ДП. Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта

• Название: Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта
• Дата: 04.06.2019
• Размер: 337.36 Kb.
• Имя файла: ДП.docx
• Тип: Документы; #80370
• страница: 2 из 5

ч.

Следует иметь ввиду, что при расчете ∆А_сут , для участков переменного тока, вместо величины А²_сут необходимо подставлять (k_d * А_сут)² .

где k_d - условный коэффициент, представляющий отношение действующего значения переменного тока к выпрямленному, принимается k_d =0,97.

Тогда из выражения (4):



Определяем годовые потери энергии в проводах фидерной зоны от движения всех поездов:

(7)

где k_Д - коэффициент, учитывающий дополнительный расход энергии на собственные нужды подвижного состава и на маневры, k_Д = 1,12 – при магистральном движении + интенсивное пригородное;

k₃ - коэффициент, учитывающий дополнительный расход энергии в зимних условиях на увеличение сопротивления движению, k₃ = 1,08.

Из формулы (6) следует:

.

Находим удельные потери за год в проводах данной фидерной зоны:

. (8)

Из формулы (8) следует:

.

Определение минимального экономического сечения контактной сети путей рассматриваемой фидерной зоны:

. (9)

Из формулы (9) следует:

.

Определяем минимальное экономическое сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте по каждому из главных путей:

. (10)

Из формулы (10) следует:



1.2.2. Выбор типа контактной подвески

По расcчитаному сечению S_эм(мин) = 122,71 мм² принимаем стандартное сечение цепной подвески переменного тока ПБСМ - 70 + МФ - 100, S_n =125 мм² , так как сечение провода ПБСМ-70 в медном эквиваленте S_расч= 25 мм².

3. 
   Выбор (проверка) сечения проводов контактной сети по допустимому нагреванию.
   

Расчетная максимальная нагрузка на 1 км:

. (11)

Из формулы (11) следует:

.

Средне число поездов, одновременно находящихся на фидерной зоне при полном использовании пропускной способности линии:

. (12)

Из формулы (12) следует:

.

Коэффициент эффективности для двухпутной линии при двустороннем питании:

, (13)

Из формулы (13) следует:

.

Максимальная эффективная нагрузка фидера при относительно равномерном электропотреблении по путям двухпутной линии при двустороннем питании:

I_эфmax=, А (14)

где k_н - коэффициент неравномерности потребления по путям (при равномерном распределении потребления электроэнергии по путям k_н=1);

k_т - коэффициент запаса, учитывающий неравномерность электропотребления в течение часа (отношение средней нагрузки за 15-20 минут к средней за 1 час).

величина Ѳ - принимается согласно источника [1] в зависимости от минимального интервала между попутными поездами (периода максимального графика), получаемого делением числа часов в сутки на максимальную пропускную способность участка:

Ѳ=, мин. (15)

Ѳ== 8 мин.

При Ѳ ≤ 10 мин., k_т=1;

c - коэффициент, учитывающий схему питания: для двустороннего при полном параллельном соединении путей с=2.

Для расчета максимальной эффективной нагрузки фидера распределение потребления электроэнергии по путям принимается равномерным, то естьk_н=1.

Из формулы (14) следует:

I_{эф max}=x10³= 261,17 А

Полученная величина сопоставляется с допустимой (I_доп) по нагреванию нагрузкой для выбранного типа контактной подвески. По условию:

I_{эф max}< I_доп.

Для подвески ПБСМ-70+МФ-100 I_доп= 670 А, т.к. 261,17 А < 670 А, то выбранный тип подвески проходит по нагреванию.

1.2.4. Выбор проводов питающих и отсасывающих линий.

Воздушные питающие и отсасывающие линии выполняются из алюминиевых проводов. В соответствии с Нормами [5] сечение питающих и отсасывающих линий выбирается по условиям нагревания и при условии отключения одной смежной тяговой подстанции. Исходя из условий, необходимо определить следующие значения:

I’_эфmax- максимально эффективный ток фидера (питающий), подсчитанный при условии выпадения смежной тяговой подстанции – схема, аналогичная одностороннему питанию двухпутного участка при раздельном питании путей:

I’_эфmax =, А (16)

I’_эmax - максимально эффективный ток тяговой подстанции (отсасывающий), так же рассчитанный при условии отключения одной из смежных тяговых подстанций, приближенно (считая вторую фидерную зону аналогичной заданной):

I_э’ _max = , А. (17)

Величины в формуле (17) такие же, как в формуле (14), за исключением коэффициентов с и k_э. В данном случае коэффициент с равен 1 (так как при отключении смежной подстанции, остаётся одно питание фидерной зоны), коэффициент эффективности определяется по формуле:

, (18)

Из формулы (18) следует:



Из формулы (16) следует:

I’_эфmax =x10³=503 А;

Из формулы (17) следует:

I_э’ _max ==1528,34 А.

