ДП. Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта
 Скачать 337.36 Kb.
|
 Введение Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта. От надежной работы контактной сети во многом зависит успешное выполнение основной функции железнодорожного транспорта - своевременная перевозка пассажиров и грузов в соответствии с заданным графиком движения. Главная задача контактной сети - передача электроэнергии подвижному составу за счет надежного, экономичного и экологически чистого токосъема в расчетных метеоусловиях при установленных скоростях движения, типах токоприемников и значениях передаваемого тока. Основным элементами контактной сети с контактной подвеской являются провода контактной сети (контактный провод, несущий трос, усиливающий провод и пр.), опоры, поддерживающие устройства (консоли, гибкие поперечины и жёсткие поперечины) и изоляторы. При проектировании контактной сети выбирают число и марку проводов, исходя из результатов расчетов системы тягового электроснабжения, а также тяговых расчетов; определяют тип контактной подвески в соответствии с максимальными скоростями движения электроподвижного состава и другими условиями токосъема; находят длины пролета; выбирают длину анкерных участков, типы опор и поддерживающих устройств для перегонов; разрабатывают конструкции контактной сети в искусственных сооружениях; размещают опоры и составляют планы контактной сети на станциях и перегонах с согласованием зигзагов проводов и учетом выполнения воздушных стрелок и элементов секционирования контактной сети (изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтральных вставок, секционных изоляторов и разъединителей). В последние годы на дорогах страны расширяется движение тяжеловесных и длинно составных поездов, вводится в эксплуатацию новый электроподвижной состав большой мощности, повышаются скорости движения пассажирских и грузовых поездов, растет грузонапряженность. В данном дипломном проекте следует разработать питание и секционирование контактной сети, произвести расчет сечения проводов контактной подвески с целью выбора типовой подвески, определить длины пролетов по номограммам, разработать монтажный план перегона. Составить технологию проверки и регулировки блочно-полиспастного компенсирующего устройства с соблюдением охраны труда на рабочем месте, определением условий труда ( опасные и вредные факторы ), а также составить технические и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ ( в соответствии с п.2.1.). 1 Конструкторский раздел 1.1 Питание и секционирование контактной сети Электрическая тяга поездов является, согласно источнику [4], потребителем 1 категории надежности. Как потребитель 1 категории надежности в соответствии с требованиями Правил устройств электроустановок [8] и Правил технической эксплуатации железных дорог [9], контактная сеть (источник электроснабжения электрической тяги поездов) должна быть обеспечена не менее, чем двумя независимыми источниками электроснабжения. В связи с этим питание контактной сети от тяговых подстанций должно быть двусторонним и питание контактной сети каждого главного пути должно осуществляться по отдельному фидеру (питающей линии). Отдельным фидером так же производится электроснабжение контактной сети железнодорожных станций, где расположены тяговые подстанции. Для обеспечения надежного электроснабжения и удобства обслуживания контактная сеть секционируется. Секционирование - электрическое разделение контактной сети. Существует два способа секционирования контактной сети – продольное и поперечное. Продольное секционирование предусматривает выделение в отдельные секции контактной сети каждого пути перегонов и главных путей железнодорожных станций, а так же искусственных сооружений (например, тоннелей или мостов «с ездой понизу» длиной более 300 м). Продольное секционирование осуществляется изолирующими сопряжениями анкерных участков (воздушными промежутками) и разъединителями. При расположении тяговых подстанций и постов секционирования на перегонах продольное секционирование контактной сети главных путей выполняется также напротив каждой тяговой подстанции и поста секционирования контактной сети. Поперечное секционирование контактной сети на станциях осуществляется секционными изоляторами, поперечными разъединителями, а также врезными изоляторами в фиксирующих тросах поперечин и в нерабочих ветвях контактных подвесок, пересекающих подвески разных секций. При поперечном секционировании учитывается следующее: - контактная сеть каждого главного пути на станциях должна быть выделена в отдельную секцию; - к секции контактной сети каждого главного пути на железнодорожных станциях, кроме электрифицированных участков железных дорог скоростных, особогрузонапряженных, I и II категории, допускается присоединять подвески одного-трех смежных с ним станционных электрифицированных путей; остальные станционные электрифицированные пути, примыкающие к каждому из главных отделяют; при