Электропитание на Железнодорожном транспорте

 

2. Расчет аккумуляторной батареи 24 В.

 

Расчет заключается в  определении емкости батареи и выборе типа аккумуляторов по рассчитанному индексному номеру.

Определим разрядный ток батареи в режиме основного резервирования:

,     (К-14)

где I_a - ток, потребляемый релейной аппаратурой ЭЦ в расчете на одну стрелку,

n_с - число стрелок на станции,

I_ЛС - ток, потребляемый контрольными лампочками повторителей входных светофоров в расчете на один подход,

n_вх - количество входных светофоров (равно числу подходов к станции),

I_ЛП - ток, потребляемый контрольными лампочками табло и панелях питания,

I_РП - ток, потребляемый приборами ЭПУ.

I_а =0,262 А, I_лс =0,175 А, I_пр=0,432 А, I_лп =0,175 А, I_п =12,8 А, n_с=55, n_вх=2.

 А

Расчетное время основного  режима резервирования t_po = 2 ч выбрано с учетом времени, необходимого для устранения возможной неисправности в ДГА.

Найдем разрядный ток в дополнительном режиме резервирования :

,         (К-15)

 А.

В условиях рассматриваемого  режима эксплуатации аккумуляторной батареи  фактическая разрядная емкость составит:

,       (К-16)

где t_рд - продолжительность дополнительного режима резервирования,

А*ч.

Приведем к номинальным условиям фактическое значение емкости, требуемой от аккумуляторов:

,      (К-16)

где - расчетная номинальная емкость батареи,

К_с - коэффициент снижения емкости от старения,

K_t - температурный коэффициент емкости,

t⁰- температура в аккумуляторном помещении,

r - коэффициент интенсивности разряда.

К_с=0,85, К_t=0,008, t⁰= +15⁰ С. Значение расчетного  коэффициента интенсивности разряда r определяем по режиму разряда батареи током I_бо как наиболее  неблагоприятном для батареи  (I_бо>I_бд).

В таком случае расчетная (возможная) длительность разряда батареи током основного режима  I_бо составит:

,          (К-17)

По полученному значению определяем коэффициент интенсивности разряда равный для 5-часового разряда аккумулятора типа СН.

 А×ч.

 

Определим индексный номер аккумулятора типа СН :

,           (К-18)

где - номинальная емкость аккумулятора типа СН с индексом 1.

~8.

Определим величину номинальной емкости  аккумуляторной батареи :

,А·ч;        (К-19)

А·ч.

Рассчитаем количество аккумуляторов в контрольной батарее:

;                                              (К-20)

где U_K – напряжение контрольной батареи в конце разряда,

    U_б – номинальное напряжение контрольной аккумуляторной батареи.

.

Вывод: В ходе произведенных расчетов найдена расчетная номинальная емкость батареи 300,4 А×ч. Выбран аккумулятор типа СН с индексным номером, равным 8, и номинальной емкостью, равной 320 А×ч.

 

3. Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК.

 

Суммарная мощность панели ПР-ЭЦК зависит от следующих видов  нагрузки:

1. Лампочки табло и питающих панелей.

Этой нагрузкой определяется мощность вторичной обмотки «а»  ТС1.

Нагрузка, создаваемая лампочками табло и питающих панелей, в среднем  на одну стрелку. Вт и вар .

Общая нагрузка будет равна:

         (К-21)

          

ВА.

ВА;

2 Светофоры.

Для более равномерного распределения  нагрузки светофоров на питающие устройства в панели ПР – ЭЦК предусмотрена возможность разделения светофоров на четыре группы, которые подключаются к обмоткам «а», «b» и «с» ТС2, а также к обмотке «с» ТС1.

Общую мощность нагрузки от всех светофоров станции определим  по формуле:

         (К-23)

где - полная мощность светофора,

      - количество светофоров на станции.

Р_св=25 Вт, Q_св=19 вар

          (К-23)

ВА.

