1. Задание на выполнение контрольной работы и исходные данные
токораспределение электроэнергия межподстанционной мощность
Тип контактной подвески: ПБСМ95+2МФ100+А185,
Мощность преобразовательного агрегата тяговых подстанций, МВА: 12,5,
Мощность к.з. на шинах распределительного устройства, к которым подключен тяговый трансформатор: 170МВА,
Длительный допустимый ток для данного типа контактной подвески, А: 1690,
Удельное сопротивление однопутного участка, Ом/км: 0,064,
Удельное сопротивление двухпутного участка с раздельным и узловым питанием, Ом/км: 0,060,
Удельное сопротивление двухпутного участка с параллельным питанием, Ом/км: 0,032,
Целью контрольной работы является:
1.1. Построение эпюр токораспределения тяговой нагрузки.
1.2. Расчет потери напряжения, мощности и энергии на фидерной зоне при двухстороннем питании от подстанций А и В.
Рисунок 1. «Фрагмент графика движения поездов и кривые поездного тока»
2. Расчетная часть
токораспределение электроэнергия межподстанционный мощность
2.1 Расчёт токораспределения нагрузок на мгновенной схеме и построение эпюр токов
На графике движения поездов выберем 6 сечений с интервалом 1 минута и для каждого из сечений построим мгновенную схему и произведём расчёт токораспределения нагрузок для тяговых подстанций А и Б.
Рисунок 2. «Выбор сечений на графике движения поездов».
Расчёт токораспределения нагрузок производится по формулам:
(1)
(2)
где:
- длинна межподстанционной зоны равное 20 км;
- расстояние от нагрузки до расчётной тяговой подстанции, км;
- ток нагрузки, А;
- количество нагрузок на мгновенной схеме.
Произведём расчёт для пятого сечения при этом нулевые нагрузки не учитываем:
Рисунок 3. «Мгновенная схема для пятого сечения».
Произведём проверку по следующей формуле:
(3)
Если расчёт правильный то сумма токов тяговых подстанций должна быть равной сумме токов всех нагрузок:
Значения токов сходятся, значит расчёт верный.
Построим эпюру токов и расчёт токораспределения на основе полученной мгновенной схемы приложения нагрузок.
Рисунок 4. «Эпюра токов для пятого сечения»
Расчет токов короткого замыкания в электрических сетях
... схему замещения для расчета тока трехфазного короткого замыкания в точке К-2. Рисунок 9 - Схема замещения для расчетов тока трехфазного КЗ ... приведенное к базовому напряжению x Т ВН = x 2 , Ом: где - напряжение короткого замыкания между выводами обмоток высокого ... суммарное результирующее индуктивное сопротивление 1-й ветви : Т. к. результирующее эквивалентное активное сопротивление 1-й ветви ...
Рисунок 5. «Расчёт токораспределения для пятого сечения»
Расчёты для остальных пяти сечений производятся аналогично.
Произведём расчёт для четвёртого сечения:
Рисунок 6. «Мгновенная схема для четвёртого сечения»
Произведём проверку:
Значения токов сходятся, расчёт верный.
Рисунок 7. «Эпюра токов для четвёртого сечения»
Рисунок 8. «Расчёт токораспределения для четвёртого сечения»
Произведём расчёт для третьего сечения:
Рисунок 9. «Мгновенная схема для третьего сечения»
Произведём проверку:
Значения токов сходятся, расчёт верный.
Рисунок 10. «Эпюра токов для третьего сечения»
Рисунок 11. «Расчёт токораспределения для третьего сечения»
Произведём расчёт для второго сечения:
Рисунок 12. «Мгновенная схема для второго сечения»
Произведём проверку:
Значения токов сходятся, расчёт верный.
Рисунок 13. «Эпюра токов для второго сечения»
Рисунок 14. «Расчёт токораспределения для второго сечения»
Произведём расчёт для первого сечения:
Рисунок 15. «Мгновенная схема для первого сечения»
Произведём проверку:
Значения токов сходятся, расчёт верный.
Рисунок 16. «Эпюра токов для первого сечения»
Рисунок 17. «Расчёт токораспределения для первого сечения»
Произведём расчёт для нулевого сечения:
Рисунок 18. «Мгновенная схема для нулевого сечения»
Значения токов сходятся, значит расчёт верный.
Рисунок 19. «Эпюра токов для нулевого сечения»
Рисунок 20. «Расчёт токораспределения для нулевого сечения»
Как известно, ток в контактной сети имеет максимальное значение вблизи тяговой подстанции. Тогда исходя из условия параллельного соединения контактной подвески смежных путей произведём сравнение половины максимального тока тяговой подстанции А с допустимым значением для данного типа контактной подвески (2260 А для М120+2МФ100+А185):
- (2740/2)<2260
1370<2260
2.2 Расчёт потерь напряжения и построение графиков уровней напряжения
Далее произведём расчёт потерь напряжения при следующих значениях мощностей:
Определим внутреннее сопротивление тяговых подстанций:
где U 0 — напряжение холостого хода на шинах выпрямленного тока, 3300 В,
I ном — номинальный ток одного выпрямительного агрегата, 3000 А,
u k — напряжение к.з. трансформаторов преобразовательного агрегата, 8%
n — число выпрямительных агрегатов на тяговой подстанции (принять равным 2),
S ном — номинальная мощность первичной обмотки трансформатора одного преобразовательного агрегата 16 МВА,
S к.з. — мощность короткого замыкания на шинах, от которых получают питание преобразовательные агрегаты 160 МВА.
Находим потери напряжения на внутреннем сопротивлении тяговых подстанций для каждого из сечений по формуле:
где I Ф — ток тяговой подстанции, А,
с — внутреннее сопротивление тяговой подстанции, Ом.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №5:
Расчет освещения кузнечно-прессового цеха
... расчётного и номинального световых потоков лампы: что находится в допустимых пределах Рисунок 1.5 - План расположения светильников Производим расчет освещения помещения инструментального склада Разряд зрительной работы ... характеристикой, определяющей светотехническую эффективность ... освещение элементов транспортной инфраструктуры (терминалы, склады и т.п.) Технические характеристики: Напряжение, ...
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №5:
Рассчитаем потери напряжения и построим график уровня напряжения в контактной сети на токоприёмнике электровозов:
где I j — ток на участке мгновенной схемы, А,
r =0,024 Ом/км — удельное сопротивление контактной сети,
- длина участка мгновенной схемы, км.
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №5 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
2) На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — четвёртая нагрузка
В
5) На участке: четвёртая нагрузка — пятая нагрузка
В
6) На участке: пятая нагрузка — шестая нагрузка
В
7) На участке: шестая нагрузка — ТП «В»
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 21. График уровня напряжения в контактной сети для пятого сечения
Сравним минимальный уровень напряжения в контактной сети с допустимым значением 2700, минимальный уровень напряжения в контактной сети не должен быть менее этого значения.
2850>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
Аналогично произведём расчёты для остальных пяти сечений.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №4:
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №4:
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №4 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — ТП «В»
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 22. График уровня напряжения в контактной сети для четвёртого сечения
2906>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №3:
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №3:
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №3 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
2) На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — четвёртая нагрузка
В
5) На участке: четвёртая нагрузка — пятая нагрузка
В
6) На участке: пятая нагрузка — ТП «В»
Реферат воздушные стрелки контактной сети
... сверхпроводимости. На воздушных линиях электропередач необходимо применять современные средства обслуживания. Питание и секционирование контактной сети Контактная сеть (к.с.) электрифицированного участка для ... воздушные стрелки, и все места, где контактный провод должен изменить своё направление. На одиночных воздушных стрелках наилучше расположение контактных проводов, образующих стрелку. ...
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 23. График уровня напряжения в контактной сети для третьего сечения
2929>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №2:
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №2:
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №2 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
2) На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — четвёртая нагрузка
В
5) На участке: четвёртая нагрузка — пятая нагрузка
В
6) На участке: пятая нагрузка — ТП «В»
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 24. График уровня напряжения в контактной сети для второго сечения
2864,5>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №1:
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №1:
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №1 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
2) На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — четвёртая нагрузка
В
5) На участке: четвёртая нагрузка — ТП «В»
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 25. График уровня напряжения в контактной сети для первого сечения
3044.97>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
Потеря напряжения тяговой подстанции «А» для мгновенной схемы расчётного сечения №0:
Потеря напряжения тяговой подстанции «В» для мгновенной схемы расчётного сечения №0:
Значения на участках мгновенной схемы для расчётного сечения №0 будут иметь значения:
1) На участке: ТП «А» — первая нагрузка
В
2) На участке: первая нагрузка — вторая нагрузка
В
3) На участке: вторая нагрузка — третья нагрузка
В
4) На участке: третья нагрузка — четвёртая нагрузка
В
5) На участке: четвёртая нагрузка — пятая нагрузка
В
6) На участке: пятая нагрузка — шестая нагрузка
В
6) На участке: шестая нагрузка — ТП «В»
В
По полученным данным строим график уровня напряжения в контактной сети:
Рис. 26. График уровня напряжения в контактной сети для нулевого сечения
2841,61>2700
Делаем вывод, что данный тип подвески соответствует для данных нагрузок на участке контактной сети.
2.3 Расчёт расхода и потерь мощности в элементах схемы, построение кривых изменения расчётных величин во времени
Электроснабжение электрифицируемого участка железной дороги
... нагрузке и необходимое качество электрической энергии (в первую очередь уровень напряжения), а также при обеспечении необходимого резерва. Целью данного курсового проекта является ознакомление с методами расчета систем электроснабжения участков железных дорог, ...
Произведём расчёт расхода и потерь мощности на фидерной зоне по формулам:
- где U — номинальное напряжение в контактной сети 3,3 кВ;
- где m — количество отрезков на мгновенной схеме.
Произведём расчёт расхода и потерь мощности на фидерной зоне для каждого из сечений:
P 5 =3.3•(600+800+600+1100+400+500)=13200 кВт,
кВт,
P 4 =3.3•(1800+1000+600)=11220 кВт,
кВт,
P 3 =3.3•(800+800+800+400+1000)=12540 кВт,
кВт,
P 2 =3.3•(800+600+700+1200+1000)=14190 кВт,
кВт,
P 1 =3.3•(800+600+800+800)=9900кВт,
кВт,
P 0 =3.3•(800+600+1200+600+400+1000)=15180 кВт,
кВт,
Построим характеристику расчётных величин во времени:
Рис. 27. Характеристика изменения расчётных величин во времени
2.4 Расчёт расхода и потерь электроэнергии за сутки работы рассматриваемой межподстанционной зоны
Произведём расчёт расхода и потери энергии на расчётной межподстанционной зоне:
где и — среднее значение мощности и потери мощности за расчетный период, кВт.
Р ср =(13200+11220+12540+14190+9900+15180)/6=12705 кВт,
ДР ср =(923,06+668,35+594,05+836,35+250,13+579,83)/6=641,96 кВт,
кВт•ч,
кВт•ч,
Тогда потери энергии за расчётные сутки составляет 5,05%.
Заключение
По результатам работы видно, что токовой нагрузки носят периодический характер, ввиду повторяемости графика движения поездов. Потери мощности зависят от тяговой нагрузки. Для уменьшения этого неблагоприятного явления возможно увеличение напряжения питания ЭПС. Для более равномерной загрузки системы электроснабжения необходимо применение рекуперативного торможения.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kontrolnaya/elektrosnabjenie-jeleznyih-dorog/
1. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. — М.: Транспорт, 1982. — 528 с.
2. Бесков Б.А. и др. Проектирование систем электроснабжения электрических железных дорог. — М.: Трансжелдориздат, 1963. — 471 с.
3. Справочник по электроснабжению железных дорог Т.1 / Под ред. К.Г. Марквардта. — М.: Транспорт, 1980. — 256 с.
