Электропитание на Железнодорожном транспорте

Для обеспечения необходимого запаса мощности для электрообогрева стрелочных электроприводов выбираем стрелочную панель типа ПСТН-ЭЦК2

 

2.1.6. Расчет мощности рельсовых  цепей и преобразовательных панелей  ПП25-ЭЦК.

 

Определим мощности, потребляемые путевыми трансформаторами рельсовой  цепи , и местными элементами путевых реле:

;                                         (К-36)

где S_птс и S_мэс — полные мощности путевых трансформаторов и местных элементов в расчете на одну стрелку;

ВА;

ВА;

.

Определим требуемое количество путевых и местных преобразователей:

;                                        (К-37)

где S_ппэ и S_мпэ - расчетные мощности путевого и местного преобразователей.

S_ппэ = 290 В А, S_мпэ = 300 В А

Исходя из того, что количество стрелок на участке больше 40 и  одна панель при электротяге переменного  тока может обслуживать 6 путевых  преобразователей и 2 местных, делаем вывод  о необходимости использования двух панелей ПП25-ЭЦК.

Определим фактическую загрузку преобразователя:

;                                               (К-38)

                                        .

Вывод: Рассчитана потребляемая мощность рельсовых цепей - S_пт = 1914 ВА, S_мэ = 300,85 ВА. Требуемое число преобразователей - 9, требуемое количество панелей ПП25-ЭЦК - 2.

 

2.1.7 Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК,  нагрузки на внешние сети переменного  тока и выбор ДГА.

 

Максимальная мощность одной  панели ПВ – ЭЦК составляет 80 кВА.

Мощность вводной панели определяется суммой следующих видами нагрузок: устройствами СЦБ, освещения и вентиляции, мастерских, маневровых постов.

Мощность нагрузок СЦБ определяется нагрузками панелей ПР – ЭЦК, ПВП – ЭЦК, ПСПН – ЭЦК и ПП25 – ЭЦК.

Создаваемая панелью ПР – ЭЦК нагрузка на ПВ – ЭЦК рассчитана в пункте 2.1.3 и составляет = 3889 ВА.

Нагрузка на ПВ – ЭЦК от панели ПВП – ЭЦК создается на время наиболее неблагоприятного периода ее работы в режиме восстановления емкости контрольной батареи 24 В. Определим активную составляющую этой нагрузки:

,         (К-39)

где U_ЗБ - напряжение батареи при форсированном заряде, U_ЗБ =31В ;

 h_вз - КПД выпрямительных (зарядных) устройств, h_вз =0,6;

Вт.

Реактивная составляющая этого вида нагрузок на станциях при числе стрелок до 100 принимается равной .

Полная мощность нагрузки от панели ПВП – ЭЦК:

.

Нагрузка на ПВ – ЭЦК от стрелочной панели ПСТН – ЭЦК2 определяется мощностью питания рабочих цепей стрелок при их переводе.

Мощность цепей перевода стрелок зависит от числа одновременно переводимых стрелок и с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ при числе стрелок до 60 равной – P_псп=2,1кВт, Q_псп=0,9. Поэтому нагрузка равна:

Нагрузка на панели ПВ –  ЭЦК от панели ПП25 – ЭЦК определяется количеством панелей, схемой их включения и родом тяги на участке.

Общая мощность панели S_ппч при противофазном включении ПЧ:

,       (К-41)

где S_пчс- расчетная мощность остальных путевых ПЧ, включенных синфазно;

     n_ппс – количество путевых преобразователей, включенных между собой синфазно;

     S_пчп - расчетная мощность противофазно включенных ПЧ.

Расчетная мощность противофазно включенных преобразователей панели определим  по формуле:

                                         (К-42)

где – расчетная мощность одной пары противофазно включенных

преобразователей.

n_2пч. – число пар противофазно включенных преобразователей.

, n_2пч=2.

.

Расчетная мощность одиночного преобразователя на частоте 50 Гц S_пчс = 675 ВА; n_ппс = 5.