=2260,8 ВА.

3. Маршрутные указатели.

Маршрутные указатели  на станции отсутствуют, поэтому  их исключаем из рассмотрения.

4. Контрольные цепи стрелок.

Для питания контрольных  цепей стрелок используется напряжение 220 В, получаемое от обмотки «b» ТС1.

Полная мощность цепей  контроля стрелок:

         (К-24)

где - мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку. Вт, вар.

ВА.

5. Стрелки местного управления.

Цепи передачи стрелок  на местное управление питаются от обмотки «b» ТС1.

Полная мощность устройств передачи стрелок на местное управление:

          (25)

где - мощность устройств передачи на местное управление одной стрелки.

         - число стрелок двойного управления.

ВА,

 ВА.

6. Дешифрирующие устройства автоблокировки.

Определим мощность дешифраторов автоблокировки, питаемых от обмотки «а» ТС2:

        (К-26)

где - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход.

       - количество подходов к станции,.

Вт, вар,

ВА.

7. Лампы пультов ограждения составов.

Питание ламп пультов ограждения составов осуществляется от обмотки  «а» ТС2.  На станциях,  число стрелок на которых не превышает 130,  мощность ламп пультов ограждения S_оп (непрерывного и импульсного питания) в целом на пост ЭЦ находится с учетом того, что Р_оп=90Вт, Q_оп =20 вар.

ВА.

8. Трансмиттерные реле и трансмиттеры.

Нагрузка S_тр, создаваемая трансмиттерными реле и кодовыми трансмиттерами на обмотку «b» ТС2, принимаем на пост ЭЦ равной 110 ВА.

9. Внепостовые цепи.

Мощность внепостовых цепей по переменному току 220В, питаемых от обмотки «а» ТС2 через панель ПВП – ЭЦК, определяем по данным расчета нагрузок ППВ – 1. Вт и вар.

ВА.

10. ЭПК пневмоочистки стрелок.

Питание ЭПК пневмоочистки стрелок от снега производится напряжением 220В от обмотки «а» ТС2 через панель ПВП-ЭЦК. Нагрузка от  очистки, учитывая одновременную  очистку двух стрелок в разных районах станции, может быть принята в целом на пост ЭЦ равной Р_эпк=26 Вт, Q_эпк =94 вар.

ВА.

11. Кодирующие трансформаторы 50 Гц.

Питание кодирующих трансформаторов 50 Гц производится от обмоток «а» и «b» ТС2.

Определим мощность кодирующих трансформаторов:

,         (К-27)

где - мощность одной рельсовой цепи при кодировании ее частотой 50Гц,

      - количество кодируемых рельсовых цепей.

Вт, Вар,

ВА.

Для равномерного распределения  нагрузки между трансформаторами ТС1 и ТС2, а также между вторичными обмотками «b» , «с» ТС1 и «а», «b», «с» ТС2 проделаем следующее:

– на обмотку «с» ТС1 подключим 23 светофора, на обмотки «а», «b», «с» ТС2 – 13, 15, 21соответственно,

– питание ЭПК пневмоочистки стрелок будем производить от обмотки «b» ТС1.

Все исходные данные и результаты расчетов сведем в таблицу 2.

Определим мощности нагрузок на ТС1 и ТС2:

 ВА.

 ВА.

Определим общую мощность нагрузок панели ПР-ЭЦК:

 ВА.

Вывод: Так как кВА, то в состав электропитающей установки будет входить одна панель ПР – ЭЦК. Мощность каждой обмотки трансформаторов ТС1 и ТС2 не превышает 1,5 кВА. Нагрузка между трансформаторами ТС1 и ТС2 р, а также между вторичными обмотками «b» , «с» ТС1 и «а», «b», «с» ТС2 распределена относительно равномерно.

