Электроснабжение электроподвижного состава
Петрозаводский колледж железнодорожного транспорта - филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
"Петербургский государственный университет путей сообщения"
Контрольная работа 1
По дисциплине: Электроснабжение электроподвижного состава
Студента: Звягина Алексея Алексеевича
Курс: 6
Шифр: Т306/З-101
2013
Вопрос 1
Начертите общую схему электроснабжения электрических железных дорог. Поясните, какие устройства участвуют в выработке, передаче и распределении электрической энергии.
Ответ
Электровозы и моторные вагоны электрифицированных железных дорог не являются автономными локомотивами. Они, находясь на линии, потребляют электроэнергию от энергосистемы общего пользования.
Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанции 1 (рис. 1), поступает на повышающую трансформаторную подстанцию 2 и далее по воздушным линиям электропередачи (ВЛ) высокого напряжения 3 передается на тяговые подстанции 4, расположенные вдоль железной дороги. На тяговых подстанциях трехфазный переменный ток преобразуется в ток соответствующего рода и напряжения для питания устройств электрической тяги и районных потребителей. Питание электрических локомотивов 9 осуществляется от контактной сети 7 через токоприемники. Рельсовая цепь 8 является вторым проводом тяговой сети.
Электрические станции, подстанции и ВЛ до тяговых подстанций называют первичной, или внешней частью системы электроснабжения. Тяговая подстанция, контактная и рельсовая сеть, а также питающие 5 и отсасывающие 6 линии образуют тяговую часть этой системы. На электрических станциях вырабатывается трехфазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 6,3; 10,5; 21 кВ. Электроэнергия поступает на расположенную рядом трансформаторную подстанцию, где напряжение повышается до 35, 110, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ, при этом значении напряжения электроэнергия передается на большие расстояния.
Передача электроэнергии на большие расстояния более экономична при высоком напряжении. Принято считать, что экономически выгодно передавать 1 кВ на 1 км (например, 35 кВ выгодно передавать на 35 км, но не более 50 км). С повышением напряжения ток уменьшается, и от него зависит площадь сечения проводов, следовательно, затраты металла на них и стоимость линии. С уменьшением тока снижаются также потери энергии в электрических сетях. Уровень напряжения определяет изоляцию ВЛ. Экономически выгодное напряжение для передачи в каждом отдельном случае находят выполняя соответствующий технико-экономический расчет.
Для бесперебойного электроснабжения потребителей, лучшего использования установленного электрооборудования на электростанциях и подстанциях и лучшего качества энергии электрические станции и подстанции одного района соединяют линиями передачи и таким образом создают энергетическую систему. Все электрифицированные дороги РФ питаются от энергосистем.
На железных дорогах РФ применяют две системы электрической тяги:
Постоянного тока с номинальным напряжением в тяговой сети 3 кВ;
Однофазного переменного тока 50 Гц с номинальным напряжением 25 кВ.
В качестве преобразователей переменного тока в постоянный на подстанциях дорог постоянного тока используют экономичные и надежные в эксплуатации полупроводниковые преобразователи. На подстанциях дорог переменного тока 50 Гц преобразователями являются трансформаторы промышленного или специального типа.
Тяговые подстанции используют также для питания промышленных, сельскохозяйственных и нетяговых железнодорожных нагрузок. Для этого на подстанциях устанавливают дополнительные трансформаторы. Тяговые подстанции расположены вдоль железной дороги через 15--20 км на дорогах постоянного тока и через 40--60 км на дорогах переменного тока.
Контактная сеть служит для подведения электроэнергии к электроподвижному составу (э. п. с.) и может быть выполнена в виде воздушной подвески или дополнительного контактного рельса (на метрополитенах). Контактная и рельсовая сети соединены воздушными или кабельными линиями с шинами тяговой подстанции.
Питание подстанций осуществляется по двум ВЛ, каждая из которых рассчитана на полную мощность тяговых подстанций. Основное оборудование тяговых подстанций (выпрямительные агрегаты, трансформаторы, выключатели) резервируется. Помимо этого, предусматривают передвижные тяговые подстанции, которые могут заменить стационарные при их отключении или выходе из строя.
Надежность контактной сети обеспечивается повышенным запасом прочности ее элементов и секционированием, т. е. разделением контактной сети на секции, изолированные друг от друга и нормально соединяемые с помощью резъединителей или выключателей. Питание секций осуществляется от тяговых подстанций ло самостоятельным питающим линиям (фидерам).
