018

Міністерство транспорту та зв’язку України

Державний економіко-технологічний університет транспорту

Кафедра: „Тягового і рухомого складу залізниць”

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни: „Системи електропостачання ЕРС”

Виконала:

студентка гр. 4-ЕТ

Москалюк О.І.

шифр 018

Перевірив: ст. викладач

Головань В.М.

Київ-2010

Завдання.

В зоні між двома тяговими підстанціями перепровірити пропускну спроможність по нагріву дротів контактної мережі та рівню напруги.

Вихідні дані:

1. Двоколійна магістральна дільниця, електрифікована на постійному струмі .

2. Схема з’єднання дротів контактної мережі вузлова.

3. Найменший міжпоїзний інтервал при номінальній напрузі , .

4. Рейки типу Р65.

5. Крива струмоспоживання зображена на рисунку 6.

6. Викопіровка з графіку руху поїздів приведено на рисунку 1.

7. Склад підвіски М-95 + 2МФ-100.

8. Кількість підсилюючих проводів А-185 на одну колію – 0.

9. Колія, по якій рухається розрахунковий поїзд – парна.

10. Розрахунковий фідер – В1.

11. Допустимий по нагріванню стум – 1810А.

12. Тягові підстанції розташовані на краях міжпідстанційної зони довжиною 20-28км, пост секціювання знаходиться посередині. Схема живлення – двостороння вузлова.

При вирішенні питань проектування електрифікації магістралі користуються різними методами розрахунку систем електропостачання.

В даному курсовому проекті скористаємось методом характерних перерізів, який є значно більш точним, ніж метод рівномірного розсікання графіка руху.

Сутність метода заснована на наступному. Реальні криві споживання струму (рис. 1) спрямляємо і у вузлах, де струм змінює своє значення, намічаємо характерні точки, через які проводимо вертикальні лінії до перетину їх з лініями графіка руху поїздів. Ці лінії пронумеруємо зліва направо (від 1 до 8), починаючи з вісі підстанції А і закінчуючи віссю підстанції В. Через точки перетину цих ліній з нитками графіка руху відповідно для парних і непарних поїздів проводимо горизонтальні лінії (рис. 1).

Далі вказуємо розрахунковий поїзд (парний) і наводимо його більш жирною лінією в розрахунковому інтервалі 9хв. і для подальших розрахунків розглядаємо тільки ті перерізи, які попали в цей інтервал. Поєднуємо графік руху з кривими струмоспоживання і визначаємо відстань до кожного з поїздів та величину струму, який вони споживають в дану мить. На підставі цих визначень для кожного з перерізів складаємо миттєві схеми (рис. 1).

Згідно завдання для розрахунків задано вузлову схему, тому навантаження від парних і непарних поїздів зносимо на відповідні колії, а розрахунковий парний поїзд позначаємо хрестиком. Кількість отриманих миттєвих схем залежить від кількості вузлів на кривих струмоспоживання та від перетину цих точок з графіком руху у заданому інтервалі . У нашому випадку таких миттєвих схем – 6.

Для визначення втрат напруги до розрахункового поїзда необхідно розрахувати опір 1км контактної мережі та рейок.

Опір 1км контактної мережі знайдемо за формулою:

,

де - переріз проводів контактної мережі;

- переріз несучого тросу;

- кількість контактних дротів;

- переріз контактного дроту;

- переріз підсилюючих проводів (переведений в мідний евівалент).

Після підстановки чисельних даних отримаємо:

S_n=95+2*100=95+200=295( мм²)

r_k=18,2/(295+0*185/1,7)=18,2/295=0,0617 (Ом/км)

Так як у нашій роботі переріз проводів контактної мережі вважається однаковим по обох коліях, то .

Опір 1км рейкової колії для двоколійної ділянки при рейках Р65 дорівнює .

Для спрощення подальших розрахунків опір фідерних ліній та відсмоктуючих проводів приймається рівним нулю.

Розглянемо усі миттєві схеми, приведені на рис. 1, але без поперечного з’єднання колій. Це дає можливість розглядати дві незалежні миттєві схеми для І-ої та ІІ-ої колії.

Розрахунки починаємо з визначення навантажень фідерів , ,, при окремому живленні колій. Струми фідерів , , , будуть відрізнятися від реальних струмів , , , для заданої схеми з вузлом (при з’єднанні точок і ).

Так як напруги на шинах підстанцій А і В рівні і переріз проводів тягової мережі незмінний по всій міжпідстанційній зоні, то для різних миттєвих схем маємо:

• для 1-ої миттєвої схеми:

L₁₁=5 L₁₂=15,2 L₂₁=5 L₂₂=15,2

I₁₁=1500 A I₁₂=1500 A I₂₁=1500 A I₂₂=1750 A

I’_a1=((20 -5)*1500+(20 -15,2)*1500)/20=1485( A)

I’_a2=((20-5)*1500+(20-15,2)*1750)/20=1545( A)

I’_b1=(5*1500+15,2*1500)/20=1515( A)

I’_b2=(5*1500+15,2*1750)/20=1705( A)

для 2-ої миттєвої схеми:

L₁₁=3,6 L₁₂=13,8 L₂₁=6,24 L₂₂=16

I₁₁=1500 A I₁₂=1250 A I₂₁=1600 A I₂₂=1750 A

I’_a1=((20 -3,6)*1500+(20 -13,8)*1250)/20=1617,5( A)

I’_a2=((20-6,24)*1600+(20-16)*1750)/20=1450,8( A)

I’_b1=(3,6*1500+13,8*1250)/20=1132,5 (A)

I’_b2=(6,24*1600+16*1750)/20=1899,2 (A)

для 3-ої миттєвої схеми:

L₁₁=2,4 L₁₂=12,3 L₂₁=7,2 L₂₂=17

I₁₁=1500 A I₁₂=1250 A I₂₁=1750 A I₂₂=1300 A

I’_a1=((20 -2,4)*1500+(20 -12,3)*1250)/20=1801 (A)

I’_a2=((20-7,2)*1750+(20-17)1300)/20=1315 (A)

I’_b1=(2,4*1500+12,3*1250)/20=949 (A)

I’_b2=(7,2*1750+17*1300)/20=1735 (A)

для 4-ої миттєвої схеми:

L₁₁=9 L₁₂=18,5 L₂₁=1,1 L₂₂=10,5

I₁₁=1250 A I₁₂=1750 A I₂₁=1500 A I₂₂=1750 A

I’_a1=((20 -9)*1250+(20 -18,5)*1750)/20=818( A)

I’_a2=((20-1,1)*1500+(20-10,5)*1750)/20=2248( A)

I’_b1=(9*1250+18,5*1750)/20=2181( A)

I’_b2=(1,1*1500+16,5*1750)/20=1526(A)

• для 5-ої миттєвої схеми:

L₁₁=6,1 L₁₂=15,8 L₂₁=5,8 L₂₂=13,6

I₁₁=1250 A I₁₂=1500 A I₂₁=1500 A I₂₂=1750A

I’_a1=((20 -6,1)*1250+(20 -15,8)*1500)/20=1183( A)

I’_a2=((20-5,8)*1500+(20-13,6)*1750)/20=1625 (A)

I’_b1=(6,1*1250+15,8*1500)/20=1566( A)

I’_b2=(5,8*1500+13,6*1750)/20=1625 (A)

• для 6-ої миттєвої схеми:

L₁₁=5,3 L₁₂=15 L₂₁=5,3 L₂₂=15

I₁₁=1500 A I₁₂=1500 A I₂₁=1500A I₂₂=1750 A

I’_a1=((20 -5,3)*1500+(20 -15)*1500)/20=1477( A)

I’_a2=((20-5,3)*1500+(20-15)*1750)/20=1540 (A)

I’_b1=(5,3*1500+15*1500)/20=1522(A)

I’_b2=(5,3*1500+15*1750)/20=1710 (A)

Після визначення струмів фідерів, у випадку відсутності поста секціювання, визначаємо падіння напруги до точок і . Їх можна знайти йдучи від підстанції А або від підстанції В. В нашому випадку результати розрахунків не будуть відрізнятись, тому що напруги на шинах підстанцій А і В рівні.

