=Курсовая работа= Проектирование основных параметров системы тягового электроснабжения

[Admin]

Проектирование основных параметров системы тягового электроснабжения

Курсовая работа

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Реферат
Исходные данные
1. Определение оптимального расстояния между тяговыми подстанциями
2. Расчет расходов энергии на движение поезда по расчетным фидерным зонам и разнесение их к шинам тяговых подстанций
3. Определение мощности тяговой подстанции
4. Расчет сечения контактной сети
5. Проверка проводов контактной сети на нагрев
6. Расчет батареи поперечной компенсации
7. Определение потерь энергии:
7.1. В тяговой сети
7.2. В трансформаторах тяговых подстанций
8. Потеря напряжения:
8.1. Определение потери напряжения в тяговой сети
8.2. Расчет потерь напряжения на тяговой подстанции переменного тока
9. Расчет несимметрии напряжений на шинах 27,5 кВ тяговой подстанции переменного тока
Вывод
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Система переменного тока имеет высокий уровень эксплуатационной надежности Количество порч на 1 млн.км пробега электровозов постоянного тока почти в два раза больше, чем электровозов переменного тока. При напряжении в контактной сети 25 кВ, обеспечивающее небольшие потери энергии и напряжения, вторичное напряжение тягового трансформатора электровоза, равное 1.0-1.5 кВ, определяет высокую надежность его оборудования, особенно тяговых двигателей.
Одновременно свободный выбор вторичного напряжения позволяет наиболее рационально построить силовые цепи электровоза, применив параллельное соединение всех двигателей, что обеспечивает лучшие тяговые характеристики.
В связи с этим в курсовом проекте рассматриваются вопросы проектирования основных параметров системы тягового электроснабжения переменного тока.
Сложность процессов, протекающих в системе тягового электроснабжения определяет сложность проектирования параметров. Чем точнее удается описать процессы, протекающие в системе тягового электроснабжения, чем точнее получены искомые параметры, тем точнее удается спроектировать параметры электрической железной дороги, тем рациональнее работает система тягового электроснабжения.
Однако, существуют программные комплексы для проектирования параметров системы тягового электроснабжения, а преимущество ЭВМ перед ручным счетом очевидно, прежде всего это выражается в скорости счета ЭВМ. Это позволяет выполнить анализ большего количества вариантов и отыскать среди них оптимальный.

РЕФЕРАТ

В данном курсовом проекте разработан проект электрификации двухпутного участка железной дороги по системе тягового электроснабжения переменного тока 1*27,5 кВ. По заданному профилю пути произведен тяговый расчет для трех типов поездов. По результатам тягового расчета с заданными размерами движения поездов подсчитано оптимальное расстояние между тяговыми подстанциями. По нагрузкам плеч питания тяговых подстанций выбраны трансформаторы соответствующей мощности и выбран тип подвески контактной сети. Намечены мероприятия повышения энергетической эффективности электрической железной дороги. С этой целью рассчитаны параметры установок емкостной компенсации. Выполнен прогноз одного из показателей качества электроэнергии - уровня несимметрии на вводах тяговых подстанций.





ПРАВАЯ ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ
СУТОЧНЫЙ РАСХОД ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДОВ,ОТНЕСЕННЫЙ К ПЛЕЧУ,
ПИТАЮЩЕМУ РАССМАТРИВАЕМУЮ ФИД. ЗОНУ 120938 КВА*Ч
ТО ЖЕ, ДЛЯ СМЕЖНОГО ПЛЕЧА, 108056 КВА*Ч
РАСХОДЫ ЭНЕРГИИ НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА ПО УСЛОВНОМУ ПЕРЕГОНУ,
ОТНЕСЕННЫЙ К ДАННОЙ ТП, 238 КВА*Ч
УСЛОВНОЕ ЭКВИВ.ПРИВЕД.СОПРОТИВЛЕНИЕ ТП 7.1531 ОМ
ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТП 1551 В
ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА НАГРУЗКЕ 1112 В
(нет расчетных уровней напряжения на токоприемниках и нет корректировочного расчета

