В зоне между двумя тяговыми подстанциями проверить пропускную способность по нагреву проводов контактной сети и уровню напряжения

Задание на курсовую работу.

В зоне между двумя тяговыми подстанциями проверить пропускную способность по нагреву проводов контактной сети и уровню напряжения.

Дано:

1. Дорога – двухпутная, магистральная, электрифицированная на постоянном токе.

2. Напряжение, принятое при выполнении тяговых расчётов – U_н=3000В.

3. Схема питания контактной сети – двухсторонняя с раздельным питанием путей.

4. Минимальный межпоездной интервал при напряжении U_н, Т=9мин.

5. Тип рельсов Р 65.

6. Расчётный фидер А1.

7. Сечение проводов контактной сети для одного пути М95+2МФ100.

8. Напряжение на шинах тяговых подстанций U₀=3600B.

9. Тяговые подстанции расположены в начале и в конце участка.

10. Расчётный поезд чётный №6.

11. Кривая зависимости тока от пути и график движения поездов представлены на Рис.1 .

12. Допустимый ток по нагреву I_макс=1800А.

Рис 1Кривая зависимости тока от пути и график движения поездов

ВВЕДЕНИЕ

В курсовой работе не предусматривается полное решение задачи выбора варианта решения системы электроснабжения. Как следует из задания на курсовую работу, в ней необходимо произвести проверки по уровню напряжения и нагреву проводов контактной сети.

Проверка контактной сети на нагрев производится приближённым путём сопоставления среднеквадратичного тока с длительно допустимым для данной контактной сети током, т. е. наибольшим током, при котором ни один из проводов, входящих в контактную сеть, не перегревается.

Среднеквадратичным называется такой неизменный ток, при котором в проводнике за определённый промежуток времени будет выделено такое же количество тепла, какое выделяется за этот же промежуток времени при изменяющемся во времени токе. Количество выделенного тепла не может полностью определить наибольшую температуру провода. Эта температура зависит от условий его нагревания и охлаждения, которые при одном и том же количестве выделенного тепла, в случае разного характера кривой I(t), могут отличаться. Поэтому проверка проводов на нагрев по среднеквадратичному току и является приближённой.

Проверку контактной сети будем проводить на основе метода анализа графика движения. Основным исходным материалом для расчёта системы электроснабжения является график движения и кривые зависимости потребляемого локомотивами тока и пути от времени.

1. РАСЧЁТ УДЕЛЬНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ.

Для расчёта потери напряжения до поезда необходимо знать сопротивление одного километра контактной сети и рельсов. Сопротивление контактной сети Ом/км, определяется по формуле:

Sa - алюминиевых усиливающих проводов на один путь Sa=0мм2

Удельное сопротивление одного километра контактной сети Rk=0,057Ом/км.

Sn=95+2*100= 295мм2

где Sn - сечение медного несущего троса и двух контактных проводов

В работе принимается сечение проводов на обоих путях одинаковым и, следовательно, Rk1=Rk2=Rk. Сопротивление одного километра рельсового пути двух путного участка, при рельсах Р65 Rp=0,0077Ом/км.

2.РАСЧЁТ ТОКОВ ФИДЕРОВ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Вычислим токи фидеров I_A1, I_A2, I_B1, I_B2 по обобщенной формуле для всех сечений

Мгновенная схема при t1=1.5 мин

Ток I_A, I_B будет равен

А

После расчёта токораспределения легко найти потерю напряжения в контактной сети и рельсе.

