Расчет системы электроснабжения (стр. 6 из 6)
7.1 Проверка контактной сети по уровню напряжения
Проверка контактной сети по уровню напряжения производится путем сопоставления фактического напряжения с допустимыми по условию:
Uдоп£ Uтп – DUп,ср,(73)
где Uдоп – уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава, установленный ПТЭ железных дорог равным не менее 2700 В при постоянном токе.
вариант 1:
2700 £ 3300 – 353;
2700 В £ 2947 В; условие выполняется.
вариант 2:
2700 £ 3300 – 409;
2700 В £ 2891 В; условие выполняется.
7.2 Проверка сечения контактной подвески по нагреву
Производится по условию:
Iф,э£ Iдоп,(74)
где Iдоп – допустимый ток на контактную подвеску;
Iф,э – наибольший из среднеквадратичных токов фидеров.
вариант 1:
1671 А £ 1740 А; условие выполняется.
вариант 2:
1630 А £ 1870 А; условие выполняется.
7.3 Проверка трансформаторов по перегреву
Выполняется по условию:
Iтп,м < Iт,доп,(75)
где Iтп,м- эффективный ток тяговой подстанции при максимальном числе поездов;
Iт,доп- допустимый ток трансформатора с учетом перегрузки.
В курсовом проекте трансформатор выбран с учетом перегрузки, поэтому такая проверка уже выполнена.
8. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор наиболее экономичного
По каждому варианту определяются приведенные годовые затраты
Эпрi = Сi + Ен×Кi,(76)
где Сi- годовые эксплуатационные расходы по варианту;
Кi- капитальные вложения по варианту;
Ен- нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, принимаемый для устройств электроснабжения равным 0,12.
При расчете капиталовложений и эксплуатационных расходов учитываются только составляющие, меняющиеся по вариантам.
Следует иметь в виду то, что цены на объекты капитальных затрат с годами меняются, поэтому при пользовании справочными данными необходимо привести цены к году, в котором проводится расчет. Индексы цен по отношению к базисному 1998 году приведены в табл. 5.
Таблица 5. Индексы к стоимостным показательным объектов электроснабжения
| Базисный год | Индексы к ценам года | |||||||||
| 1984 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 2000 | |
| 2000 | 24,0 | 15,0 | 1,6 | 0,030 | 0,004 | 0,0032 | 0,0026 | 0,0022 | 2,0 | 1,0 |
К = Ктп + Ккс + Квл + Квсп + Кпп + Кж,(77)
где Ктп- стоимость всех тяговых подстанций, принимается по /2, табл. 1.5/;
Ккс – стоимость контактной сети, принимается по /2, табл. 1.5/;
Квл- стоимость присоединений тяговых подстанций к высоковольтным линиям электропередачи, длина таких присоединений принимается равной 1,0 км, а стоимость одного километра по /2, табл. 1.5/;
Квсп- стоимость вспомогательных устройств /2, табл. 1.6/;
Кпп- стоимость подъездных путей ко всем тяговым подстанциям, длину подъездных путей к каждой подстанции можно принять равной 1,0 км, а стоимость в ценах 1984 г. - 100 тыс. руб. за 1 км;
Кж- стоимость жилья, при каждой тяговой подстанции должно быть предусмотрено строительство жилья, стоимость которого в ценах 1984 г. следует принять равной 416 тыс. руб. на одну подстанцию.
вариант 1:
Ктп = (690×2 + 600×2 + 510×2)×24 = 86400 тыс. руб.;
Ккс = 2×32×5×14,0×24 = 107520 тыс. руб.;
Квл = 12,0×4×24 = 1152 тыс. руб.;
Квсп = 16,0×5×24 = 1920 тыс. руб.;
Кпп= 100×6×24 = 14400 тыс. руб.;
Кж= 416×6×24 = 59904 тыс. руб.;
К = 86,4 + 107,52 + 1,152 + 1,92 + 14,4 + 59,904 = 271,2960 млн. руб.
вариант 2:
Ккс = 2×35×5×15,0×24 = 126000 тыс. руб.;
К = 86,4 + 126 + 1,152 + 1,92 + 14,4 + 59,904 = 289,7760 млн. руб.
8.2 Эксплуатационные расходы
С = Стп + å(ai×Кi) + DWтп×Ц + DWтс×Ц,(78)
где Стп- суммарные расходы на эксплуатацию тяговых подстанций, принимаемые равными по данным 1998 г. 210 тыс. руб. на одну подстанцию;
å(ai×Кi) - сумма амортизационных отчислений, приведенных в /2, табл. 1.5/, для подъездных путей принять aпп = 5,5%;
DWтп- потери энергии на тяговых подстанциях, равные потерям энергии на одной подстанции, умноженные на число подстанций;
DWтс- потери энергии в тяговой сети;
Ц - стоимость 1 кВт×ч электрической энергии.
Потери энергии в тяговой сети определяются через потери мощности на одной межподстанционной зоне DРтс, число таких зон nзон и время работы контактной сети, т.е. DWтс=DРтс×nзон ×8760.
вариант 1:
Стп = 210×6 = 1260 тыс. руб.;
å(ai×Кi) = 0,046 107520+ 0,028×1152 + 0,055×1920 + 0,055×14400 + 0,02×59904 = 7073,82 тыс. руб.;
DWтп×Ц = (974880 + 636480 + 75816)×0,00029 = 489,3 тыс. руб.;
DWтс = 734,4×5×8760 = 32166720 тыс. руб.;
DWтс×Ц = 32166720×0,00029 = 9328,3 тыс. руб.;
С = 1260 + 7073,82 + 489,3 + 9328,3 = 18151,42 тыс. руб.;
Эпр = 18,151 + 0,12×271,296 = 50,7069 млн. руб.
вариант 2:
å(ai×Кi) = 0,046 126000+ 0,028×1152 + 0,055×1920 + 0,055×14400 + 0,02×59904 = 7923,9 тыс. руб.;
DWтп×Ц = (1376640 + 900000 + 79920)×0,00029 = 683,4 тыс. руб.;
DWтс = 932,7×5×8760 = 40852260 тыс. руб.;
DWтс×Ц = 40852260×0,00029 = 11847,2 тыс. руб.;
С = 1260 + 7923,9 + 683,4 + 11847,2 = 21714,5 тыс. руб.;
Эпр = 21,714 + 0,12×289,776 = 56,4876 млн. руб.
Результаты по двум вариантам приведены в табл. 6.
Таблица 6. Технико-экономическое сравнение вариантов
| Показатель | вариант 1  =32 км;М-95 + 2МФ-100 | вариант 2 =35 км;М-95 + 2МФ-100 + А-185 |
| Размер капиталовложений, млн. руб. | 271,2960 | 289,7760 |
| Эксплуатационные расходы, млн. руб. | 18,1514 | 21,7145 |
| Приведенные годовые затраты, млн. руб. | 50,7069 | 56,4876 |
Вариант с меньшими приведенными затратами – вариант 1 считается экономичным.
9. Схема внешнего электроснабжения
Для наиболее экономичного варианта в соответствии с Правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ и /6/ разрабатывается принципиальная схема присоединения тяговых подстанций к линиям внешнего электроснабжения.
Заключение
В данном курсовом проекте произведен расчет системы электроснабжения участка железной дороги электрифицированном на постоянном токе.
Расчет выполнен для двух вариантов расположения тяговых подстанций, после технико-экономического сравнения вариантов произведен выбор наиболее экономичного:
– длина участка Lуч = 160 км;
– расстояние между подстанциями
= 32 км;– марка и площадь сечения проводов: М-95 + 2МФ-100;
– тип рельса Р65.
Расчет для данного варианта производился по методу сечения графика движения поездов. Определены следующие показатели:
– удельное сопротивление тяговой сети r0 = 0,08884 Ом/км;
– количество перевозимых грузов в сутки Р5с = 166207 т/сут.;
– количество пар поездов в сутки на пятый год эксплуатации N5с = 58;
– время хода поезда по межподстанционной зоне tп = 32 мин.;
– максимальное число поездов на зоне nм = 4;
– вероятности появления одновременно 0, 1, 2, …, nм поездов:
р0 = 0; р1 = 0,01389; р2 = 0,26389; р3 = 0,50000; р4 = 0,22222;
– средний ток поезда Iп.ср. = 840 А;
– среднеквадратичный ток поезда Iп.э. = 908 А;
– среднеквадратичный ток наиболее загруженного фидера Iф.э. = 1617 А;
– максимальный ток фидера Iф.м. = 1945 А;
– средний ток подстанции Б IБ,ср. = 2244 А;
– среднеквадратичный ток подстанции Б IБ,э. = 2402 А;
– средняя потеря напряжения до поезда DUп.ср. = 353 В;
– средняя потеря мощности в тяговой сети DPтс = 734,4 кВт.
Выбрано оборудование тяговых подстанций:
– выпрямительный агрегат типа ТПЕД-3150–3,3кУ1;
– преобразовательный трансформатор типа ТРДП-12500/10ЖУ1;
– понизительный трансформатор типа ТДТН-16000/110–66.
Согласно Правилам устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ бесперебойность питания нагрузок тяги (кроме слабозагруженных линий) обеспечивается установкой на подстанциях:
– двух понижающих трансформаторов;
– двух преобразовательных трансформаторов;
– двух выпрямительных агрегатов.
Произведен расчет токов короткого замыкания для наиболее удаленных точек тяговой сети в выбор уставок токовых защит:
– уставка быстродействующего выключателя фидера Iу = 2000 А и рекомендовано применение еще одного вида дополнительной защиты, например, потенциальной;
– уставка быстродействующего выключателя поста секционирования
Iу = 1500 А.
Для выбранного оборудования выполнен расчет потерь энергии на тяговых подстанциях за время работы 7200 часов в год:
– в понизительных трансформаторах DWпт = 974880 кВт;
– в преобразовательных трансформаторах DWвт = 636480 кВт;
– в выпрямителях DWв = 75816 кВт.
Выбранное оборудование успешно прошло проверку по граничным условиям.
По результатам технико-экономических расчетов:
– размер капиталовложений К = 271,2960 млн. руб.;
– эксплуатационные расходы С = 18,1514 млн. руб.;
– приведенные годовые затраты составили Эпр = 50,7069 млн. руб.
Список использованных источников
1. Электроснабжение электрических железных дорог/ Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электроснабжение железных дорог», разраб. В.М. Варенцовым и Э.П. Селедцовым, С-Пб, 1999. – 42 с.
2. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.1/ Под ред. К.Г. Марквардта - М.: Транспорт, 1980. - 392 с.
3. Бесков Б.А. и др. Проектирование систем электроснабжения железных дорог. - М.: Трансжелдориздат, 1963. – 472 с.
4. Бурков А.Т. и др. Методы расчета систем тягового электроснабжения железных дорог. Учебное пособие. - Л.:ЛИИЖТ, 1985. - 73 с.
5. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. - М.: Транспорт, 1982. – 528 с.
6. Давыдова И.К. и др. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. - М.: Транспорт, 1978. - 416 с.
7. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т.2/ Под ред. К.Г. Марквардта - М.: Транспорт, 1981. - 392 с.
8. Оформление текстовых документов: Методические указания/ Сост. В.А. Балотин, В.В. Ефимов, В.П. Игнатьева, Н.В. Фролова. - СПб.: ПГУПС, 1998. - 46 с.