9.Расчет несимметрии напряжений на шинах 27.5 кВ тяговой подстанции переменного тока

Несимметричный режим работы системы электроснабжения – режим, при котором условия работы фаз оказываются неодинаковыми.
Несимметричная нагрузка энергосистемы обуславливает несимметричные потери напряжения в ее элементах и в результате приводит к появлению несимметрии напряжения у трехфазных потребителей. Несимметричное напряжения на зажимах трехфазных двигателей приводит к неравномерной нагрузке их фаз и к большему нагреванию наиболее загруженных фаз или к необходимости уменьшать приходящуюся на двигатели нагрузку.
Уменьшить несимметрию нагрузки и связанную с ней несимметрию напряжения можно, если распределить более равномерно однофазную нагрузку между фазами трехфазной цепи или применить специальные симметрирующие устройства.
Для оценки возможной несимметрии на вводах тяговых подстанций проектируемого участка и для принятия решений о необходимости мер по ее нормализации, ниже выполнен прогноз этого показателя для подстанций проектируемого участка.
АЛГОРИТМ РАСЧЕТА:
Расчет производится в соответствии с методикой книги [2]. При отсутствии компенсации потери напряжения на стороне 27.5 кВ вычисляются по выражениям следующего вида:

DUот = (2*Iот*SIN(фот)/3+Iоп*SIN(фоп+60)/3)*(Xs+Xт); (26)
DUоп = (2*Iоп*SIN(фоп)/3-Iот*SIN(60-фот)/3)*(Xs+Xт); (27)
DUсв = (Iот*SIN(фот+60)/3-Iоп*SIN(60-фоп)/3)*(Xs+Xт), В. (28)

При продольной компенсации в плече с отстающей фазой сопротивлением Xc учитываются добавки

dUот = Iот*Xc*SIN(фот); dUсв = Iот*Xc*SIN(фот+60), В. (29)

При установке компенсации в отсасывающую линию добавки следующие:
dUот = (Iот*SIN(фот)+Iоп*SIN(фоп+60))*Xc; (30)
dUоп = (Iоп*SIN(фоп)-Iот*SIN(60-фот))*Xc, В. (31)

Расчет производится при помощи подпрограммы blok12 программного комплекса BLOK.

Порядок выполнения расчета:
ЧИСЛО ТИПОВ ПОЕЗДОВ = 6
СУТОЧНЫЕ РАЗМЕРЫ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
1 -ГО ТИПА 40
2 -ГО ТИПА 35
3 -ГО ТИПА 10
4 -ГО ТИПА 37
5 -ГО ТИПА 25
6 -ГО ТИПА 15
РАСХОДЫ ЭНЕРГИИ (КВА*Ч) НА ДВИЖЕНИЕ ПОЕЗДА,
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ И ПРАВОМУ ПЛЕЧУ ПИТАНИЯ ТП
ДЛЯ 1 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 577.9718
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 799.3178
ДЛЯ 2 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 1202.599
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 1052.941
ДЛЯ 3 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 1348.535
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 1243.123
ДЛЯ 4 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 404.1157
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 402.1784
ДЛЯ 5 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 1000.266
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 1006.44
ДЛЯ 6 -ГО ТИПА ПОЕЗДА :
ОТНЕСЕННЫЕ К ЛЕВОМУ ПЛЕЧУ 1033.602
ОТНЕСЕННЫЕ К ПРАВОМУ ПЛЕЧУ 1063.897
ПРИЗНАК ФАЗЫ, ПИТАЮЩЕЙ ЛЕВОЕ ПЛЕЧО ТП
(1 - ОТСТАЮЩАЯ ФАЗА, -1 - ОПЕРЕЖАЮЩАЯ ФАЗА) 1
МОЩНОСТЬ КЗ НА ШИНАХ ПЕРВИЧН.НАПРЯЖЕНИЯ (МВА) = 415
СУММАРНАЯ НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ (МВА)
РАБОТАЮЩИХ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ = 80