 

 

Расчет и распределение  мощности нагрузок панели ПР-ЭЦК

Наименование нагрузок	Измеритель	Мощность единицы измерения		Количество единиц	Распределение нагрузок по вторичным  обмоткам трансформаторов ТС1 и ТС2
					ТС1									ТС2
					«а»			«b»			«с»			«а»			«b»			«с»
		PP, Вт	QQ, вар		pP	qQ	sS	pP	qQ	sS	pP	qQ	sS	pP	qQ	sS	P	Q	S	P	Q	S
Лампы табло и панелей	стрелка	6	0,9	55	330	49,5	333,85
Светофоры	светофор	25	19	72									722,2	325	247	707	375	285	660	525	339	659,4
Маршрутные указатели	станция	7	-					+	+	+
Контрольные цепи стрелок	стрелка	7,7	5,3	55				423,5	291,5	514								5
Стрелки местного управления	стрелка МУ	8	6	4				32	24	40
Дешифраторы автоблокировки	подход	16,6	16,8	2										33,2	33,6	47,2
Лампы пультов ограждения	станция	90	20	1										90	20	92,2
Трансмиттерные реле и трансмиттеры	пост ЭЦ	50	5	1													50	5	110
Внепостовые схемы ЭЦ	пост ЭЦ	80	9	1										80	9	80,5
ЭПК пневмоочистки стрелок	пост ЭЦ	26	94	1				26	94	97,5				+	+	+
Кодирующие трансформаторы 50 Гц	рц	11	38	4										22	76	79,1	22	76	79,1
Итого							333,85			652			722			707			660			659,4

 

 

 

2.1.4 Расчет нагрузкок выпрямителей ПВП-ЭЦК.

 

Максимальный ток, отдаваемый выпрямителями панели, составляет 50А, в том числе ВП1-З0 А, ПП-20 А.

Ток, потребляемый релейными схемами  ЭЦ, определим по формуле:

,         (К-29)

где I_ап - среднесуточный ток, потребляемый релейными схемами поста ЭЦ в нормальном режиме в расчете на одну стрелку.

 I_ап = 0,445А.

А.

Ток, потребляемый аккумуляторной батареей от выпрямительных устройств, зависит  от режима ее работ.

В режиме постоянного (непрерывного) подзаряда потребляемый ток составит:

,       (К-30)

А.

В режиме форсированного заряда зарядный ток батарей определяется по формуле:

,         (К-31)

где t_вв - время восстановления батареи;

      h_а - КПД аккумуляторов.

t_вв = 72 ч, h_а=0,8.

А.

Определим ток выпрямителей в режиме постоянного подзаряда:

,         (К-32)

А.

Определим ток выпрямителей в режиме форсированного заряда:

,          (К-33)

А.

Вывод: При сравнении тока выпрямителей в режиме постоянного подзаряда с 25 А видно, что I_вп = 25,2 А > 25 А, следовательно используется зарядное устройство ВП-1 и преобразователь-выпрямитель ПП. Так как I_вп = 25,2 А < 42 А, то используем одну панель ПВП-ЭЦК. 

В режиме форсированного заряда I_фз = 30,2 А < 50 А – ограничение тока не требуется.

 

2.1.5 Расчет стрелочной  панели.

 

Расчет стрелочной панели заключается в проверке соответствия тока, потребляемого стрелками при  их переводе, с допустимым током  панели

Определим максимальный пусковой ток, потребляемый от выпрямительной стрелочной панели:

,                                         (К-34)

где I_ЭП - ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перевода,

n_cо - количество одновременно переводимых стрелок,

Для рельсов типа Р-50 I_ЭП = 2 А.

=1+2 1=3

А.

Определим мощность цепей электрообогрева стрелочных электроприводов:

,                                        (К-35)

где S_эс – мощность цепи электрообогрева, приходящаяся на одну стрелку;

 ВА.

Вывод: Максимальный пусковой ток, потребляемый от выпрямителей I_{сп макс} = 6 А не превышает максимальный суммарный ток стрелочной панели, который раван 30А.