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

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

Эквивалентное сопротивление изоляции:

Ом•км;

Коэффициент распространения определяют по выражению:

1/км;

Волновое сопротивление:

1/км;

Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяют по формуле:



Напряжение и ток в конце рельсовой линии:

В;

А;

Напряжение и ток в начале рельсовой линии:

В;

А;

Минимальное напряжение и ток ПТ:

В;

А;

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

В;

А;

Мощность ПТ в нормальном режиме:

В•А;



Рисунок 3.3. Потери мощности.

Из рисунка 3.3 определяем потери ?Р=60 Вт и ?Q= 175 В•А. С учетом этих потерь определяем потребляемую мощность при свободности пути:

В•А;

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

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

При расчете режима к. з. используют схему замещения:

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



Входное сопротивление короткого замыкания:

Ом;

Ток короткого замыкания источника:

А;

Мощность короткого замыкания:

В•А;

Из рисунка 3.3 определяем потери ?Р=80 Вт и ?Q= 175 В•А. С учетом этих потерь определяем потребляемую максимальную мощность при занятости пути:

В•А;

Определяем потребляемую среднесуточную мощность:

В•А

3.2 Расчет мощности, потребляемой СТ

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

Для определения полной мощности линейного трансформатора воспользуемся формулой:

, (3.2.1)

где P_пр - активная мощность всех потребителей электрической энергии, Вт

ДP_тр - активные потери в трансформаторе, Вт;

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

ДQ_тр - реактивные потери в трансформаторе, В·Ар.

Таблица 3.2. Результаты расчета

Вид нагрузки	Потребляемая мощность
	Среднесуточная	Максимальная длительная
	Р, Вт	Q, вар	Р, Вт	Q, вар
Лампа светофора	15		15
ДЯ с обогревом	31,7	14,8	31,7	14,8
Генератор ГКШ	2		2
Блок питания линейных цепей БПШ	7,2	9	22	10
Потери в сигнальном трансформаторе СОБС-2А	4,8	6	4,8	6
Трансмиттер КПТШ	20	2	20	2
Аварийное реле АСШ2-220	7		7
Обогрев шкафа с потерями в СОБС	53,7	6	53,7	6
Освещение шкафа и переносная лампа			90
Электропаяльник			90
Рельсовая цепь 25 Гц	88,454	190,258	110,276	211,2
Итоговая мощность потребителей |Smax|=511,704 В•А, |Sср|=323,795 В•А	229,854	228,058	446,476	250
Мощность с учетом потерь в трансформаторе	294,382	456,048



3.3 Выбор типа линейного трансформатора

Для выбора линейного трансформатора воспользуемся следующей методикой:

1. Составить сводную таблицу приборов, питание которых осуществляется от высоковольтной линии и записать значения активной, ДP и реактивной ДQ мощности;

2. Согласно формуле определить полную мощность линейного S_пр трансформатора по сумме мощностей всех нагрузок;

3. По величине S_пр выбрать тип линейного трансформатора;

4. На основании рассчитанной полной мощности S_пр и типа линейного трансформатора определить активные и реактивные потери в трансформаторе: ДP_тр и ДQ_тр

5. По формуле определить полную мощность трансформатора, S_тр потребляемую от высоковольтной линии

Нагрузка трансформатора характеризуется двумя величинами: средней нагрузкой (для расчета линии) и максимальной нагрузкой (для расчет трансформатора). Данные о потребителях представлены в сводной таблице. Составим сводную таблицу для линейного трансформатора.

Определим на основании полученных данных для полную (кажущуюся) мощность_:

На основании значения полной мощности выбираем трансформатор типа ОЛ-0.63/10.

Найдем активные потери в трансформаторе ОЛ-0.63/10:

(3.2.2)

где ДP_м - потери в меди, ДP_м = 55 Вт;

ДP_ст - потери в стали, ДP_ст = 50 Вт;

Pн - номинальная мощность трансформатора, Pн = 0.63 кВ·А;

;

Найдем реактивные потери в трансформаторе ОЛ-0.63/10:

где - напряжение кз в трансформаторе, ;

- реактивная мощность всех потребителей электрической энергии, ;

Посчитаем полную мощность линейного трансформатора:



4. Расчет комплекса электроснабжения устройств СЦБ участка железной дороги

4.1 Расчет мощности, потребляемой устройствами СЦБ участка

Рисунок 4.1. Схема участка

Таблица 4.1. Параметры станций и перегонов

	P, кВт	Q, кВ·Ар	S, кВ•А
Станция 1 (100%)	41,395	26,412	49,1
Перегон 1-2 (4 СТ)	0,294·4=1,176	0,456·4=1,824	2,17
Станция 2 (40%)	41,395·0,4=16,558	26,412·0,4=10,56	19,63
Перегон 2-3 (1 СТ)	0,294·1=0,294	0, 456·1=0,456	0,54
Станция 3 (10%)	41,395·0,1=4,14	26,412·0,1=2,641	4,91
Перегон 3-4 (5 СТ)	0, 294·5=1,47	0, 456·5=2,28	2,71
Станция 4 (50%)	41,395·0,5=20,7	26,412·0,5=13,206	24,55
Перегон 4-5 (10 СТ)	0, 294·10=2,94	0, 456·10=4,56	5,43
Станция 5 (100%)	41,395·1=41,395	26,412·1=26,412	49,1

Таблица 4.2. Параметры участка

Плечи	L1, км	L2, км	L3, км	L4, км	L5, км	L6, км	L7, км	L8, км	L9, км	Lуч, км
	1,5	5	10	12,375	14,75	20,625	26,5	36,75	47	48,5
Нагрузки	P1, кВт	P2, кВт	P3, кВт	P4, кВт	P5, кВт	P6, кВт	P7, кВт	P8, кВт	P9, кВт	?P, кВт
	41,395	1,176	16,558	0,294	4,14	1,47	20,7	2,94	41,395	130,07
	Q1, кВ·Ар	Q2, кВ·Ар	Q3, кВ·Ар	Q4, кВ·Ар	Q5, кВ·Ар	Q6, кВ·Ар	Q7, кВ·Ар	Q8, кВ·Ар	Q9, кВ·Ар	?Q, кВ·Ар
	26,412	1,824	10,56	0,456	2,641	2,28	13,206	4,56	26,412	88,351
	S1, кВ•А	S2, кВ•А	S3, кВ•А	S4, кВ•А	S5, кВ•А	S6, кВ•А	S7, кВ•А	S8, кВ•А	S9, кВ•А	?S, кВ•А
	49,1	2,17	19,63	0,54	4,91	2,71	24,55	5,43	49,1	158,14

4.2 Расчет падения напряжения в линии

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

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

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

В этом случае длина фиктивного плеча определяется по формуле:



(4.2.1)

Так как длина фиктивного плеча меньше длины участка, то

 км;

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

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

(4.2.2)

где Z - полное сопротивление стального провода переменному току, определяется по таблице 4.3 в Ом/км;

I - ток линии в А;

Ток линии:

(4.2.3)

где Uн - номинальное напряжение линии в кВ;

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

Полная мощность с учетом потерь в стали:

(4.2.4)



где - суммарная активная мощность на участке питания в кВт;

- суммарная реактивная мощность на участке питания в кВ·Ар

- удельная емкостная мощность стального провода 5 мм, кВ·А/км;

Рассчитаем:

Таблица 4.3. Сопротивление переменному току стального провода.

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

Зная ток в линии по таблице 4.3, определим полное сопротивление стального провода переменному току Z=16,5 Ом/км.

Падение напряжения в трехфазной линии со стальными проводами:

Падение напряжения в трехфазной линии должно удовлетворять условию:

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

Следовательно, стальной тип проводов нельзя, так как падение напряжения в нем превышают допустимые.

При расчете высоковольтных линий биметаллических и цветных проводов, кроме активного, учитывается сопротивление линии. По заданию провод типа А-16. Поэтому формула для определения падения напряжения в линии в этом случае имеет следующий вид:

(4.2.5)

где r - активное сопротивление, [7];

х - индуктивное сопротивление, ;

- удельная емкостная мощность, кВ·А/км[7];

Считаем:

Падение напряжение в проводе А-16 удовлетворяет условиям, а следовательно он может использоваться в линиях электроснабжения.



Заключение

электроснабжение питающий нетяговый потребитель

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

В курсовой работе выбрана безбатарейная система электропитания.

В результате расчетов для однопутного участка железной дороги на тяге переменного тока, двумя перегонами, 46 стрелок, выбрали тип и номинал аккумуляторной батареи: СК8 на 288 А·ч, ток плавкой вставки - 80 А, тип дизель-генераторного агрегата - ДГА-2-24М1, определены мощности потребляемые рельсовыми цепями, сигнальным точками, линейным трансформатором; мощности, потребляемые устройствами СЦБ участка и рассчитано падение напряжения в линии.

Составлены две сводные таблицы результатов расчета мощности потребителей для электроснабжения перегонных и станционных устройств.



Библиографический список

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

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

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

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

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

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

7. Активные и индуктивные сопротивления: [Электронный ресурс].URL: http://www.websor.ru

Размещено на Allbest.ru