Количество проводов в питающих и отсасывающих линиях определяется делением максимально эффективных токов на допустимую нагрузку. Следовательно, количество проводов в питающих линиях:

n_пл== 0,75 (проводов), (19)

Количество проводов в отсасывающих линиях:

n_ол=== 2,28 (проводов). (20)

Округляя до целого числа, количество проводов в питающих линиях составит - 2 провода (из соображений надежности), в отсасывающих линиях - 3 провода. Все провода марки А-185.

1.2.4. Проверка выбранного сечения контактной подвески по потере напряжения.

Проверка выбранного сечения проводов контактной сети по потере

напряжения производится сопоставлением ∆U_тс с ∆U_доп.

Допустимая для каждого рода тока наибольшая величина потери напряжения в тяговой сети (∆U_доп):

∆U_доп =, В, (20)

где U_ш – напряжение, поддерживаемое на тяговых шинах подстанций за счет стабилизирующих устройств;

U_доп – допустимое минимальное напряжение на пантографе электровоза,

при переменном токе U_ш = 27 200 В, U_доп = 21 000 В.

Из формулы (20) следует:

∆U_доп ==6200 (В).

Расчетная величина потери напряжения в тяговой сети (∆U_тс), полученная при максимальной расчетной нагрузке на тягу на рассматриваемом электрифицируемом участке при выбранном сечении контактной подвески и заданном типе тяговых рельсов на переменном токе:

, (21)

где z’_тс – погонное эквивалентное кажущееся сопротивление тяговой сети (контактной сети и рельсов переменному току с учетом влияния выпрямительного устройства электровоза (Ом/км). Для двухпутных участков при параллельном соединении проводов в зависимости от типа подвески и типа рельсов определяется по таблице 14 из источника [1], Z^’_TC =0,48 Ом/км ;

c’,с” – коэффициенты, учитывающие схему питания участка. При схеме двустороннего питания при полном параллельном соединении подвесок путей c’=8, с”=1;

∑t₀ – суммарное время занятия фидерной зоны максимальным расчетным числом поездов N₀ за сутки в часах:

(22)

Из формулы (22) следует:

.

Из формулы (21) следует:

.

Так как ∆U_тс= 3178,43 В <∆U_доп = 6200 В, то сечение (тип) контактной подвески ПБСМ-70+МФ-100+А-185 отвечает требованию допустимой потери напряжения и выбран окончательно.

1.3 Определение длин пролетов по номограммам

От длины пролётов между опорами зависит число опор и поддерживающих конструкций и, как следствие, строительная стоимость контактной сети. В связи с этим из экономических соображений длины пролётов должны быть приняты возможно большими.

Номограммы позволяют определить максимальные допустимые длины пролётов для подвесок разных типов в режиме максимального ветра и в режиме гололёда с ветром для прямых и кривых участков пути.

Номограмма, по которым определена максимально допустимые длины пролётов на проектируемом участке, взяты из источника [2] приложение 12.

По результатам расчетов принимают меньшую из двух найденных длин

пролетов для двух расчетных режимов.

На сновании данных номограмм рассчитаны следующие длины пролетов:

1. 
   На прямом участке с ġ0":
   

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = 60 м.;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = ∞.
  

Т.к. l_max1 < l_max2, выбирается наименьшая длина пролета равная 60 м.

2. На насыпи высотой более 5 м.:

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = 45 м.;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = 85 м.
  

Т.к. l_max1 < l_max2, выбирается наименьшая длина пролета равная 45 м.

3. В выемке глубиной более 6 м.:

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = 64 м.;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = ∞.
  

Т.к. l_max1 < l_max2, выбирается наименьшая длина пролета равная 64 м. Однако согласно ПУТЕКС [4] (таблица 2.6.2.), максимальная длина пролета выемки глубиной до 7 м. равна 60 м. Следовательно, длина пролета равна 60 м.

4. В кривой радиусом R₁ = 1850 м.:

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = ∞;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = ∞.
  

Т.к. l_max1 = l_max2= ∞, то длина пролета выбирается равной 60 м., согласно ПУТЕКС [3] (таблица 2.6.2.).

5. В кривой радиусом R₂ = 350 м.:

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = 40 м.;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = 43,5.
  