этом число путей в отделяемой секции не должно быть более пяти; - независимо от числа электрифицированных путей с учетом технологии работ железнодорожной станции в отдельные секции выделяют контактные подвески парков; групп путей (не более пяти); путей электродепо и путей, на которых производятся погрузочно-разгрузочные работы; налив цистерн; мойка подвижного состава; заправка водой пассажирских составов; осмотр крышевого оборудования и отстоя электроподвижного состава, экипировка электровозов; - должна предусматриваться возможность электрической плавки гололёда или профилактического подогрева проводов контактной сети главных путей станции и перегонов железных дорог I и II категории в III-V гололёдных районах. Для этого контактная сеть каждого главного пути в пределах цепи тока плавки (включая станции и сопряжения анкерных участков) должна иметь одно эквивалентное сечение, обеспечивающее одинаковый нагрев проводов; чтобы выполнить это условие необходимо предусматривать установку секционных изоляторов в контактные подвески станционных путей, входящих в одну секцию с главным путём в одной из горловин станции или полностью выделять главные пути в самостоятельные поперечные секции. Параллельное соединение подвески главного пути и примыкающего к нему станционного пути допускается только в том случае, когда суммарное сечение всех подвесок будет равно суммарному сечению контактной подвески и усиливающих проводов на перегоне. На принципиальных схемах питания и секционирования проход четных и нечетных питающих линий вдоль станции показывается с одной её стороны, на плане станции трассировка питающих линий выполняется по возможности по разным сторонам путей, снижая тем самым число опасных мест. В состав современных требований к работе железнодорожного транспорта входит необходимость дистанционного и телеуправления разъединителями контактной сети. В связи с этим на большинстве разъединителей – линейных, продольных, поперечных (кроме разъединителей с заземляющими ножами в тупиках, на путях погрузочно-разгрузочных работ и разъединителей, предназначенных для шунтирования секционных изоляторов на время работ) – следует проектировать установку электродвигательных приводов. Питающие линии, идущие от тяговых подстанций к контактной сети, как правило, выполняются, воздушными. Воздушные отсасывающие линии должны иметь минимальную длину и подключаться к средним точкам путевых дроссель - трансформаторов в каждом из главных путей, специально для этого устанавливаемых непосредственно напротив тяговой подстанции, если это возможно по условиям работы рельсовых цепей систем СЦБ. В зависимости от назначения путей и местных условий, в которых находится рассматриваемая станция, а так же количества электрифицированных путей создана схема питания и секционирования (Приложение 2). Для продольного секционирования контактной сети станции в месте подключения питающих линий тяговых подстанций к контактной сети установлено шесть линейных (фидерных) разъединителей Ф1 – Ф6. Все разъединители с телеуправлением, нормально включены. На перегоне, перед нечетной горловиной станции, в контактной сети обоих путей установлены изолирующие сопряжения с нейтральными вставками между ними. Такое решение необходимо на участках переменного тока для разделения секций, питающихся от разных фаз. Это исключает одновременное замыкание сопряжений полозами токоприёмников. На перегоне, перед нечетной горловиной станции, в контактной сети обоих путей установлены изолирующие сопряжения с нейтральными вставками между ними. Такое решение необходимо на участках переменного тока для разделения секций, питающихся от разных фаз. Это исключает одновременное замыкание сопряжений полозами токоприёмников [4]. Длина нейтральной вставки выбирается с учетом эксплуатируемых серий электровозов и электропоездов, а так же с учетом возможности проследования поездов по нейтральным вставкам на выбеге в зависимости от профиля пути, скорости и веса поезда и возможности остановки поезда перед входным светофором станции при его запрещающем сигнале. Электроподвижной состав проходит нейтральную вставку с отключением тока согласно сигнальным знакам, установленным в соответствии с инструкцией [7]. Для подачи напряжения на нейтральную вставку, в случае непредвиденной остановки электроподвижного состава на ней, - на обоих изолирующих сопряжениях установлены продольные разъединители. Разъединители обозначены заглавными буквами русского алфавита, которые наносятся на приводы разъединителей: А, Б. В дипломном проекте не предусматривается движение по путям в обоих направлениях и отсутствует схема плавки гололёда контактных подвесок на нейтральной вставке, в связи с этим на каждой нейтральной вставке установлено по одному разъединителю соответственно направлению движения. В четной горловине станции для отделения её от перегона между входными светофорами и первыми стрелочными переводами в обоих главных путях установлены изолирующие