 ВА.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

Таблица 3.– Расчетная таблица мощности вводной панели ПВ – ЭЦК

НАИМЕНОВАНИЕ НАГРУЗОК	Полная мощность отдельных  нагрузок, ВА
Панель ПР-ЭЦК Нагрузка панели	3889
Панель ПВП-ЭЦК Нагрузка в режиме восстановления батареи	1937
Панель ПСТН-ЭЦК2 Перевод стрелок Электрообогрев приводов (220 В)	2280
	1464
Панель ПП25-ЭЦК Нагрузка панели	4975
Итого СЦБ	14545
Резерв СЦБ - 10%	1454
Всего СЦБ с резервом	15999
Устройства связи	6828
Освещение: Гарантированное Негарантированное	6940 9260
Гарантированная вентиляция	2650
Негарантированная вентиляция и мастерские	17400
Маневровые посты
Всего на вводную панель	59077

 

Определим мощность нагрузок ДГА:

,                                     (К-44)

где S_ПВ - полная мощность нагрузки вводной панели;

S_НСН - полная мощность негарантированной силовой нагрузки;

S_НО - полная мощность негарантированного освещения;

ВА.

Исходя из полученного значения используем дизель-генераторный агрегат типа ДГА – 48 .

Определим расчетный ток в каждой фазе питающего  фидера:

,                                                (К-45)

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 В;

А.

Вывод: Мощность вводной панели ПВ-ЭЦК = 59077 ВА. Для селективности защиты устройств ЭПУ устанавливаем предохранители в цепях фидеров питания с плавкими вставками 100 А.

 

2.2 Схема фазирования питания  станционных рельсовых цепей.

 

Для нормальной работы фазочувствительных рельсовых цепей необходимо, чтобы путевые и местные преобразователи частоты были жестко сфазированы между собой.

Поскольку частота 25Гц в два раза меньше частоты питающей сети, то при  синфазном включении параметрических  делителей частоты в сеть переменного  тока фаза возбуждаемых в них колебаний  относительно частоты 50 Гц может с  одинаковой вероятностью принять значение 0° или 180°, т.е. сигналы, возникшие в путевых и местных преобразователях, с частотой 25Гц могут быть смешены друг относительно друга либо по фазе, либо в противофазе. Чтобы обеспечить жесткую фазировку путевых и местных ПЧ 50/25, все преобразователи, входящие в состав панели ПП25-ЭЦК, снабжены фазирующими устройствами ФУ, которые с помощью специальных реле контролируют фазу смещения сигналов ПЧ друг относительно друга.

На выходах преобразователей фазирующие устройства обеспечивают получение  напряжений частотой 25Гц, совпадающих  по фазе, если в сеть переменного  тока преобразователи включены синфазно, и напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 90°, если они включены в  сеть противофазно.

На участках с электротягой переменного тока используются фазочувствительные рельсовые цепи, рассчитанные на питание от сдвинутых друг относительно друга напряжений по фазе на 90°. Поэтому путевые и местные преобразователи на таких участках должны быть включены в сеть переменного тока противофазно.

Напряжения местных элементов  путевых реле являются опорными по отношению к напряжениям путевых  элементов.

Поэтому выходные напряжения местных преобразователей должны совпадать  между собой по фазе, для чего на каждой панели они включаются синфазно.

Первый местный преобразователь  на панели принимается в качестве ведущего, по отношению к которому фазируются все остальные местные  и путевые преобразователи.

Преобразователи частоты типа ПЧ 50/25 работают с использованием лишь одного полупериода переменного тока частотой  50Гц, второй полупериод запирается вентилем (полупроводниковым диодом). Поэтому по вторичной обмотке силового трансформатора, от которого питаются преобразователи, протекает постоянная составляющая выпрямленного тока, которая подмагничивает сердечник и вызывает дополнительные потери энергии.

Ток подмагничивания не превышает  допустимого значения (12А), если местные  и путевые преобразователи включены противофазно. При синфазном же включении  преобразователей для обеспечения  допустимого значения тока подмагничивания  необходимо настроить местные преобразователи  на работу лишь с четырьмя путевыми преобразователями. Два неиспользованных преобразователя работают в холостом режиме, включаются в сеть противофазно с местными преобразователями и  используются для уменьшения тока подмагничивания.