∆

∆

∆∆+∆

∆137.25В

∆983.3В

∆1120.50В

Мгновенная схема при t1=2.5 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆164.6В

∆287.2В

∆451.9В

Мгновенная схема при t1=3 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆122.58

∆495.9

∆618.4В

Мгновенная схема при t1=4 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆186.53В

∆495.4

∆681.9В

Мгновенная схема при t1=5.5 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆174.8В

∆655.6В

∆830.4В

Мгновенная схема при t1=7 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆141.66В

∆525.83

∆667.4В

Мгновенная схема при t1=8 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆128.96В

∆510.22В

∆638.2В

Мгновенная схема при t1=10 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆94.17В

∆418.95

∆513.12В

Мгновенная схема при t1=11.5 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆71.55В

∆306.73В

∆378.28В

Мгновенная схема при t1=13 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆

∆∆+∆

∆50.48В

∆236.91В

∆287.3В

Мгновенная схема при t1=14.5 мин

Ток I_A, I_B будет равен

∆

∆∆+∆

∆29.09В

∆86.57В

∆115.6В

Все данные занесены в таблицу1

	t	I1	I3	I5	I7	I2	I4	I6	I8	L1	L3	L5	L7	L2	L4	L6	L8	Ia1	Ia2	Ib1	Ib2	Ia	Ib
	1,5	1500	1100				1000	1500	1000	4	13,5				3	10	17,5	1557,5	1725	1043	1775	3283	2818
	2,5	1500	1150	1100			1200	1500		3	6,5	9,5			3,5	6		2628,8	2040	1121	660	4669	1781
	3	1500	1100	1100			1250	1500		2,5	11,5	19			3	12		1835	1662,5	1865	1088	3498	2953
	4	1250	1100	1250			1350	1250		1,5	10,5	18,5			4,5	11,5		1772,5	1577,5	1828	1023	3350	2850
	5,5		1250	1100			1500	1500			9,5	17,5			8,5	12,8		793,75	1402,5	1556	1598	2196	3154
	7		1450	1150			1500	1500			8	16,5			6,5	14		1071,3	1462,5	1529	1538	2534	3066
	8		1450	1100			1500	1500			7,5	15,5			7,2	14,5		1153,8	1372,5	1396	1628	2526	3024
	10		1500	1100		1000	1500	1500			6	14		1,5	8,5	16		1380	2087,5	1220	1838	3468	3058
	11,5		1500	1100		1000	1500	1000			5	13,5		2	9,5	16,5		1482,5	1862,5	1118	1538	3345	2655
	13		1500	1100		1000	1500	1000			4	12		3	10,5	17,5		1640	1687,5	960	1663	3328	2623
	14,5		1500	1100	1100	1250	1500				1,5	13	19	4	13,5	18,5		1827,5	1487,5	1873	1013	3315	2885

3. Расчёт среднеквадратичного тока расчётного фидера.

t,мин	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9
Ia1, A	1557.5	2628.8	1835	1772.5	793.5	1071.3	1153.8	1380	1482.5
∆U,B	1120.5	451.9	618.4	681.93	830.46	667.49	638.28	513.12	378.28

t,мин	t10	t11
Ia2, A	1640	1827.5
∆U3,B	287.39	115.66

2093.13А 1431.2А

2231.88А 1561.2А

1803.75А 1733.7А

1283.13А

932.5А

1112.5А

1266.8А

Ө01=9мин

∆1мин ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆∆

∆

=

∆А

Расчёт средней потери напряжения

1346.4В 575.7В

535.2В 445.7В

650.2В 332.8В

756.1В

748.9В

652.8В

575.7В

∆1мин ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆∆

=1123.3В

=3835.2В

550.9В

Минимальный интервал между поездами.

В

В

=8.85мин

Откорректированная пропускная способность.

162.7=163 поезда

Заключение.

Эффективный ток Iэф=1543.3А меньше чем допустимый ток по нагреву I_макс=1880А.

Согласно произведённым в курсовой работе расчётам заданный участок контактной сети соответствует нормам ПТЭ железных дорог РФ и заданию на работу.

Список используемых источников.

1. Марквардт К. Г. Энергоснабжение электрических железных до­рог. М., «Транспорт», 1965. 454 с.

2. Марквардт К- Г., Власов И. И. Контактная сеть. М., «Транс­порт», 1977, 272 с.

3. А.С.Серебряков. MATHCAD и решение задач электротехники. М.: Маршрут 2005г.

4. Прохорский А. А. Электрические станции и подстанции, М., «Транспорт», 1978, 552 с.

5. Пронтарский А.Ф. Системы и устройства электроснабжения. М., «Транспорт», 1979, 264 с.