Расчет системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта (стр. 1 из 8)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: «ЭЖТ»

Дисциплина: «Электрические железные дороги»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Расчет системы тягового электроснабжения железнодорожного транспорта»

Вариант 077

Выполнил:

студент группы ЭНС-07-2

Студентов С. Л.

Проверил:

преподаватель каф. «ЭЖТ»,

доцент Молин Н. И.

Иркутск 2009

Реферат

В данном курсовом проекте произведен расчет системы электроснабжения электрической железной дороги, а именно 2-х путного участка, электрифицированного на однофазном токе промышленной частоты. Определена мощность и количество тяговых трансформаторов одной ТП, определено экономическое сечение проводов контактной сети, рассчитаны годовые потери в контактной сети, для раздельной и узловой схемы питания, произведён технико-экономический расчет для сравнения схем. Произведён расчет среднего уровня напряжения в контактной сети, рассчитаны минимальные токи К.З. и выбрана защита расчетного участка от тока К.З., а также рассчитано реактивное электропотребление расчетной ТП, мощность установки параллельной компенсации и ее параметры.

Курсовой проект содержит: рисунков 6; таблиц 10; формул 72.

Содержание

Введение

Задание на курсовой проект

Исходные данные

1. Определение мощности тяговой подстанции

1.1 Определение средних и эффективных значений тока поезда. ФКС ТП

1.2 Определение средних токов фидеров к/с для расчетных режимов расчетной ТП

1.3 Определение средних и эффективных токов плеч питания ТП

1.4 Определение расчетных токов трансформатора. Эквивалентный, эффективный ток по нагреву масла

1.5 Расчет трансформаторной мощности

1.5.1 Основной расчет

1.5.2 Уточнение расчёта мощности трансформатор

1.5.3 Проверка трансформатора по максимальному току, максимально допустимому току и максимально допустимой температуре обмотки и масла

2. Определение экономического сечения проводов контактной сети одной МПЗ для раздельной и узловой схем питания

2.1 Проверка к/с по нагреву

2.2 Годовые потери энергии в к/с для двух схем питания

3. Технико-экономический расчет для сравнения раздельной и узловой схем питания

4. Расчет среднего уровня напряжения в к/с до расчетного поезда на условном лимитирующем перегоне

5. Расчет минимальных токов к.з. и максимальных рабочих токов для двух схем питания. Выбор схемы защиты к/с расчетного участка от токов к.з

5.1 Ток к.з

5.2 Расчет уставок электронной защиты фидера к/с

6. Расчет реактивного электропотребления расчетной ТП, мощность установки параллельной компенсации и ее параметры

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Система электроснабжения электрифицированных железных дорог отличается от систем электроснабжения промышленных предприятий тем, что от неё получают питание движущиеся поезда, нетяговые железнодорожные потребители, промышленные, сельскохозяйственные и коммунальные потребители, находящиеся в зоне электрифицированной линии.

Устройства электроснабжения обладают высокой надёжностью работы, бесперебойностью электроснабжения, экономичностью. Широко применяются и разрабатываются новые, более совершенные и экономичные методы обслуживания и диагностического контроля элементов системы электроснабжения.

Одним из важных вопросов нормальной работы системы электроснабжения является поддержание уровня напряжения в тяговой сети в заданных пределах. Современные силовые трансформаторы, поставляемые нашей промышленностью, оборудуются устройствами для автоматического регулирования напряжения в системе тягового электроснабжения с использованием дросселей, а также устройства с автоматическим бесконтактным тиристорным регулированием. Эти устройства в сочетании с телеуправлением, имеющим свои каналы связи, ложатся в основу разработок по энергетической подсистеме автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом.

Задание на курсовой проект

Определить мощность тяговой подстанции (в качестве расчётной выбирается подстанция, расположенная ближе к середине участка), выбрать мощность и количество тяговых трансформаторов.

Определить экономическое сечение проводов контактной сети одной фидерной зоны для раздельной работы путей и узловой схемы.

Рассчитать годовые потери энергии в контактной сети для этих двух схем.

Провести проверку выбранного сечения поводов контактной сети по нагреванию.

Провести технико-экономический расчет по сравнению указанных выше схем питания.

Для схемы раздельного питания произвести расчет среднего уровня напряжения в контактной сети до расчетного поезда за время его хода на автоматической характеристике по условному «ограничивающему» перегону и блок-участку при полном использовании пропускной способности.

Рассчитать перегонную пропускную способность с учетом уровня напряжения.

Произвести расчёт минимальных токов короткого замыкания и рабочих максимальных токов для обеих схем, выбрать схему защиты контактной сети от токов короткого замыкания.

Составить принципиальную схему питания и секционирования контактной сети расчётного участка.

Рассчитать реактивное электропотребление расчётной тяговой подстанции, мощность установки параллельной компенсации и ее параметры.

Исходные данные

Схема участка с упрощенными тяговыми расчетами

Типы тяговых подстанций 1, 2.

Расположение тяговых подстанций:

ТП1 L1= 16 км;

ТП2 L2= 62 км;

Тип дороги – магистральная.