В случае установки на станции  двух панелей для уменьшения подмагничивания  сердечников преобразователей они  включаются противофазно.

Схема фазирования питания  станционных рельсовых цепей представлена на чертеже И9.085.01.04.03.Э2.

 

3 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

 

Электроустановки автоматики, телемеханики и связи должны удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать надёжность и бесперебойность питания аппаратуры связи с напряжением необходимой стабильности и допустимой пульсацией; строится на базе использования типового промышленного оборудования и быть экономичными в эксплуатации и строительстве; обладать достаточно высокими значениями КПД и cos j; быть максимально автоматизированными (необслуживаемыми или требовать минимального ухода). Последнее достигается за счёт автоматизации: управления переключением вводов электроснабжения, работы резервных электростанций, работы выпрямительно-аккумуляторных подстанций.

Выпрямительное и различное  распределительно-коммутационное оборудование в настоящее время выпускается одностороннего обслуживания. Поэтому в ряде случаев оно может устанавливаться непосредственно у стены или задними сторонами друг к другу в рядах. При этом расстояния между лицевыми сторонами щитового и шкафного оборудования должно быть не менее 1,5 м, между лицевой стороной одного ряда и задней стороной другого ряда - 1,2 м и между задними сторонами двух рядов - 0,05 м. Проход между торцом ряда с выпрямителями и стеной должен быть не менее 0,5 м. Рекомендуется также размещать ряды щитового и шкафного оборудования амфитеатром, обращённым лицевой стороной к окнам. Длинна щитового ряда не должна быть более 7 м. При длине ряда более 7 м необходимо устраивать между оборудованием проход шириной 0,8 м. Каждый из оборудованных таким образом рядов должен закрываться с боку перфорированной листовой сталью.

Настенное оборудование блочной  системы электропитания, требующее  ручного обслуживания, как правило, размещается на высоте 1,2-1,3 м от пола так, чтобы высота рукояток рубильников над полом была не более 1,75 м. Автоматическое настенное оборудование может устанавливаться на стене одно над другим. Измерительные приборы, вмонтированные в это оборудование, должны быть на высоте не менее 0,7 и не более 2,1 м от пола.

В целях обеспечения безопасности при работе и обслуживании устройств  электропитания предусмотрены такие  формы обучения работников, как: вводный, первичный, периодический и внеочередной инструктаж; стажировка и подготовка непосредственно на производстве; первичная и периодическая проверка знаний и периодические занятия по охране труда.

Вводный инструктаж проводят с лицами, вновь поступающими на работу (за исключением работников, переводимых на другую должность внутри станции), в период оформления (обучения, практики), до издания приказа о назначении, с целью ознакомления с общими положениями по охране труда, условиями работы и правилами внутреннего распорядка.

Первичный инструктаж на рабочем месте  проводят с вновь принимаемыми на работу лицами и при переводе с одной должности на другую с целью ознакомления их с конкретной производственной обстановкой на данном рабочем месте и безопасным приёмам труда.Периодические занятия по охране труда проводят с целью изучения вопросов техники безопасности и производственной санитарии в связи с внедрением новой техники и технологий, введением новых правил, инструкций, а также повторного изучения вопросов охраны труда. Изучение вопросов охраны труда входит в общую систему технической учёбы на станции по общему плану.Периодический инструктаж на рабочем месте, проводят с работающими с целью разъяснения мер безопасности при выполнении работ и ознакомления с приказами и указаниями по охране труда. Периодический инструктаж проводится в рабочее время по мере необходимости (изменение условий труда, особые требования в связи с изменением метеорологических условий и т.п.), но не реже одного раза в квартал.

Внеочередной инструктаж проводят в связи с имевшими место производственной травмой или нарушением требования техники безопасности, которое могло бы привести к несчастному случаю. Внеочередной инструктаж проводят не позднее трёх дней после совершившегося нарушения. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе выполнения курсового проекта разработана электропитающая установка, которая предназначена для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойной подачи различных напряжений переменного тока, необходимых для нормальной работы устройств автоматики и связи.