Т.к. l_max1 < l_max2, выбирается наименьшая длина пролета равная 40 м.

Однако согласно ПУТЕКС [4] (таблица 2.6.2.), максимальная длина пролета кривой радиуса от 300 до 500 м. равна 35 м. Следовательно, выбрана длина пролета равная 35 м.

6. В кривой радиусом R₃ = 850 м.:

• 
  В режиме максимального ветра l_max1 = ∞ м.;
  
• 
  В режиме ветра с гололедом l_max2 = 73 м.
  

Т.к. l_max1 > l_max2, выбирается наименьшая длина пролета равная 73 м Однако согласно ПУТЕКС [4] (таблица 2.6.2.), максимальная длина пролета кривой радиуса от 800 до 1000 м. равна 45 м. Следовательно, выбрана длина пролета равная 45 м.

Окончательно выбранные длины пролетов с учетом ПУТЕКС [4]:

-Длина пролета на прямом участке с ġ0" = 60 м;

- Длина пролета на насыпи = 45 м;

- Длина пролета в выемке = 60 м;

- Длина пролета в кривой радиуса R1= 60 м;

- Длина пролета в кривой радиуса R2= 35 м;

- Длина пролета в кривой радиуса R3= 45 м.

1.4. Монтажный план перегона

План перегона выполнен на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1:2000.

На плане вычерчен искаженный план станции, а также спрямленный план.

На искаженном плане произведена разбивка опор в соответствии выбранным длинам пролетов, нанесены пикетные отметки от 0 до 9, а также вычерчены сооружения согласно заданию дипломного проекта. К сооружениям относятся: два переезда шириной 6 м., железобетонная и каменная труба отверстием 3 м., входной светофор, а также металлический мост длиной 120 м. К рельефам местности вычерченными на плане относятся кривые, выемки и насыпи согласно заданию. Изолирующие сопряжения выполнены в соответствии с нормами указанными в источнике [4, стр. 102, Таблица 5.1.], Так как перегон двухпутный то нумерация сопряжении следующая:

- для сопряжении 1 главного пути нечетные числа;

- для спряжений 2 главного пути четные.

Всего выполнено 12 сопряжений. Все сопряжения т.к. их длина превышает 800 м. выполнены со средней анкеровок, исключением являются 1 и 2 сопряжения их длина меньше 800 м. и поэтому нет необходимости в средней анкеровке, также в местах сопряжений обозначены устройства ОПН. На 49 км. Пикет 8 выполнена нейтральная вставка.

На спрямлённом плане пути нанесены обозначения километров с указанием прямых и кривых участков.

Также на плане вычерчены информационные таблицы,а также справа внизу основная надпись.
1.5. Опорные и поддерживающие конструкции

Опоры контактной сети - конструкции для закрепления поддерживающих и фиксирующих устройств контактной сети, воспринимающие нагрузку от проводов. В зависимости от вида поддерживающего устройства опоры контактной сети разделяют на консольные (с однопутными или двухпутными консолями), стойки жёстких поперечин (одиночные или спаренные), опоры гибких поперечин и фидерные (с кронштейнами только для питающих и отсасывающих проводов). Опоры, на которых отсутствуют поддерживающие, но имеются фиксирующие устройства, называют фиксирующими.
Консольные опоры разделяют на промежуточные для крепления одной контактной подвески, переходные, устанавливаемые на сопряжениях анкерных участков,- для крепления двух контактных подвесок и анкерные, воспринимающие усилия от анкеровки проводов. Как правило опоры контактной сети выполняют одновременно несколько функций. Например, опора гибкой поперечины может быть анкерной, на стойках жёсткой поперечины могут быть подвешены консоли. На опоры контактной сети могут закрепляться кронштейны для усиливающих и др. проводов.

К поддерживающим устройствам относятся, конструкции, к которым непосредственно крепятся провода контактной сети и вспомогательные провода, то есть кронштейны, консоли и ригели жестких поперечин.

1.5.1 Определение несущей способности и подбор типовых опор

Для определенияя несущей способности опор и их подбора сначала нужно произвести расчет нагрузок на провода цепной подвески и крутящий момент.

Расчет нагрузок на провода цепной подвески:

Исходные данные для расчетов взяты из Приложения 1,2 и 6 источник [4]:

Распределенная нагрузка несущего троса g _н/т = 0,6 даН/м.;

Распределенная нагрузка контактного провода g _к/п = 0,89 даН/м.;

Распределенная нагрузка струн и зажимов g _стр = 0,05 даН/м.

Рисунок 1 Пример расчетной схемы промежуточной железобетонной конической консольной опоры.