Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей

Схема замещения кодовой РЦ для нормального режима (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Схема замещения кодовой РЦ для нормального режима

Коэффициенты четырехполюсника Н определяются из уравнения:



Коэффициенты четырехполюсника К определяются из уравнения:

Эквивалентное сопротивление изоляции РЛ и заземлений контактных опор [1, c.30]

Коэффициент распространения определяется по выражению:



Волновое сопротивление:

Коэффициенты рельсового четырехполюсника определяются по формулам [1, c.29]:

Напряжение и ток в конце РЛ:

Напряжение и ток в начале РЛ:

Минимальное напряжение и ток ПТ:

Для трансформатора типа ПОБС-3А принимаем . Тогда ; и .

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

Мощность ПТ в нормальном режиме:

Из таблицы 4.7[1] определяем потери мощности в трансформаторе типа ПОБС ?Р=17 Вт и ?Q= 45 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.

Схема замещения в режиме к.з (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - Схема замещения в режиме к.з

Входное сопротивление к.з.:

Ток к.з. источника:



Мощность к.з. (допустимая мощность 300 ВА):

Из таблицы 4.7[1] определяем потери ?Р=18 Вт и ?Q= 45 В•А. С учетом этих потерь определяем потребляемую максимальную мощность при занятости пути:

В•А;

Определяем потребляемую среднесуточную мощность ():

(3.19)

3.2 Выбор типа линейного трансформатора

Таблица 3 - 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 50 Гц	64,797	67,376	110,062	63,619
ИТОГО (; )	206,2	105,2	446,3	102

Нагрузка трансформатора характеризуется двумя величинами: средней нагрузкой (для расчета линии) и максимальной нагрузкой (для расчет трансформатора). Определим полную мощность S_пр линейного трансформатора по сумме мощностей всех нагрузок:

(3.20)

Выбираем трансформатор типа ОЛ-0,63/10.

Найдем активные потери в трансформаторе ОЛ-0,63/10 :

(3.21)

где ДP_м - потери в меди (к.з.) - 55 Вт [3];

ДP_ст - потери в стали (х.х.) - 50 Вт [3];

P_н - номинальная мощность трансформатора - 0,63 кВ·А [3];

Найдем реактивные потери в трансформаторе ОЛ-0,63/10:

(3.22)

где - напряжение кз в трансформаторе - 4,5% [3];

- ток х.х. в трансформаторе - 35% [3];

Для определения полной мощности линейного трансформатора воспользуемся формулой:

(3.23)



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 участка

L1, км	L2, км	L3, км	L4, км	L5, км	L6, км	L7, км	L8, км	L9, км	Lуч, км
3	6,1375	9,275	13,125	16,975	18,6875	20,4	29,95	39,5	40,5
P1, кВт	P2, кВт	P3, кВт	P4, кВт	P5, кВт	P6, кВт	P7, кВт	P8, кВт	P9, кВт	?P, кВт
21,136	0,789	6,341	1,052	8,454	0,263	2,114	3,156	25,363	68,668
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
16,45	0,987	4,935	1,316	6,58	0,329	1,645	3,948	19,74	55,93
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
26,783	1,264	8,035	1,685	10,713	0,421	2,678	5,054	32,14	88,563



Таблица 4.2 - Параметры станций и перегонов

	P, кВт	Q, кВ·Ар	S, кВ•А
Станция 1 (100%)	21,136	16,45	26,783
Перегон 1-2 (3 СТ)			1,264
Станция 2 (30%)			8,035
Перегон 2-3 (4 СТ)			1,685
Станция 3 (40%)			10,713
Перегон 3-4 (1 СТ)			0,421
Станция 4 (10%)			2,678
Перегон 4-5 (12 СТ)			5,054
Станция 5 (120%)			32,14

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.

В этом случае длина фиктивного плеча определяется по формуле:

(4.1)

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)

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

I - ток в линии, А.

Ток в линии:

(4.3)

где Uн - номинальное напряжение линии, кВ;

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

Полная мощность с учетом потерь в стали:

(4.4)

где - суммарная активная мощность на участке питания, кВт;

- суммарная реактивная мощность на участке питания, кВ·Ар;

- удельная емкостная мощность стального провода 5мм, 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

Падение напряжения в трехфазной линии со стальными проводами:

Падение напряжения в трехфазной линии должно удовлетворять условию:

(4.5)

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:

(4.6)



где r - активное сопротивление, [5, п.10.2, табл. 31];

х - индуктивное сопротивление, [5, п.10.2, табл. 31];

- удельная емкостная мощность, кВ·А/км.

Считаем:

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



Заключение

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 БМРЦ. Кроме того произведен расчет перегонных потребителей, выбрана мощность линейного трансформатора обеспечивающая требуемую мощность искомых потребителей. Используется безбатарейная система питания.

В результате расчетов для однопутного участка железной дороги на тяге постоянного тока, с двумя перегонами, 20 стрелок, выбрали тип и номинал аккумуляторной батареи: СК8 на 288 А·ч, ток плавкой вставки - 63 А, тип дизель-генераторного агрегата - 2Э16АЗ, 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. Трансформаторы серии ОЛ. Руководство по эксплуатации. ISO 9001:2008

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

5. http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/STRPRO/UPR_STR/METOD/UP_KDP/Tarasova10_2.htm

6. Лазарчук В. С. Расчет источников электропитания устройств автоматики и телемеханики на ж.-т. транспорте: методическое пособие В. С. Лазарчук, Л. С. Хлызов, Ю. А. Цепелев; ИмИИТ. - Омск: 1969. - 62с.

7. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи

Приложение А

Функциональная схема панели ПВ1-ЭЦК.



Приложение Б

Функциональная схема панели ПР1-ЭЦК.



Приложение В

Функциональная схема панели ПВП1-ЭЦК.



Приложение Г

Функциональная схема панели ПСТН1-ЭЦК.



Приложение Д

Функциональная схема панели ПП25.1-ЭЦК.



Приложение Е

Компоновка питающей установки ЭЦ крупной станции.



Приложение Ж

Функциональная схема ЭПУ Ebilock-950



Приложение З

Схема электропитания СТ

Размещено на Allbest.ru