НАПРЯЖЕНИЕ КЗ (%) ТЯГОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА = 10.5
НОМИН.НАПРЯЖЕНИЕ ТЯГОВОЙ ОБМОТКИ ТРАНСФ-РА (КВ) = 27.5
СОПРОТИВЛЕНИЕ БАТАРЕИ ПРОДОЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ (ОМ),
ВКЛЮЧЕННОЙ В ПИТАЮЩУЮ ЛИНИЮ ТП ? 20
СОПРОТИВЛЕНИЕ БАТАРЕИ ПРОДОЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ (ОМ),
ВКЛЮЧЕННОЙ В ОТСАСЫВАЮЩУЮ ЛИНИЮ ТП ? 20

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
ПРОДОЛЬНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ОТСУТСТВУЕТ
-------------------------------------------------------------------------------------
ФАЗА ПОТЕРЯ УРОВЕНЬ
НАПРЯЖЕНИЯ, В НАПРЯЖЕНИЯ, В
-------------------------------------------------------------------------------------
ОТСТАЮЩАЯ 623 26877
СВОБОДНАЯ 212 27288
ОПЕРЕЖАЮЩАЯ 225 27275
-------------------------------------------------------------------------------------
U(ОП)/U(ОТ) = 1.0148 U(СВ)/U(ОТ) = 1.0153

БАТАРЕЯ ВКЛЮЧЕНА В ПИТАЮЩУЮ ЛИНИЮ ТП
-------------------------------------------------------------------------------------
ФАЗАПОТЕРЯ УРОВЕНЬ
НАПРЯЖЕНИЯ, В НАПРЯЖЕНИЯ, В
-------------------------------------------------------------------------------------
ОТСТАЮЩАЯ -243 27743
СВОБОДНАЯ -1965 29465
ОПЕРЕЖАЮЩАЯ 225 27275
--------------------------------------------------------------------------------------
U(ОП)/U(ОТ) = 0.9831 U(СВ)/U(ОТ) = 1.0621

БАТАРЕЯ ВКЛЮЧЕНА В ОТСАСЫВАЮЩУЮ ЛИНИЮ ТП
-------------------------------------------------------------------------------------
ФАЗАПОТЕРЯ УРОВЕНЬ
НАПРЯЖЕНИЯ, В НАПРЯЖЕНИЯ, В
--------------------------------------------------------------------------------------
ОТСТАЮЩАЯ -2935 30435
СВОБОДНАЯ 212 27288
ОПЕРЕЖАЮЩАЯ -304 27804
--------------------------------------------------------------------------------------
U(ОП)/U(ОТ) = 0.9136 U(СВ)/U(ОТ) = 0.8966

НАГРУЗКИ ПЛЕЧ ПИТАНИЯ ТП
С ОТСТАЮЩЕЙ ФАЗОЙ = 212 А
С ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ ФАЗОЙ = 262 А
ПРИВЕД.СОПРОТИВЛЕНИЕ ОДНОЙ ФАЗЫ = 8.4446 ОМ

Где вывод по несимметрии? Где рассчитана сама несимметрия?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате расчета выполнена электрификация двухпутного участка железной дороги по системе тягового электроснабжения 1*25 кВ. Проектный расчет электроснабжения электрифицируемого участка преследует две основные цели: выбор числа, места расположения и мощности тяговых подстанций и выбор площади сечения проводов контактной подвески. По заданным размерам движения, тяговому расчету оптимальное расстояние между тяговыми подстанциями составило 43 км. Тяговые подстанции располагаем в МПЗ или совмещаем со станциями. В результате получаем 9 тяговых подстанций. Мощность трансформаторов тяговых подстанций составила 40 МВА. Тяговая сеть: ПБСА-50/70+МФ-100+А-185. Произведенная проверка тяговой сети на нагрев дала положительный результат.

Библиографический список

1. Бесков Б.А.,Геронимус Б.Е.,Давыдов В.Н. и др. Проектирование систем электроснабжения электрических железных дорог. М.:Трансжелдориздат, 1963. 471 с.
2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1982. 528 с.
3. Курс лекций по дисциплине САПР.
4. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог.М: Транспорт,1994.117 с.