Число путей – 2.

Тип рельсов - Р65.

Размеры движения: число пар поездов в сутки – 105.

Минимальный межпоездной интервал Q0 = 8 мин.

Номинальное напряжение на шинах тяговых подстанций Uш = 27,5 кВ.

Продолжительность периода повышенной интенсивности движения

Твос = 3,0 ч.

Трансформаторная мощность для районных потребителей S = 10 МВ*А.

Мощность короткого замыкания на вводах подстанции Sкз = 700 МВ*А

Эквивалентная температура в весенне-летний период и температура в период повышенной интенсивности движения после окна Qохлс = 30 °С, Qохло = 15 °С.

Длительность весенне-летнего периода nвл = 230 сут.

Амортизационные отчисления:

а) контактная сеть aк = 4,6%;

б) посты секционирования aп = 5,5%;

Рис. 1. Присоединение тяговых подстанций к ЛЭП и тяговой сети и векторные диаграммы первичных и вторичных напряжений подстанций.

1. Определение мощности тяговой подстанции и количества тяговых трансформаторов

1.1 Определение средних и эффективных значений тока поезда, ФКС ТП

Расчёт нагрузок подстанции следует начать с определения средних и эффективных токов подстанции при проходе поездом фидерных зон.

а) строится зависимость тока поезда от времени и расстояния Iп(l), Iп(t);

б) располагаем тяговые подстанции;

в) строим векторные диаграммы напряжений тяговых подстанций;

г) определяем поездные токи на каждом километре в четном и нечетном направлении по зависимости поездного тока от расстояния Iп(l).

Для одностороннего питания ток поезда полностью равен току фидера. Для двустороннего питания ток поезда распределяется между фидерами смежных подстанций обратно пропорционально расстояниям до поезда. Кривые поездного тока раскладываются по фидерам смежных подстанций четного и нечетного пути для схемы раздельного питания пути.

(1)

Таблица 1

Расстояние,	Ток поезда		ТП 1				ТП 2
км	Iч,А	Iнч,А	Iф1	Iф2	Iф4	Iф5	Iф1	Iф2	Iф4	Iф5
0	160	0	0	160
1	240	0	0	240
2	350	0	0	350
3	320	300	300	320
4	240	300	300	240
5	230	300	300	230
6	220	300	300	220
7	210	300	300	210
8	200	300	300	200
9	190	300	300	190
10	185	300	300	185
11	180	300	300	180
12	175	300	300	175
13	170	300	300	170
14	0	300	300	0
15	0	240	240	0
16	0	240	240	0
17	0	240	0	235	5	0
18	180	240	172	230	10	8
19	180	240	168	224	16	12
20	180	240	164	219	21	16
21	180	240	160	214	26	20
22	180	240	157	209	31	23
23	180	240	153	203	37	27
24	180	240	149	198	42	31
25	180	240	145	193	47	35
26	180	240	141	188	52	39
27	180	240	137	183	57	43
28	180	240	133	177	63	47
29	180	240	129	172	68	51
30	180	240	125	167	73	55
31	180	240	121	162	78	59
32	180	180	117	117	63	63
33	200	180	126	113	67	74
34	210	180	128	110	70	82
35	220	180	129	106	74	91
36	230	180	130	102	78	100
37	240	180	130	98	82	110
38	250	180	130	94	86	120
39	260	180	130	90	90	130
40	270	180	129	86	94	141
41	270	180	123	82	98	147
42	270	180	117	78	102	153
43	270	180	112	74	106	158
44	260	180	102	70	110	158
45	250	180	92	67	113	158
46	240	200	83	70	130	157
47	230	220	75	72	148	155
48	220	240	67	73	167	153
49	205	270	58	76	194	147
50	190	270	50	70	200	140
51	180	270	43	65	205	137
52	230	270	50	59	211	180
53	230	270	45	53	217	185
54	230	270	40	47	223	190
55	230	270	35	41	229	195
56	230	245	30	32	213	200
57	230	230	25	25	205	205
58	230	215	20	19	196	210
59	250	200	16	13	187	234
60	270	185	12	8	177	258
61	290	180	6	4	176	284
62	310	0	0	0	0	310
63	330	0	330	0
64	330	0	330	0
65	330	0	330	0
66	330	0	330	0
67	320	0	320	0
68	310	0	310	0
69	300	0	300	0
70	290	0	290	0
71	280	0	280	0
72	270	250	270	250
73	260	300	260	300
74	250	350	250	350
75	240	350	240	350
76	240	350	240	350
77	240	350	240	350
78	0	330	0	330
79	0	400	0	400
80	0	40	0	40

По данным таблицы 1 строятся кривые токов фидеров расчетной тяговой подстанции Iф (l), разложенная кривая поездного тока. По разложенной кривой поездного тока определяются средние и эффективные токи ФКС и другие числовые характеристики расчетной ТП. Также выбирается самая загруженная МПЗ, и производится расчет средних и эффективных токов четного и нечетного пути.