
	2-й	20,87	21,54
Уруша - Бамовская	1-й	20,08	21,63
	2-й	20,08	21,42

В результате замены несущего троса расчетное напряжение на токоприемниках электроподвижного состава (среднее значение за 3 минуты) должно быть не менее 21 кВ. Данные таблиц 19 - 21 показывают, что уровень напряжения на токоприемниках расчетных поездов не ниже допустимого значения, перегрева проводов контактной сети и отсасывающих линий нет. Минимальный уровень напряжения на токоприемнике составляет 21,42 кВ, максимальная температура нагрева проводов контактной сети равна 48єС, отсасывающей линии - 56єС. Потери электроэнергии в тяговой сети составляют 54720 (4,2%).

Рассмотрим следующий вариант повышения пропускной способности участка. Произведем замену контактного провода МФ100 на МФ150, тем самым так же уменьшим сопротивления тяговой сети. Результаты расчётов приведены в таблицах 22-24.



Таблица 22 - Допустимые межпоездные интервалы в период интенсивной работы при замене контактного провода МФ100 на МФ150 (m = 9000 т.)

Наименование межподстанционной зоны	Значение интервала, мин, ограниченное	Результирующее значение
	мощностью понижающих трансформаторов	напряжением в контактной сети	нагревом проводов контактной сети
Большая Омутная - Уруша	12*	16*	6	16*
Уруша - Бамовская	12*	20*	6	20*
Большая Омутная - Бамовская	12*	20*	6	20*
* Значение меньше заданного

Таблица 23 - Основные характеристики рабочего режима участка Большая Омутная - Бамовская при замене контактного провода МФ100 на МФ150

Значение интервала, мин	20
Время расчета, мин	Начало 0, продолжительность 1440; шаг 1,0
Температура воздуха, єС	40
Расход энергии		1292259
		1083024
Потери энергии в тяговой сети, кВт	62891 (4,9%)
Ограничив. коэф-т нагрузки трансформаторов	0,56 (доп. 1,00 среднее)
Напряжения	минимальное	19,74
	среднее за 3 минуты	21,04
Ограничение температуры, єС	в контактной сети	57 (доп. 90єС 20 мин)
	в отсасывающей линии	56 (доп. 90єС 20 мин)



Таблица 24 - Минимальное напряжение на токоприемнике локомотива при замене контактного провода МФ100 на МФ150

Межподстанционная зона	Путь
		min	3-мин
Большая Омутная - Уруша	1-й	21,60	22,12
	2-й	20,35	21,04
Уруша - Бамовская	1-й	19,74	21,36
	2-й	19,74	21,12

Данные таблиц 22 - 24 показывают, что уровень напряжения на токоприемниках расчетных поездов не ниже допустимого значения, перегрева проводов контактной сети и отсасывающих линий нет. Минимальный уровень напряжения на токоприемнике составляет 21,12 кВ, максимальная температура нагрева проводов контактной сети равна 57єС, отсасывающей линии - 56єС. Потери электроэнергии в тяговой сети составляют 62891 (4,9%).

Рассмотрим еще один вариант повышения пропускной способности участка. Усилим данную схему питания подвеской дополнительного усиливающего провода марки А185 на участке Большая Омутная - Уруша по четному направлению и Уруша - Бамовская по обоим направлениям. Результаты расчётов приведены в таблицах 25-27.

Таблица 25 - Допустимые межпоездные интервалы при усилении схемы питания подвеской дополнительного усиливающего провода марки А185(m=9000 т.)

Наименование межподстанционной зоны	Значение интервала, мин, ограниченное	Результирующее значение
	мощностью понижающих трансформаторов	напряжением в контактной сети	нагревом проводов контактной сети
Большая Омутная - Уруша	12*	17*	6	17*
Уруша - Бамовская	12*	21*	6	21*
Большая Омутная - Бамовская	12*	21*	6	21*
* Значение меньше заданного

Таблица 26 - Основные характеристики рабочего режима участка Большая Омутная - Бамовская при усилении схемы питания подвеской дополнительного усиливающего провода марки А185

Значение интервала, мин	21
Время расчета, мин	Начало 0, продолжительность 1440; шаг 1,0
Температура воздуха, єС	40
Расход энергии		1305179
		1070732
Потери энергии в тяговой сети, кВт	56794 (4,4%)
Ограничив. коэф-т нагрузки трансформаторов	0,57 (доп. 1,00 среднее)
Напряжения	минимальное	20,51
	среднее за 3 минуты	21,80
Ограничение температуры, єС	в контактной сети	45 (доп. 90єС 20 мин)
	в отсасывающей линии	57 (доп. 90єС 20 мин)

Таблица 27 - Минимальное напряжение на токоприемнике локомотива при усилении схемы питания подвеской дополнительного усиливающего провода марки А185

Межподстанционная зона	Путь
		min	3-мин
Большая Омутная - Уруша	1-й	21,61	22,12
	2-й	21,51	22,21
Уруша - Бамовская	1-й	20,51	21,96
	2-й	20,56	21,80

Данные таблиц 25-27 показывают, что уровень напряжения на токоприемниках расчетных поездов не ниже допустимого значения, перегрева проводов контактной сети и отсасывающих линий нет. Минимальный уровень напряжения на токоприемнике составляет 21,80 кВ, максимальная температура нагрева проводов контактной сети равна 45єС, отсасывающей линии - 57єС. Потери электроэнергии в тяговой сети составляют 56794 (4,4%).

Рассмотрев все варианты усиления можно сделать вывод, что минимальный межпоездной интервал 20 минут достигается при замене контактного провода марки МФ100 на МФ150 и при замене несущего троса марки ПБСМ95 на М95. При усилении схемы питания подвеской дополнительного усиливающего провода межпоездной интервал составляет 21 минуту.

При выборе варианта усиления необходимо обратить внимание на расход энергии на рассматриваемом участке, местный износ, а также на объем работ, которые необходимо будет выполнить для обеспечения пропуска поездов повышенной массы.

Расход энергии наименьший при замене контактного провода марки МФ100 на МФ150. Срок службы контактного провода подходит к половине нормативного. Срок службы контактных проводов мог быть больше, если бы они изнашивались равномерно во всех пролетах всех анкерных участков. В действительности приходится заменять контактные провода, когда общий износ ещё не достиг максимально допустимого, а местный уже превысил нормы. Местный износ не только снижает экономичность токосъема, но и ухудшает его надежность.

На станции где часто происходит поднятия и опускания токоприемников возможен отжиг материала контактного провода.

Поэтому рассмотрим в дипломном проекте два способа усиления системы тягового электроснабжения: подвешивание усиливающего провода на участке Большая Омутная - Уруша в четном направлении и Уруша - Бамовская в обоих направлениях и замену контактного провода марку МФ100 на МФ150, в том числе и на станции Уруша.



5. Проверка проводов контактной сети на нагрев

Изменение механических свойств проводов при их нагревании объясняется тем, что провода, используемые для воздушных линий и, в частности, в контактной сети, при изготовлении протягиваются в холодном состоянии. При этом на внешней поверхности проводов создается уплотненный и более прочный слой вследствие так называемого явления наклепа. В процессе нагревания же провода утрачивают это свойство тем в большей степени, чем выше температура, до которой они нагреты, и чем длительнее эта температура поддерживалась.

Провода контактной сети нагреваются неодинаково вследствие разной теплоотдачи, зависящей от геометрических размеров провода. Кроме того, при параллельном соединении медных и алюминиевых проводов ток распределяется таким образом, что если медные провода нагружены в пределах норм, то алюминиевые перегружены. Допустимый по нагреву ток для той или иной подвески ограничивается условиями нагрева одного из проводов.

Постоянные времени при нагревании проводов контактной сети таковы, что спустя 15 - 20 минут можно считать температуру проводов установившейся. Поэтому в дипломном проекте расчетный ток для сравнения с длительно допустимым по нагреву берется как средний квадратичный (эффективный) за 20 минут, соответствующий наибольшей нагрузке.

Проверка сечения проводов контактной сети по нагреванию производится путем сравнения эффективного тока фидера с допустимой нагрузкой подвески.

Расчетный эффективный ток фидера находится для режима пропуска максимально возможного числа поездов при раздельной схеме питания двухпутного участка.

Так как было предложено два варианта усиления схемы питания проверку по нагреву необходимо произвести как для подвески ПБСМ-95+МФ-150, так и для ПБСМ-95+МФ-100.

Допустимый ток для контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100, равен 885 А, а для ПБСМ-95+МФ-150 равен 1019 А.

Произведем проверку для наиболее тяжелого режима, т.е. для подвески с наименьшим допустимым током.

Эффективный ток фидера А находится по формуле

, (10)

где о - минимальный межпоездной интервал, мин;

Iсрi - среднее значение тока на интервале ti (в пределах которого ток меняется незначительно), А;

ti - промежуток времени, соответствующий линейному изменению поездного тока, мин (принимается равным 1 мин).

Значения среднего тока берутся из тяговых расчетов. Произведем проверку для состава массой 9000 тонн нечетного направления, т.к. данные условия являются наиболее тяжелыми.

Итак, по формуле (10)



Поскольку значение эффективного тока не превысило допустимой нагрузки контактной подвески 739 < 885, то есть ,что означает, что подвески выдержат по нагреву пропуск максимально возможного числа поездов при раздельной схеме питания двухпутного участка.



6. Расчет контактной сети электрифицируемого участка железной дороги переменного тока

Произведем расчет нагрузок и расчет допустимых длин пролета для бокового ранее удлиненного пути №59 , №3 и для главных путей, рассмотрев при этом два способа усиления системы тягового электроснабжения.

6.1 Определение расчетных нагрузок на провода

В расчетные формулы при определении длин пролетов входят вертикальные g и gк, горизонтальные рк и рт и результирующая qт нагрузки, а также натяжения контактного провода К и несущего троса Т и То.

Режим максимального ветра. Вертикальная нагрузка на несущий трос от веса проводов контактной подвески g, даН/м, определяется по формуле

, (11)

где gт и gк - нагрузки от веса одного метра несущего троса и контактного провода, даН/м;

nк - число контактных проводов;

gс - приближенное значение нагрузки от веса рессорного троса, струн и зажимов, отнесенного к 1 м подвески, даН/м.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м;

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м;

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Горизонтальная нагрузка от воздействия ветра на несущий трос рт, даН/м, определяется по формуле

, (12)

где v - нормативная максимальная скорость ветра, м/с;

d - диаметр несущего троса, мм;

сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру.

Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления , отнесенный к площади сечения одного провода, принимаем равным 1,25, для одиночных контактных проводов и тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн.

Расчетная скорость ветра не постоянна и различна, поэтому она будет рассчитываться по формуле

, (13)

где - нормативная максимальная скорость ветра для данного района;

- коэффициент характера местности;

,

Рассчитаем нагрузки воздействия ветра на провода контактной подвески, свободные от гололеда.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Горизонтальная нагрузка от воздействия ветра на контактный провод , даН/м, определяется по формуле

, (14)

где Н - высота сечения контактного провода, мм.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Результирующая нагрузка на несущий трос qт, даН/м, определяется по формуле

, (15)

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Режим гололеда с ветром. Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущем тросе при плотности гололеда 900 кг/мі gгт, даН/м, определяется по формуле

, (16)

где - толщина стенки гололеда соответственно на несущем тросу, мм;

0,8 - поправочный коэффициент к весу гололеда на несущем тросе учитывающий особенность гололедообразования на нем.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ85 даН/м.

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактном проводе при плотности гололеда 900 кг/мі gгк, даН/м, определяется по формуле

, (17)

где - толщина стенки гололёда на контактном проводе, мм;

dср - средний диаметр контактного провода, мм, определяется по формуле

, (18)

где Н и А - высота и ширина сечения контактного провода, мм.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ85 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной сети gг, даН/м, определяется по формуле

, (19)

где - равномерно распределенная по длине пролета вертикальная нагрузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе, даН/м.

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия на покрытый гололедом несущий трос , даН/м, определяется по формуле



, (20)

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия на покрытый гололедом контактный провод ргк, даН/м, определяется по формуле

, (21)

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Результирующая нагрузка на несущий трос определяется по формуле

, (22)

ПБСМ-95+МФ-150 даН/м,

ПБСМ-95+МФ-100 даН/м,

ПБСМ-70+МФ-85 даН/м.

Результаты расчетов нагрузок на провода главных и боковых путей занесем в таблицу 28.

Таблица 28 - Результаты расчета нагрузок на провода и натяжения в проводах

Нагрузки, даН/м	Подвеска ПБСМ-70 + МФ-85	Подвеска ПБСМ-95 + МФ-100	Подвеска ПБСМ-95 + МФ-150
gт	0,598	0,774	0,774
gк	0,755	0,890	1,335
g	1,453	1,764	2,209
pт	0,723	0,821	0,821
pк	0,709	0,775	0,953
qт	1,623	1,946	2,357
gгт	0,181	0,197	0,197
gгк	0,097	0,104	0,124
gг	0,308	0,331	0,351
pгт	1,38	1,478	1,478
pгк	1,038	1,104	1,281
qгт	2,237	2,564	2,956

6.2 Определение допустимых длин пролетов

От длины пролетов между опорами зависит число опор и поддерживающих конструкций и, следовательно, строительная стоимость контактной сети. В связи с этим из экономических соображений длины пролетов должны быть приняты возможно большими. Однако от длины пролета зависит наибольшее горизонтальное отклонение проводов от оси токоприемника под действием ветра bк max. Эта величина не должна превышать допустимые значения: на прямых участках bк доп = 0,5 м, на кривых участках пути bк доп = 0,45 м. Из сказанного следует, что наибольшая допустимая длина пролетов должна быть получена расчетом на ветровые отклонения при соблюдении условия bк max bк доп. Ветровые отклонения проводов зависят от расчетных климатических условий (ветровых и температурных воздействий, гололедных отложений, а также особенностей местности, где находятся провода).

Расчет длин пролетов ведется отдельно для главных и боковых путей станции.

Длина пролета для прямого участка пути , м, определяется по формуле

, (23)

где - наибольшее допустимое горизонтальное отклонение контактных проводов от оси токоприемника в пролете, =0,5 м - на прямых и =0,45 м - на кривых участках пути;

а - зигзаг контактного провода, а = 0,3 м - на прямых и а = 0,4 м - на кривых участках пути;

,- изменения прогиба опор под воздействием ветра на уровнях соответственно контактного провода и несущего троса, м, принимаем в зависимости от расчётной скорости ветра =0,010 м, =0,015 м.

Окончательная длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки , м, определяется по формуле

, (24)



где - удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении, даН/м определяемая по формуле