сопряжения с продольными разъединителями В, Г. Все продольные разъединители на изолирующих сопряжениях А, Б, В, Г находятся на телеуправлении в нормально отключенном положении. Для поперечного секционирования контактной сети на станции установлено семь секционных изоляторов. Присоединение контактной подвески 7-го пути, где производятся погрузочно-разгрузочные работы, выполнено через секционный разъединитель с заземляющими ножами. Разъединитель обозначен буквой З, находится на ручном управлении, нормально включенный, шунтирует секционный изолятор номер семь. Поперечные разъединители, соединяющие контактные подвески разных секций станции, имеют следующие наименования: П1 - разъединитель между I и II главными путями двухпутного участка, П3 – нечетный , так как присоединяет станционные пути к I главному и П4 – четный, так как присоединяет станционные пути ко II главному пути. Разъединители могут иметь как ручные, так и моторные приводы в зависимости от специализации путей согласно технико-распорядительному акту станции. На станции в данном дипломном проекте все поперечные разъединители находятся на телеуправлении, так как присоединяют приемо-отправочные пути. Разъединители П3, П4 – в нормально включенном положении, разъединитель П 1 – в нормально отключенном положении. Поперечный разъединитель П1 предназначен для шунтирования секционных изоляторов в съездах между I и II путями; используется при выполнении работ на этих секционных изоляторах Все поперечные разъединители в основном размещают примерно посередине присоединяемого пути (секции), чтобы на секционных изоляторах не возникал большой перепад напряжения. 1.2 Расчет сечения проводов контактной подвески. Выбор типовой подвески Сечение проводов контактной сети должно определятся экономическим расчетом с последующей проверкой на нагревание и по допустимой потере напряжения. Окончательно выбор подвески производится по допустимой потере напряжения. 1.2.1 Определение минимального экономического сечения проводов контактной сети в медном эквиваленте: Находим удельный расход электроэнергии на тягу по формуле: а = 3,8 ( i э + w с р ), Вт x ч ./ т. x км. (1) где 3,8 - коэффициент, учитывающий средние потери электроэнергии в контактной сети, на тяговых подстанциях и расход на собственные нужды электровоза, они определены опытным путем; i э - величина эквивалентного подъема которая в зависимости от величины руководящего подъема может быть определена для приблизительных расчетов по таблице, %; wс р - среднее удельное сопротивление движению поезда в при средней технической скорости, эту величину в зависимости от типа поезда и его технической скорости , кг/ т. Для подстановки в эту формулу по таблице 9 источник [1] определяем соответствующее заданному i р = 5% значение:  . (2)Определяем значения среднего удельного сопротивления движению поезда w с р , соответствующие заданным типам поездов и их техническим скоростям движения; - для пассажирского поезда с весом состава Qпас = 1400 т., при Vпас = 130 км /час, W ср пас = 6.41 кг/ т; - для грузового поезда с весом состава Qгр = 3000 т., при Vпас = 70 км /час, Wср пас = 2.74 кг/ т. Из формулы (1) следует: апас = 3,8 ( 0,3 + 6,41 ) = 25,5 Вт x ч/т x км; агр = 3,8 ( 0,*3 + 2,74 ) = 11,55 Вт x ч/т x км. Находим суточный расход электроэнергии на движение всех поездов по фидерной зоне по формуле: Асут= 2x lx[ апасx( Рпас+ Qпас)x Nпас+ агрx( Ргр+ Qгр)x Nгрx10-3, (3) где L - длина фидерной зоны, км; Рпас;Ргр - заданный вес локомотива, пассажирского или грузового, т; Qпас.; Qгр - заданный вес поезда , пассажирского или грузового, т; N пас.; N гр. - заданное число пар поездов в сутки; а пас; а гр . - удельный расход электроэнергии на тягу, Вт-ч/т-км брутто. Из формулы (3) следует: Асут= 2x40x[25,5x(138+1400)x30+11,55x(184+3000)x9010-3=359x103 кВт*ч Определяем суточные потери энергии в проводах фидерной зоны от движения всех поездов. Схема питания - двухсторонняя при полном параллельном соединении контактных подвесок путей двухпутного участка:  , (4)где rэк - сопротивление 1 км проводов контактной сети фидерной зоны, Ом/км; U - среднее расчетное напряжение в контактной сети, кВ. При переменном токе расчетное напряжение в контактной сети заменяется расчетным значением выпрямленного напряжения, приведенного к стороне высшего напряжения трансформатора электровоза: U = Ud = Uн x 0,9 = 25000 x 0,9 = 22500В. Суммарное время занятия фидерной зоны всем расчетным числом поездов за расчетный период (24 часа) с учетом графиковых стоянок внутри фидерной зоны.  (5) где Nпас , Nгр - заданное число пар поездов в сутки; V пас , Vгр - заданные средние участковые скорости поездов. Из формулы (5) следует:  Суммарное время потребления электроэнергии всем расчетным числом поездов за расчетный период (за 24 ч) при проходе фидерной зоны:  , (6)где a - заданный коэффициент, отношение времени хода поезда по участку питания ко времени его хода под током по этому участку. Из формулы (6) следует: |