• для 1-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(5*1485+(10-5)*(1485-1500))=472(B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(5*1545+(10-5)*(1545-1500))=490( B)

для 2-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(3,6*1617,5+(10-3,6)*(1617,5-1500))=405( B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(6,24*1450+(10-6,28)*(1450-1600))=524 (B)

• для 3-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(2,4*1801+(10-2,4)*(1801-1500))=408( B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(7,2*1315+(10-7,2)*(1315-1750))=509( B)

• для 4-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(9*818+(10-9)*(818-1250))=427 (B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(5,3*2248+(10-5,3)*(2248-1500))=952( B)

• для 5-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(6,1*1183+(10-6,1)*(1183-1250))=429 (B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(5,8*1625+(10-5,8)*(1625-1500))=614 (B)

• для 6-ої миттєвої схеми:

падіння напруги до точки

ΔU_c1=0.0617*(5,3*1477+(10-5,3)*(1477-1500))=476( B)

падіння напруги до точки

ΔU_c2=0.0617*(5,3*1540+(10-5,3)*(1540-1500))=515( B)

Різниця потенціалів між точками і у випадку окремої роботи контактної мережі першої та другої колії буде дорівнювати:

Підставивиши чисельні значення отримаємо:

• для 1-ої миттєвої схеми

U_c12=490-472=18( B)

• для 2-ої миттєвої схеми:

U_c12=524-405=119 (B)

• для 3-ої миттєвої схеми:

U_c12=509-408=101(B)

• для 4-ої миттєвої схеми:

U_c12=952-427=525( B)

• для 5-ої миттєвої схеми:

U_c12=614-429=185( B)

• для 6-ої миттєвої схеми:

U_c12=515-476=39( B)

А₁ С₁ В₁

Іва

Івв

А₂ l_c С₂ l - l_c В₂

l

Рис. 2

Щоб перейти до заданої вузлової схеми живлення, необхідно з’єднати точки і , що рівнозначно ввімкненню між цими точками ЕРС , яка компенсувала б при вказаній на рис. 2 полярності різницю потенціалів між точками і . Згідно принципу накладення для остаточних розрахунків струморозподілення необхідно знайти вирівнюючі струми і , які визвані ЕРС, і скласти їх з раніше знайденими. Ці струми легко знаходяться за законом Ома:

Знайдемо ці вирівнюючі струми для кожної із миттєвих схем:

• для 1-ої миттєвої схеми

I_ba=18/1.234=14,6(A)

• для 2-ої миттєвої схеми

I_ba=119/1.234=96( A)

• для 3-ої миттєвої схеми

I_ba=101/1.234=82( A

• для 4-ої миттєвої схеми

I_ba=525/1.234=425( A)

для 5-ої миттєвої схеми

I_ba=185/1.234=150( A)

• для 6-ої миттєвої схеми

I_ba=39/1.234=31,6(A)

Додаючи ці струми до раніше знайдених при роздільній роботі контактних мереж знаходимо струморозподіл при вузловій схемі (рис. 3-10):

• для 1-ої миттєвої схеми

А₁ С₁ В₁

ІА1 Ік12 І11

Ік13 ІВ1 І12

А₂ С₂ В₂

І_А2 І_к22 І_к23 І_В2

І₂₁ І₂₂

Рис. 3

I_a1=1485-14,6=1470,4( A)

I_k12=1470,4-1500=-29,6 (A)

I_b1=1515-14,6=1500,4( A)

I_k13=-1515+1500=-15( A)

I_a2=1545+14,6=1559,6( A)

I_k22=1559,6-1500=59,6( A)

I_b2=1705-14,6=1690,4( A)

I_k23=-1690,4+1100=-69.27 (A)

• для 2-ої миттєвої схеми

А₁ С₁ В₁

ІА1 Ік12 І11

Ік13 ІВ1 І12

А₂ С₂ В₂

І_А2 І_к22 І_к23 І_В2

І₂₁ І₂₂

Рис. 4

I_a1=1617,5+96=1713,5( A)

I_k12=1713,5-1500=213,5( A)

I_b1=1132,5+96=1228,5( A)

I_k13=-1228,5+1250=21,5( A)