Все потребители электроэнергии Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) разделены на три категории. К 1-й категории относятся наиболее ответственные потребители, не терпящие прекращения подачи электроэнергии. Питание таких потребителей осуществляется от двух и более источников, резервное питание включается автоматически. Для потребителей 2-й категории (также ответственных) допускаются перерывы электроснабжения на время, необходимое, для включения питания дежурным персоналом. К 3-й категории относят все остальные потребители. Для них допускается перерыв в электроснабжении на время, необходимое для ликвидации повреждения, сроком до одних суток. В соответствии с категорией потребителя принимают схемы внешнего электроснабжения и первичной коммутации установок. Электрифицироваиные железные дороги относят к потребителям 1-й категории.
Вопрос 2
Укажите типы фиксаторов контактной сети, поясните их конструкцию. Приведите поясняющие эскизы
Ответ
Для создания зигзагов контактного провода на прямых участках пути и выносов у опор на кривых служат фиксаторы. Фиксаторы должны быть легкими и легко перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Рис. 2 Схема расположения фиксированной воздушной стрелки на стрелочном переводе
Фиксаторы выполняют изогнутыми, чтобы при отжатии контактного провода полоз токоприемника не задевал их. В зависимости от направления зигзага фиксаторы работают на растяжение или сжатие. При плюсовом зигзаге на фиксатор действует сжимающее усилие, а при минусовом -- растягивающее. У сжатого фиксатора (рис. 3, а) вертикальная составляющая N усилия направлена вниз, что увеличивает сосредоточенную массу и жесткость, а у растянутого (рис. 3, б) -- вверх, что уменьшает сосредоточенную массу и жесткость при проходе токоприемника под этим фиксатором. Условия токосъема в последнем случае будут лучше, а износ контактного провода меньше. Сжатые фиксаторы по возможности; заменяют обратными сочлененными фиксаторами и консолями с обратными фиксаторными стойками.
Рис. 3 Схемы, поясняющие работу сжатого (а) и растянутого (б) фиксаторов
По конструкции фиксаторы делят на жесткие, сочлененные, гибкие и обратные. Сочлененный фиксатор (рис. 4, а, б) состоит из основного 1 и дополнительного 2 стержней. Дополнительный стержень работает на растяжение. Его крепят к основному с помощью специальной стойки 3. Основной стержень подвешивают двумя струнами к несущему тросу на расстоянии 1,5--2 м. по обе стороны от консоли. При этом на контактный провод передается только нагрузка от веса, дополнительного стержня. На участках с двумя контактными проводами применяют фиксаторы для каждого контактного провода с дополнительными стержнями. Обратные фиксаторы устанавливают на прямых участках пути при плюсовых зигзагах и на опорах, располагаемых внутри кривых. При расположении опор на внешней стороне кривых малых радиусов применяют гибкие фиксаторы (рис. 4, в), которые состоят из изогнутого фиксатора 4 и проволоки 5 диаметром 5--6 мм, прикрепленной к изолятору 6 у опоры.
Рис. 4 Прямой сочлененный (а), обратный сочлененный (б) и гибкий (в) фиксаторы
На насыпях высотой более 10 м обратные фиксаторы цепных подвесок с одним контактным проводом снабжают ограничителями подъема дополнительного стержня фиксатора.
Для обеспечения надежной работы фиксаторов, в том числе и оборудованных жесткими распорками на участках, подверженных сильным ветровым воздействиям, и при одном контактном проводе в полукомпенсированных подвесках при беспровесном положении контактных проводов и в компенсированных подвесках должны соблюдаться минимально допустимые расстояния по вертикали от контактного провода до основного стержня фиксатора.
В обозначениях фиксаторов буквы и цифры указывают на его конструкцию, напряжение в контактной сети, для которого он предназначен, и геометрические размеры: Ф -- фиксатор, П -- пряной, О -- обратный, А -- анкеруемой ветви, Т -- троса анкеруемой ветви, Г -- гибкий, С -- воздушных стрелок, Р -- ромбовидных подвесок, И -- изолированных консолей, У -- усиленный; цифра 3 -- на напряжение 3 кВ (для линий постоянного тока), 25 -- на напряжение 25 кВ (для линий переменного тока); римские цифры I, II, III и т. д. -- характеризуют длину основного стержня фиксатора
Задача 3
Дано:
I1 (А) |
I2 (А) |
I3 (А) |
L 1 (км) |
L 2 (км) |
L 3 (км) |
L ( км) |
100 |
800 |
300 |
3 |
8 |
16 |
20 |
Решение
Чертим мгновенную схему (рис.2) и наносим на схеме исходные данные
При одностороннем питании контактной сети автомат "С" на посту секционирования отключен, получается два консольных участка длиной 11 км, каждый из которых получает питание от одной типовой подстанции (рис. 2 а, б)
Рис. 4
1. Определяем нагрузки питающих линий подстанции "А" и "В" имея ввиду, что нагрузка подстанции равна сумме нагрузок всех поездов
От подстанции "А" получает питание током два поезда (рис.2, а) тогда:
IА = I1 + I2 = 100 + 800 = 900 А
От подстанции "В" получает питание один поезд (рис.2, б) тогда
IВ = I3 = 300 А
2. Определяем потери напряжения на каждой из нагрузок
На первом консольном участке (получаем питание от подстанции "А")
ДU1 = (I1 + I2)-r0-L1 = (100 +800)-0,1-3 = 270 В
ДU2 = I1-r0-L1 + I2-r0-L2 = 100-0,1-3 + 800-0,1-8 = 670 В
На втором консольном участке подстанции "В"
ДU3 = I3-r0-(L - L3) = 300-0,1-(20 - 16) = 120 В
3. Определяем потери мощности на первом участке
ДР1 = I1-ДU1 + I2-ДU2 = 100-270 +800-670 = 563000 Вт = 563 кВт
На втором участке
ДР2 = I3-ДU3 = 300-120 = 36000 Вт = 36 кВт
На всем участке питания ДР = 563 + 36 = 599 кВт
При двухстороннем питании контактной сети автомат "С" на посту секционирования включен (рис.7)
Рис. 7
1. Определим токи питающей линии
Где ?1А - расстояние нагрузки до подстанции "А"
Проверка правильности расчетов
IА + IВ = I1 + I2 + I3 = 625 + 575 = 100 + 800 + 300 = 1200 А
2. Определим потери напряжения
ДU1 = IА-r0-L1 = 625-0,1-3 = 187,5 В
ДU2 = I1-r0-L1 +(IА - I1)-r0-L 2 =100-0,1-3 +(625 - 100)-0,1-8= 450 В
Или
ДU2 = I3-r0-(L - L з) + (IВ - I3)-r0-( L - L 2) =
= 300-0,1-(20 - 16) + (575 - 300)-0,1-(20 - 8) = 450 В
ДU3 = IВ-r0-(L - L 3) = 575-0,1-(20 - 16) = 230 В
Определяем потери мощности на всем участке питания
ДР = I1-ДU1 + I2-ДU2 + I3-ДU3 =
= 100-187,5 + 800-450 + 300-230 = 616500 Вт = 616,5 кВт
Далее результаты расчетов сводим в таблицу и сделать выводы о качестве одностороннего питания.
Схема питания |
Нагрузки питающих линий в А |
Потерн напряжения в сети до поездов в В |
Потерн мощности в сети в кВт | |||
I "А", А |
I "Б", А |
ДU1 В |
ДU2 в |
ДU3 В | ||
Односторонняя |
900 |
300 |
270 |
670 |
120 |
599 |
Двухсторонняя |
625 |
575 |
187,5 |
450 |
230 |
616,5 |
При одностороннем питании нагрузка на подстанцию "А" больше, потери напряжения на первом и втором участках больше, а на третьем участке меньше. Общие потери мощности при односторонней схеме питания меньше.
Электроснабжение железный сеть
Литература
- 1. Звездкин М. Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. М. Транспорт. 1985 2. Бондарев Н. А., Чекулаев В. Е. Контактная сеть. Москва. 2006 3. Электроснабжение подвижного состава. Методические указания. 2006
Похожие статьи
-
А) на 1 км развернутой длины контактной сети Б) на 1 км эксплуатационной длины дистанции В) на 1 пущенный поезд Г) на 1000 т-км брутто В качестве основы...
-
Пропускная и провозная способности являются линейными функциями уровня напряжения. В процессе движения по фидерным зонам напряжение на токоприемниках...
-
Системы электроснабжения вагонов Существующие системы электроснабжения пассажирских вагонов в зависимости от расположения источников электрической...
-
Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как...
-
Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава, систем электроснабжения и путевого хозяйства На электротранспортных предприятиях Украины...
