Расчет курсового проекта

Задание на курсовой проект

Для участка магистральной дороги, электрифицируемой на однофазном токе промышленной частоты:

1. определить мощность одной тяговой подстанции, выбрать мощность и количество тяговых трансформаторов;
2. определить экономическое сечение проводов контактной сети одной фидерной зоны для раздельной работы путей и узловой схемы;
3. рассчитать годовые потери энергии в контактной сети для двух этих схем;
4. произвести проверку выбранного сечения проводов контактной сети по нагреванию;
5. произвести технико-экономический расчет по сравнению указанных выше схем питания;
6. 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;
7. рассчитать перегонную пропускную способность с учетом уровня напряжения.

Исходные данные

Схема участка с упрощенными тяговыми расчетами - № 7.

Расположение подстанций:

Подстанция № 1 – 0 км.

Подстанция № 2 – 36 км.

Подстанция № 3 – 82 км.

Тип дороги – магистральная.

Число путей – 2.

Тип рельсов – Р65.

Размеры движения:

Число пар поездов в сутки – 95.

Межпоездной интервал Т_пер – 8 мин.

Повышенная интенсивность движения Т_вос – 2,0 ч.

Номинальное напряжение на шинах подстанции U_ш = 27,5 кВ.

Мощность районных потребителей – 10 МВА.

Мощность короткого замыкания на вводах подстанции – 700 МВА.

Эквивалентная температура в весенне-летний период Q_охло = 25 ° С.

Температура в период повышенной интенсивности движения после окна Q_охлс = 30 ° С.

Длительность весенне-летнего периода nвл = 250 сут.

Расчет курсового проекта

1. Определение средних и эффективных токов поездов.

Для определения средних и эффективных фидерных токов от одного поезда в случае двустороннего питания надо, прежде всего, разложить заданную в тяговых расчетах кривую тока между фидерами соседних подстанций. По такой разложенной кривой поездного тока находят среднее значение фидерного тока от одного поезда и квадрат его эффективного значения.

Для этого кривую поездного тока разбивают на отрезки, в пределах которых ток изменяется не более чем на 40 – 60 А, после чего среднее значение поездного тока и среднее значение его квадрата находят по формулам:

,

где - среднее значение тока за рассматриваемый промежуток времени ;

t – время хода поезда по фидерной зоне.

1). Среднее значение поездного тока фидера № 2.

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 47,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 3 мин. I₁ = 0 A.; I₂ = 19 A.

T ₂ = 2 мин. I₁ = 19 A.; I₂ = 19 A.

T ₃ = 5 мин. I₁ = 19 A.; I₂ = 58 A.

T ₄ = 5,5 мин. I₁ = 58 A.; I₂ = 97 A.

T ₅ = 5.5 мин. I₁ = 97 A.; I₂ = 65 A.

T ₆ = 5.5 мин. I₁ = 65 A.; I₂ = 0 A.

T ₇ = 5 мин. I₁ = 86 A.; I₂ = 123 A.

T ₈ = 10,5 мин. I₁ = 123 A.; I₂ = 180 A.

T ₉ = 1,5 мин. I₁ = 180 A.; I₂ = 147 A.

T ₁₀ = 5 мин. I₁ = 147 A.; I₂ = 160 A.

= 93 А.

2). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 2.

= 6010 А².

Зная средние и эффективные значения поездного тока, отнесенного к фидеру, находят средние и эффективные токи фидера от всех нагрузок.

3). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

,

где Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

4). Средний ток фидера № 2 от всех нагрузок:

,

где N – число пар поездов в сутки, N = 95;

N ₀ – пропускная способность, пар поездов в сутки.

,

где Т _пер = 1440 – количество часов в сутках.

180

А.

5). Эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок:

92837,23 А².

Эквивалентный эффектный ток фазы вызывает при симметричной нагрузке те же потери, что и действительные несимметричные нагрузки. Такой эквивалентный ток находят не только для условий нормального графика движения, но и для периода восстановления нормального движения после окна при

тогда средний ток фидера № 2 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 2 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 2 от всех нагрузок

6). Среднее значение поездного тока фидера № 1.

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 41,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 2 мин. I₁ = 280 A.; I₂ = 246 A.

T ₂ = 2,5 мин. I₁ = 246 A.; I₂ = 214 A.

T ₃ = 5,5 мин. I₁ = 214 A.; I₂ = 180 A.

T ₄ = 5 мин. I₁ = 180 A.; I₂ = 147 A.

T ₅ = 2,5 мин. I₁ = 147 A.; I₂ = 134 A.

T ₆ = 10 мин. I₁ = 134 A.; I₂ = 93 A.

T ₇ = 3 мин. I₁ = 93 A.; I₂ = 60 A.

T ₈ = 5,5 мин. I₁ = 60 A.; I₂ = 0 A.

T ₉ = 5,5 мин. I₁ = 26 A.; I₂ = 0 A.

= 119 А.

7). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 1.

= 19663,4 А².

8). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

,

где Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

9). Средний ток фидера № 1 от всех нагрузок:

,

А.

10). Эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок:

А².

В период восстановления нормального движения после окна

тогда средний ток фидера №1 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера №1 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 1 от всех нагрузок

11). Среднее значение поездного тока фидера № 4.

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 60,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 6 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 147 A.

T ₂ = 5,5 мин. I₁ = 147 A.; I₂ = 0 A.

T ₃ = 5,5 мин. I₁ = 80 A.; I₂ = 130 A.

T ₄ = 10 мин. I₁ = 130 A.; I₂ = 106 A.

T ₅ = 4,5 мин. I₁ = 106 A.; I₂ = 125 A.

T ₆ = 11 мин. I₁ = 125 A.; I₂ = 80 A.

