Устройства сигнализации, централизации, блокировки и связи общей сети железнодорожного транспорта и входящие в их комплекс другие потребители относятся к разным группам электроприёмников.

ВВЕДЕНИЕ

Задание

Для заданной станции, на которой производится реконструкция электрической централизации, требуется разработать электропитающую установку и рассчитать её основные элементы, включая, полупроводниковый преобразователь-выпрямитель.

Исходные данные выбираются в соответствии с учебным шифром по методичке [8].

 

Исходные данные

1. Род тяги поездов на участке железной дороги – электрическая переменного тока;

2. Условия внешнего энергоснабжения поста ЭЦ – два независимых источника электроэнергии государственных электросетей. Источники электроэнергии используются для питания народнохозяйственных потребителей, категория которых: 1 источник – 1 категории; 2 источник - 1 категории. Номинальное напряжение на вводах в пост ЭЦ составляет 380 В, его колебания находятся в пределах от 342 до 399 В. Отклонения частоты переменного тока не превышает ±1 Гц.

3. Данные, характеризующие станцию:

Расчётное число стрелок – 55;

Число стрелок передаваемых на местное управление – нет;

Число подходов к станции – 3;

Маршрутные указатели направления неудаленные – присутствуют;

Маршрутные указатели пути отправления поезда удаленные - присутствуют;

Климатическая зона – влажная;

Подходы (перегоны) к заданной станции – двухпутные, оборудованные числовой кодовой автоблокировкой 25 Гц при электрической тяге переменного тока;

Подверженность снежным заносам – есть.

Тип рельсов на станции – Р65, марки крестовин стрелочных переводов – 1/11;

Стрелочные электроприводы – постоянного тока типа СП–6 с электродвигателями МСП-0,25-160 В (сохраняются от прежней системы ЭЦ);

Тип проектируемых на станции рельсовых цепей – фазочувствительные 25 Гц с путевыми реле ДСШ, кодируемые по главным и безостановочного пропуска путям токами АЛС частотой 25 Гц;

На станции сооружается пост ЭЦ типа Сз-57.

 

Выбор и характеристика системы электропитания ЭЦ

 

В соответствии с ОСТ 32.14-80 [4], по которому все электроприёмники железнодорожного транспорта в отношении надёжности снабжения их электроэнергией разделены на три категории, устройства ЭЦ крупных станций (свыше 30 стрелок) отнесены к особой группе приёмников 1 категории. Приёмники этой группы должны обеспечиваться двойным резервированием электропитания, т.е. их электроснабжение должно осуществляться от трёх независимых источников электроэнергии.

Характер удовлетворения этого требования зависит от условий внешнего электроснабжения на данной станции. На станциях с числом стрелок более 30, как правило, имеется возможность обеспечить электроснабжение устройств ЭЦ по двум раздельным линиям от двух независимых источников внешних сетей переменного тока. В этом случае в качестве третьего независимого источника питания предусматривается установка автоматизированного дизель-генератора ДГА, и электропитание устройств ЭЦ осуществляется по безбатарейной системе.

Так, как используемые для устройств ЭЦ источники электроснабжения питают народнохозяйственные потребители 1-й и 2-й категорий, то дизель-генератор на посту ЭЦ должен автоматически включаться в работу лишь при исчезновении напряжении на обоих внешних источниках.

Безбатарейная система питания характеризуется питанием основных объектов централизации – светофоров, рельсовых цепей, стрелок – только переменным током 220В непосредственно от сети или через выпрямители (преобразователи частоты). Релейные схемы, осуществляющие зависимость при установке и размыкании маршрутов, также питаются через выпрямители, Однако поскольку некоторые реле этих схем чувствительны к кратковременным перерывам питания, то для их работы предусматривается контрольная батарея 24 В. Аккумуляторы этой батареи, выполняют также роль сглаживающего фильтра по подавлению пульсации выпрямленного напряжения.

 

Таблица распределения нагрузок на трансформаторы ТС панели ПР-ЭЦК

Наим. наг-рузки	Изме- ри- тель	Мощность Единицы Измерения	К О Л. Е Д. И З М.	Распределение нагрузок по вторичным обмоткам трансформатора
ТС1	ТС2
а	в	с	а	в	с
Р, Вт	Q, вар	S, ВА	P, Вт	Q, вар	S, ВА	P, Вт	Q, вар	S, ВА	P, Вт	Q, вар	S, ВА	P, Вт	Q, вар	S, ВА	P, Вт	Q, Вар	S, ВА	P, Вт	Q, Вар	S, ВА
Лампочки и табло	Стрелка		0.9	6.06			49,5	333,69
Светофор	Светоф.	20.9	6.86									376,2	123,5		376,2	123,5		376,2	123,5		376,2	123,5
Контр. цепи стр.	Стрелка	7.7	5.3	9.35					423,5	291,5	514,12
Дешифра-торы	Подход	16.6	16.8	23.6											49.8	50.4	70.8
Лампы пультов Ограждения	Пост ЭЦ			92.2													92.2
Трансмит. Реле и трансмит-теры	Пост ЭЦ
Внепосто-вые цепи	ППВ -1	162.5	91.4	186.4											162.5	91.4	186.4
Маршрут-ные указатели	Пост ЭЦ
ЭПК пневмооч. стр.	Пост ЭЦ			97,53													97,53
ИТОГО							49,5	333,69	823,5	291,5	914,12	376,2	123,5		704,5	379,3	842,93	764,2	189,5	995,5	376,2	123,5

Из таблицы следует, полная активная загрузка трансформаторов ТС1 и ТС2 составляет Рпр=Ртс1+Ртс2=3374,6Вт.

Полная реактивная нагрузка Qпр= Qтс1+ Qтс2 =1156,8 вар.

Из таблицы получаем: Sпр=

Из этого расчёта мы получили, что максимальная мощность нагрузки не превышает 9 кВ*А, поэтому будет достаточно установить одну панель ПР-ЭЦК.

 

 

Расчёт стрелочной панели

Стрелочные панели рассчитаны на максимальный суммарный ток обеих групп рабочих цепей стрелок 30 А. Расчёт стрелочной панели заключается в проверке соответствия тока с допустимым током панели.

В случае, когда на станции проектируется электрообогрев автопереключателей стрелочных приводов, дополнительным расчётом проверяется также мощность цепей обогрева. По этой мощности выбирается соответствующее исполнение панели.

Максимальный (пусковой) ток Iсп maх, потребляемый от выпрямителей панели ПСПН-ЭЦК, зависит от типа рельсов, марок крестовин стрелочных переводов, числа одновременно переводимых стрелок и может быть определён по формуле:

Iсп maх = iэп * nсо, где iэп – ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перевода (для переводов 1/11 при типе рельсов Р65 составляет 3.2 А);

nсо - количество одновременно переводимых стрелок данного типа (на станциях с числом стрелок до 60 составляет 4);

откуда Iсп maх = iэп * nсо = 3.2*4 = 12,8 А

Мощность цепей электрообогрева стрелочных приводов рассчитывается по следующему выражению, В*А; Sэ = Sэс*nс, где Sэ – мощность цепи электрообогрева, отнесённая на одну стрелку (Рэс = 45 Вт, Qэс = 22 вар), тогда Sэс = В*А, а Sэ = Sэс*nс = 50*55 = 2750 В*А.

Рассчитанной мощности соответствует панель ПСПН-ЭЦК2, т.к. номинальная мощность панели до 4,5 В*А, и ее мы установим в питающей установке. Схема панели ПСПН-ЭЦК2 приведена на рисунке 1 графической части.

 

Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК

Расчёт панелей ПП25-ЭЦК заключается в определении их количества, исходя из нагрузки, создаваемой рельсовыми цепями.

Учитывая особенности фазочувствительных рельсовых цепей, связанные с двумя цепями их питания, в панелях устанавливают местные и путевые преобразователи. Расчёт панелей поэтому производится как по нагрузке, создаваемой путевыми трансформаторами, так и по нагрузке местных элементов путевых реле.

Мощность путевых трансформаторов рельсовых цепей Sпт и местных элементов путевых реле Sмэ можно определить по следующим соотношениям:

Sпт = Sптс* nс = 34.8*55= 1914, Sмэ = Sмэс* nс= 5.47*55= 300,85, где Sпт, Sмэ – полные мощности соответственно путевых трансформаторов и местных элементов в расчёте на одну стрелку (составляющие при электротяге переменного тока Рптс = 31.5 Вт, Qптс = 14.8 вар, Рмэс = 2.8 Вт, Qмэс = 4.7 вар), откуда Sптс = 34.8 В*А,

Sмэс = 5.47 В*А, Sпт = 1914 В*А, Sмэ = 300,85 В*А

На основании полученных данных мощности рельсовых цепей рассчитываем требуемое число местных nмп и путевых nпп преобразователей:

nмп = Sмэ/Sпмэ, nпп = Sпт/Sппэ, где Sпмэ, Sппэ – соответственно, расчётные мощности путевого и местного преобразователей (составляющие: Sпмэ – 300 В*А, Sппэ – 290 В*А), и в итоге получаем nмп = Sмэ / Sпмэ = 300,85 / 300 = 1,003» 1,

nпп = Sпт / Sппэ = 1914/ 290 = 6,6» 7

На основании этих расчётов видно, что число путевых преобразователей составляет 7, поэтому будет недостаточно одной панели ПП25-ЭЦК, т.к. на одной панели только 6 путевых преобразователей, 2- местных преобразователя.

В заключение расчёта рассчитаем фактическую загрузку преобразователей:

Sфпм = Sмэ/ nмп = 300,85 / 1 = 300,85В*А,

Sфпп = Sпт/ nпп = 1914 / 7= 273,43В*А

Схема панели ПП25 - ЭЦК приведена на листе 1 графической части.

 

 

Выбор ДГА

Выбор типа ДГА производится по активной составляющей мощности Рдга. При расчёте нагрузки ДГА мощность потребителей негарантированного питания не учитывается. Sдга = Sпв - Sнсн - Sно, где Sнсн, Sно – соответственно полная мощность негарантированных освещения и силовой нагрузки.

Sдга = Sпв - Sнсн - Sно = 61559,618 – 9259 - 17400 = 34900,618 В*А = 34,9кВ*А

Активная, же составляющая Рдга = Рсн - Рнсн - Рно = 50518,965 – 8519,2 -13920 = 28079,765 Вт, т.е. 28,1 кВт.

ДГА выпускаются трех типов ДГА-12, ДГА-24 и ДГА-48 с номинальной мощностью 12, 24 и 48 кВт соответственно.

Для нашей питающей установки мы установим ДГА-48.

Список использованной литературы.

1. Тюрморезов В.Е. Источники электропитания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. 2-е изд. Москва: Транспорт. 1978г.

2. Дмитриев В.Р., Смирнова В.И. Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Справочник. Москва: Транспорт 1983г.

3. Михайлов А.Ф., Частоедов Л.А. Электроснабжение устройств автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта. Москва: Транспорт 1980г.

4. Отраслевой стандарт ОСТ-32.14-80. Электроприёмники предприятий железнодорожного транспорта. Категорийность в отношении обеспечения надёжности электроснабжения.

5. Типовые материалы для проектирования. Электропитание для устройств электрической централизации ЭЦ-10-88. ГТСС. 1988г.

6. Коган Д.А.. Эткин З.А. Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. Москва: Транспорт 1987г.

7. Ведомственные нормы технологического проектирования ВНТП/МПС-84. Электроснабжение устройств СЦБ и электросвязи. Ленинград: Транспорт 1986г.

8. Задание на курсовую работу «Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи». Москва. 1991г.

9. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Учебник для Вузов железнодорожного транспорта. В.В. Сапожников, Н.П. Ковалев, В.А. Кононов, А.М. Костроминов, Б.С. Сергеев. Под ред. проф. Вл.В. Сапожникова. – М.: Маршрут, 2005. – 453с.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Устройства сигнализации, централизации, блокировки и связи общей сети железнодорожного транспорта и входящие в их комплекс другие потребители относятся к разным группам электроприёмников.

К потребителям особой группы 1 категории относятся устройства электрической централизации участковых, узловых пассажирских и сортировочных станций с числом стрелок более 30; узлов связи и обслуживаемых усилительных пунктов дальней связи; центральных постов диспетчерской централизации.

К потребителям 1 категории относятся устройства: электрической централизации промежуточных станций с числом стрелок до 30; автоблокировки; светофорной сигнализации с ключевой зависимостью; связи при полуавтоматической блокировке; тоннельной и переездной сигнализации, технологической нагрузке постов обнаружения нагрева букс (ПОНАБ); обвальной сигнализации, сортировочных механизированных горок, включая компрессорные для замедлителей; наружного освещения вершин горок, путей надвига (в пределах 80 – 100 м от вершины горки) и зоны замедлителей; контрольных пунктов автоматической локомотивной сигнализации; контрольно-габаритные; электрообогрева контактов авто переключателей стрелочных электроприводов; пунктов списывания вагонов на сортировочных станциях с автоматической системой управления; стационарные поездной и станционной радиосвязи.

Необходимое минимальное освещение в зданиях (гарантированное освещение), обеспечивающее эксплуатацию устройств СЦБ и связи, и вентиляция электростанции и аккумуляторных относятся к 1 категории. Эти нагрузки должны резервироваться от дизель-генераторов (при их установке).

К электроприёмникам 2 категории относятся: компрессорные станции, предназначенные для пневматической очистки стрелок электрической централизации; воздуходувные станции пневматических почт и пункты списывания вагонов на сортировочных станциях, не имеющих автоматической системы управления; двусторонняя громкоговорящая парковая связь; наружное освещение сортировочных парков механизированных горок (за исключением зоны замедлителей, отнесённой к 1 категории).

К электроприемникам 3 категории относятся: освещение помещений необслуживаемых усилительных пунктов; внутреннее освещение и общая вентиляция всех служебно-технических зданий (устройств СЦБ, узлов связи и механизированных сортировочных горок); контрольно-испытательные пункты для оборудования СЦБ, мастерские, монтёрские пункты, сетевые районы, гаражи.

Требования к электроснабжению. Электроприёмники 1 категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания. Это время должно быть минимальным, но не более 1,3 секунды.

Для особой группы электроприёмников 1 категории должно предусматриваться дополнительное электроснабжение от третьего независимого источника. В качестве такого источника используются автоматизированные дизель-генераторы или аккумуляторные батареи.

Электроприёмники 2 категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. Допускается питание электроприёмников по одной воздушной или кабельной линии. Кабельная линия или кабельные вставки в воздушной линии должны быть выполнены двумя кабелями, каждый из которых выбирается по длительно допустимой нагрузке линии.

Для электроприёмников 2 категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания или повреждения воздушной или кабельной линии допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания или устранения повреждения действиями дежурного персонала или выездной бригады.

Для электроприёмников 3 категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены повреждённого элемента системы электроснабжения, не превышает одних суток.

Источниками для электроснабжения потребителей 1 и 2 категорий должны быть подстанции или линии передач, входящие в энергосистему, или электростанции. Электростанции должны иметь не менее двух агрегатов, каждый из которых по своей мощности может обеспечить все электрические активные и реактивные нагрузки от устройств СЦБ и связи и других электроприёмников 1 и 2 категорий, работающих с ними в комплексе.

Источник электроэнергии пригоден для питания устройств СЦБ и связи, если к нему подсоединены потребители 1 и 2 категорий.

При отсутствии для питания устройств СЦБ и связи двух независимых источников, от которых осуществляется питание электроприёмников 1 и 2 категорий, бесперебойность питания устройств обеспечивается дизель-генераторной установкой, а в некоторых случаях (при сравнительно небольших мощностях) от аккумуляторных батарей непосредственно или через соответствующие преобразователи. От аккумуляторных батарей в зданиях СЦБ и связи предусматривается аварийное эвакуационное освещение. Для батарейных систем электрической и диспетчерской централизации аварийное освещение должно обеспечивать возможность эксплуатации устройств.

Все нагрузки устройств СЦБ, железнодорожной связи и механизированных сортировочных горок должны присоединяться к источникам питания раздельными питающими линиями.

Для резервирования питания переменным током при отключении внешних источником электроснабжения на постах электрической и диспетчерской централизации, в узлах связи в необходимых случаях устанавливают автоматизированные дизель-генераторы второй степени автоматизации мощностью 16, 24, 48 кВт (ДГА-16 А3, 24М и 48М) со щитом автоматического пуска типа ЩДГА – Б или электростанции Э-8Р мощностью 8 кВт.

Задание

Для заданной станции, на которой производится реконструкция электрической централизации, требуется разработать электропитающую установку и рассчитать её основные элементы, включая, полупроводниковый преобразователь-выпрямитель.

Исходные данные выбираются в соответствии с учебным шифром по методичке [8].

 

Исходные данные

1. Род тяги поездов на участке железной дороги – электрическая переменного тока;

2. Условия внешнего энергоснабжения поста ЭЦ – два независимых источника электроэнергии государственных электросетей. Источники электроэнергии используются для питания народнохозяйственных потребителей, категория которых: 1 источник – 1 категории; 2 источник - 1 категории. Номинальное напряжение на вводах в пост ЭЦ составляет 380 В, его колебания находятся в пределах от 342 до 399 В. Отклонения частоты переменного тока не превышает ±1 Гц.

3. Данные, характеризующие станцию:

Расчётное число стрелок – 55;

Число стрелок передаваемых на местное управление – нет;

Число подходов к станции – 3;

Маршрутные указатели направления неудаленные – присутствуют;

Маршрутные указатели пути отправления поезда удаленные - присутствуют;

Климатическая зона – влажная;

Подходы (перегоны) к заданной станции – двухпутные, оборудованные числовой кодовой автоблокировкой 25 Гц при электрической тяге переменного тока;

Подверженность снежным заносам – есть.

Тип рельсов на станции – Р65, марки крестовин стрелочных переводов – 1/11;

Стрелочные электроприводы – постоянного тока типа СП–6 с электродвигателями МСП-0,25-160 В (сохраняются от прежней системы ЭЦ);

Тип проектируемых на станции рельсовых цепей – фазочувствительные 25 Гц с путевыми реле ДСШ, кодируемые по главным и безостановочного пропуска путям токами АЛС частотой 25 Гц;

На станции сооружается пост ЭЦ типа Сз-57.