-
А) выполнения объема работ, запланированного на определенный период Б) выполнения плана пропуска необходимого количества поездов В) выполнение задания по...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети. Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220 В. Поэтому для...
-
А) перевозочная работа в границах дистанции, в т-км брутто Б) количество электроэнергии, подлежащей переработке В) развернутая длина контактной сети Г)...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной сети Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
А) срока эксплуатации контактной сети Б) климатических условий В) категории дистанции электроснабжения Г) количества нетяговых потребителей Численность...
-
Датчик температуры наружного воздуха ДТНВ представляет собой термочувствительный элемент, выходное напряжение которого меняется пропорционально изменению...
-
Выбор схемы электроснабжения и напряжения питания осветительной установки Как показывают многолетний опыт эксплуатации и расчет, применение...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220В. Поэтому для питания...
-
Камера напольная малогабаритная КНМ-05 является устройством приема и преобразования в цифровой код уровня теплового сигнала от элементов железнодорожного...
-
Железные дороги РФ являются ведущим видом транспорта в стране. Они играют решающую роль в выполнении перевозок важнейших грузов, сырья, топлива. Огромная...
-
Моторный участок предназначен для проведения ремонта автомобильных двигателей. На участке выполняются: - проверка технического состояния блока цилиндров,...
-
Ужесточение условий работы масел в трансмиссиях, редукторах, за последние десятилетия привело к необходимости повышения противоизносных, противозадирных....
-
Выбор структурной схемы и назначение блоков состава структуры - ЖК-телевизоры
В состав телевизора 5СЦТ входят следующие функциональные узлы: кассета обработки сигналов КОС (А1); селектор каналов всеволновой СК-1В (А1.1); модуль...
-
Для бесперебойной эксплуатации вагонного парка и содержания его в исправном состоянии на железных дорогах России установлена четкая система технического...
-
Техническое обслуживание подвижного состава подразделяются: Ежедневное техническое обслуживание (ЕО); Первое техническое обслуживание (ТО-1); Второе...
-
Производственно-техническая база предприятия - Участок по ремонту подвижного состава
Для обеспечения работы организации ООО "Пассажирское АТП" в гараже используется различная спец. техника, легковые автомобили для перевозки начальства,...
-
Автосцепное оборудование вагона - Подвижной состав железных дорог
Ударно-тяговые приборы предназначены для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, удержания их на определенном расстоянии друг от друга,...
-
В сети подвижной связи GSM соты группируются в географические зоны (LA), которым присваивается свой идентификационный номер (LAC). Каждый VLR содержит...
-
Ходовые части вагона - Подвижной состав железных дорог
Колесные пары относятся к ходовым частям и являются одним из ответственных элементов вагона. Они предназначены для направления движения вагона по...
-
Поглощающие аппараты - Подвижной состав железных дорог
Поглощающий аппарат -- компонент автосцепного устройства, служащий для поглощения (демпфирования) основной части энергии удара, а также для снижения...
-
По данным исследований, примерно 60% всего прироста производительности труда во всех областях народного хозяйства обеспечивается за счет внедрения новой...
-
В состав постового оборудования входят: перегонная стойка, блок термодатчиков, ЩВИ, щитки подключения основного и резервного питания. Оборудование за...
-
На основании рассчитанных выше коэффициентов становится возможным распределить затраты энергии отдельно по трамваю и троллейбусу. Для этого воспользуемся...
-
Состав азимутального привода, Состав угломестного привода - Оптическая система наведения
В состав азимутального привода входят: 1. Электроагрегат ДПМ600-15-Д4433 (высокомоментный двигатель, концевые выключатели, вращающийся трансформатор,...
-
Диспетчерское руководство - Технико-эксплуатационные показатели подвижных составов
Диспетчерское руководство движением автобусов является завершающим этапом всей эксклюзивной деятельности пассажирского автомобильного транспорта....
-
Сменная программа расчет по общей для всех видов воздействий формуле: , обслуживаний ; (1.24) Где: - число смен. Принимается в соответствии с выбором...
-
Ni= ТГi Ч КН ? ДГР Ч tСМ Ч ССМ Ч Р Ч КИ (5.0) Ni=7428Ч1,10/305Ч8Ч2Ч1Ч0,92=1,8 Резервное количество постов зоны ТР определяется по формуле: NРЕЗ = (КИ...
Электроснабжение электроподвижного состава