T ₇ = 2 мин. I₁ = 80 A.; I₂ = 45 A.

T ₈ = 12 мин. I₁ = 45 A.; I₂ = 13 A.

T ₉ = 1,5 мин. I₁ = 13 A.; I₂ = 13 A.

T ₁₀ = 2,5 мин. I₁ = 13 A.; I₂ = 0 A.

= 84 А.

12). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 4.

= 9037 А².

13). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

,

где Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

14). Средний ток фидера № 4 от всех нагрузок:

,

А.

15). Эффективный ток фидера № 4 от всех нагрузок:

А².

В период восстановления нормального движения после окна

тогда средний ток фидера № 4 от всех нагрузок

эффективный ток фидера №4 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 4 от всех нагрузок

эффективный ток фидера №4 от всех нагрузок

16). Среднее значение поездного тока фидера № 3.

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 56,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 14 мин. I₁ = 0 A.; I₂ = 53 A.

T ₂ = 4 мин. I₁ = 0 A.; I₂ = 53 A.

T ₃ = 3 мин. I₁ = 53 A.; I₂ = 46 A.

T ₄ = 10,5 мин. I₁ = 46 A.; I₂ = 67 A.

T ₅ = 2 мин. I₁ = 67 A.; I₂ = 111 A.

T ₆ = 7,5 мин. I₁ = 111 A.; I₂ = 132 A.

T ₇ = 1 мин. I₁ = 132 A.; I₂ = 173 A.

T ₈ = 1 мин. I₁ = 173 A.; I₂ = 220 A.

T ₉ = 6,5 мин. I₁ = 220 A.; I₂ = 247A.

T ₁₀ = 7 мин. I₁ = 247 A.; I₂ = 280 A.

= 108 А.

17). Определяем квадрат эффективного тока фидера № 3.

= 19482,4 А².

18). Наибольшее число поездов в фидерной зоне:

,

где Т_пер – заданный минимальный интервал между поездами.

19). Средний ток фидера № 3 от всех нагрузок:

,

А.

20). Эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок:

А².

В период восстановления нормального движения после окна

тогда средний ток фидера № 3 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средний ток фидера № 3 от всех нагрузок

эффективный ток фидера № 3 от всех нагрузок

Для расчета потерь энергии необходимо определить средние значения неразложенных поездных токов для фидерной зоны двустороннего питания между подстанциями №2 и №3.

21). Среднее значение поездного тока четного пути:

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 60,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 6 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 160 A.

T ₂ = 5,5 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 0 A.

T ₃ = 3 мин. I₁ = 93 A.; I₂ =1 40 A.

T ₄ = 2,5 мин. I₁ = 140 A.; I₂ = 180 A.

T ₅ = 10 мин. I₁ = 180 A.; I₂ = 180 A.

T ₆ = 4,5 мин. I₁ = 180 A.; I₂ = 240 A.

T ₇ = 11 мин. I₁ = 240 A.; I₂ = 240 A.

T ₈ = 1 мин. I₁ = 240 A.; I₂ = 200 A.

T ₉ = 1 мин. I₁ = 200 A.; I₂ = 160A.

T ₁₀ = 12 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 160 A.

T ₁₁ = 1 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 200 A.

T ₁₂ = 0,5 мин. I₁ = 200 A.; I₂ = 240 A.

T ₁₃ = 2,5 мин. I₁ = 240 A.; I₂ = 240 A.

= 177 А.

22). Среднее значение поездного тока нечетного пути:

,

где t – время хода поезда по фидерной зоне (определяется по графику движения поездов), t = 56,5 мин.;

По разложенной кривой тока определяем интервалы времени и токи для этих интервалов.

t ₁ = 6,5 мин. I₁ = 280 A.; I₂ = 234 A.

T ₂ = 7,5 мин. I₁ = 234 A.; I₂ = 180 A.

T ₃ = 4 мин. I₁ = 0 A.; I₂ =160 A.

T ₄ = 3 мин. I₁ = 160 A.; I₂ = 120 A.

T ₅ = 10,5 мин. I₁ = 120 A.; I₂ = 120 A.

T ₆ = 2 мин. I₁ = 120 A.; I₂ = 166 A.

T ₇ = 7,5 мин. I₁ = 166 A.; I₂ = 166 A.

T ₈ = 1 мин. I₁ = 166 A.; I₂ = 227 A.

T ₉ = 1 мин. I₁ = 227 A.; I₂ = 280A.

T ₁₀ = 13,5 мин. I₁ = 280 A.; I₂ = 280 A.

= 194 А.

После определения средних нагрузок фидеров подстанции по разложенной кривой поездного тока определяют нагрузки плеч.

23.) Средние токи плеч:

24.) Квадраты эффективных токов плеч:

Эквивалентный эффектный ток фазы вызывает при симметричной нагрузке те же потери, что и действительные несимметричные нагрузки. Такой эквивалентный ток находят не только для условий нормального графика движения, но и для периода восстановления нормального движения после окна при

тогда средние токи плеч

квадраты эффективных токов плеч

Для проверки температуры обмотки необходимо найти эффективный ток обмотки при максимальных размерах движениях, при

тогда средние токи плеч

квадраты эффективных токов плеч

Расчет тока обмоток «а» и «с» в предположении, что углы сдвига фаз средних нагрузок на обоих плечах равны:

При заданных размерах движения:

Эквивалентные по нагреву масла токи обмотки:

В период восстановления нормального движения после окна при

Эквивалентные по нагреву масла токи обмотки:

При максимальных размерах движения, когда

За ток принимают больший из токов обмоток, в нашем случае ток ,

Эквивалентные по нагреву масла токи обмотки: