Проектирование электропитающей установки поста ЭЦ крупных станций

Аккумуляторная батарея потребляет от выпрямительных устройств ток различных значений в зависимости от режима её работы . В буферном режиме (батарея находится в заряженном состоянии потребляемый ею ток подзаряда равен, А:=0,0015680=1,02AОбщий ток выпрямителей в нормальном режиме: Iнп = Iн + Iпз.При токе нагрузки больше 25А используются оба выпрямительных устройства ВП1 и ПП, включенные на общую нагрузкуПослеаварийный режим. При восстановлении напряжения источников переменного тока выпрямительные устройства ВП1 и ПП включаются в режиме стабилизации (ограничения) тока, обеспечивая питание нагрузок и форсированный заряд аккумуляторной батареи. 26 Включение выпрямителей в режиме стабилизации тока обуславливается необходимостью исключения большого скачка тока при подключении разряженной во время аварийного режима аккумуляторной батареи и срабатывании устройств защиты от перегрузки. Ток форсированного заряда батареи определяется емкостью аккумуляторов и длительностью заряда: В режиме форсированного заряда (батарея находится в разряженном состоянии) зарядный ток батареи, А, выражается соотношением:где = 72 ч - максимальное время восстановления (заряда) батареи, = 0,8 - КПД аккумуляторов.В режиме форсированного заряда батареи ток выпрямителей будет равен: Активная составляющая мощности этой нагрузки рассчитывается по формуле: Pпвп =(Iфз · U зб) в, где Uзб – напряжение батареи в конце форсированного заряда (составляет 31 В) [5]; в – КПД выпрямителей (равен 0,6). Реактивная составляющая мощности нагрузки Qпвп ориентировочно может быть принята равной 1180 вар на станциях с числом стрелок до 100 и 1400 вар – с числом стрелок больше 100.. По результатам выполненных расчетов, требуется установить одну панель ПВП-ЭЦК..7.РАСЧЕТ СТРЕЛОЧНОЙ ПАНЕЛИ ПСП-ЭЦКСтрелочные панели рассчитаны на максимальный суммарный ток обеих групп рабочих цепей стрелок 30 А. Расчет стрелочной панели заключается в проверке соответствия тока, потребляемого стрелками при их переводе, с допустимым током панели. В случае, когда на станции проектируется электрообогрев автопереключателей стрелочных приводов, дополнительно рассчитывается мощность цепей обогрева, и по этой мощности берется соответствующее исполнение панелей. Максимальный (пусковой) ток max, потребляемый от выпрямителей панели ПСПН-ЭЦК, зависит от типа рельсов, марок крестовин стрелочных переводов, количества одновременно переводимых стрелок и должен быть определен по формуле:где - ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перевода данного типа; - количество одновременно переводимых стрелок данного типа (принимаемое из расчета 50% стрелок, входящих в маршрут наибольшей длины).Значение на станциях с числом стрелок до 60 рекомендуется принимать = 4; с числом стрелок от 60 до 100 – = 6 и свыше 100 стрелок – = 8 . Расчетный ток электроприводов СП-6 на стрелочных переводах 1/11 при типе рельсов Р65 составляет = 3,2 А. По заданию число стрелок равно 120 тогда:Нагрузка на вводную панель ПВ-ЭЦК от ПСП-ЭЦК (Sпсп) определяется суммарной мощностью, потребляемой рабочими цепями стрелок при их переводе и мощностью, необходимой для электрообогрева контактов стрелочных приводов: Sпсп = Sс + Sэ, где Sс – мощность цепей перевода стрелок с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ на станциях до 60 стрелок – Pс = 2,1 кВт, Qс = 0,9 квар; от 60 до 100 стрелок включительно – Pс = 3,0 кВт, Qс= 0,9 квар; свыше 100 стрелок – Pс = 4,1 кВт, Qс = 0,8 квар [5]. Sэ – мощность цепей электрообогрева контактов стрелочных приводов.8.РАСЧЕТ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ ПП25-ЭЦКПри расчете панелей ПП25 необходимо определить их количество, составляется схема подключения к сети преобразователей внутри каждой панели и рассчитывается нагрузка панелей на сеть. Мощность путевых трансформаторов рельсовых цепей , ВА, и местных элементов путевых реле, ВА, можно определить по формулам:при электротяге переменного тока – = 31,5 Вт, = 14,8 ВАр, = 2,8 Вт, = 4,7 ВАр; На основе полученных величин мощности рельсовых цепей рассчитывается требуемое число местных и путевых преобразователей:Если результаты расчетов будут дробными, то они округляются вбольшую сторону до целого числа.,26где , - расчетные мощности соответственно путевого и местного преобразователей, составляющие: =300 ВA, =290 ВА некоторый запас мощности резервируется для увеличения нагрузки при понижении сопротивления балласта сверх нормы. Далее оценивается фактическая загрузка преобразователей: Нагрузка на вводную панель при автономной тяге и электротяге переменного тока. Местные и путевые преобразователи частоты в этом случае должны быть включены противофазно. Путевые – синфазно друг к другу. Предварительно определяют фактическую мощность загрузки Sф для пары противофазно включенных преобразователей, местного и путевого:Общая нагрузка на вводную панель от всех противофазно включенных пар пропорциональна числу этих пар:Нагрузка от каждого путевого преобразователя частоты определяется по графикам для одиночного преобразователя частоты – 1ПЧ , исходя из его фактической загрузки – Sфпп. Общая нагрузка от всех оставшихся синфазно включенных путевых преобразователей определяется из соотношения:Полная нагрузка от панелей ПП25-ЭЦК на вводную панель:9.РАСЧЕТ ВВОДНОЙ ПАНЕЛИ ПВ-ЭЦК И НАГРУЗКИ НА ВНЕШНИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА.Целью расчета вводной панели является проверка загрузки ее по мощности, определение необходимого числа панелей и расчет номинальных токов плавких вставок в фидерах, которые должны быть указаны в заказной документации. Мощность загрузки вводной панели определяется суммой отдельных видов нагрузок: устройств СЦБ, связи, освещения, вентиляции, мастерских и др. Мощность нагрузок СЦБ определяется нагрузками панелей ПР-ЭЦК, ПВП-ЭЦК, ПСПНЭЦК и ПП25-ЭЦК. Мощность, необходимая для питания маневровых постов в среднем составляет Sм = 9 кВА при сosφм = 0,8. Результаты расчетов мощностей отдельных видов нагрузок следует представить в виде сводной таблицыРасчетная таблица мощности вводной панелиПВ1М-ЭЦК таблица 5Тип панелиМощность отдельных нагрузокАктивнаяР, ВтРеактивная Q, ВАрПолная S. ВАПанельПР-ЭЦК666527927626ПанельПВП-ЭЦК219014002599ПанельПСПН-ЭЦК41008004177ПанелиПП25-ЭЦК474061007725Итого СЦБ176951109222127Резерв СЦБ – 10%176911092213Всего СЦБ с резервом194641220124340Устройства связи554248577369Освещениегарантированное599834106520Освещениенегарантированное11840504512870Силовая нагрузка гарантированная184013822300Силовая нагрузка негарантированная145041088518130Всего на вводную панельПВ1М-ЭЦК591883778071529 Мощность вводной панели определяет собой нагрузку, создаваемую постом ЭЦ на внешние сети электроснабжения. Расчет плавких вставок будет производиться по наиболее загруженной фазе системы электропитания. Если предположить равномерность загрузки фаз, то расчетный ток IФ в каждой фазе при фазном напряжении UФ (220 В) будет равен:По полученному значению тока IФ берется ближайшая (в большую сторону) типовая плавкая вставка. Вставку выбираем номиналом 125А.В заключение расчета ЭПУ поста ЭЦ определяется cosпитающей установки: 10.РЕЗЕРВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ.В настоящее время для резервирования электроснабжения устройств автоматики и связи на ж. д. транспорте в качестве местных электростанций, обеспечивающих трехфазное (380/400В, 50 Гц) или однофазное (220/230В, 50 Гц) электропитание применяются дизельные агрегаты фирмы F.G. Wilson серии Perkins и Lister Powered GenSet (табл. 8). Технические данные ДГА фирмы F.G. Wilson Таблица 6Серия Perkins380 В, 50Гц, 3фМодельМощностьЧастота вращения об/минРасход топлива л/часРасход масла г/кВт*чОбъём топливного бака лГабаритные размеры Д*Ш*В ммМасса кгЦена,тыс.руб.кВАкВтP30E302415008.4От 0,25% до 1,25% от расхода топлива1451750*710*1354668279,5P50E5040150013.91762149*752*1393932346,2P707056150017.71762149*752*13931022406P100E10080150023.72302485*750*14351191550,4Серия Lister Powered Gen Sets380В, 50Гц, 3фL12.512.51015004.3~0.5% от расходатоплива441208*756*1185432183,7L20201615005.2441388*576*1185500234,3LH30302430007.81388*576*1185475203,7LH404032300010.91388*576*1185505229,9Обычно ДГА находятся в отдельном помещении, в подвале или на первом этаже здания поста ЭЦ или в отдельном небольшом одноэтажном здании не далеко от поста ЭЦ. Агрегат резервной электростанции крепится на прочном бетонном фундаменте, изолированном от стен здания. Выхлопная труба выводится за пределы здания. В состав установки входят: дизель и трехфазный генератор с устройствами автоматики, смонтированные на общей раме; панели управления, предназначенные для ручного запуска и остановки; аккумуляторные стартерные батареи и зарядный генератор; промышленный глушитель; силовой выходной выключатель; устройства сигнализации о неполадках и защиты; топливный бак и кабели для подключения аккумуляторных батарей.При отключении внешних источников переменного тока автоматически должен включиться ДГА и обеспечивать работу устройств СЦБ, связи и всех потребителей гарантированного питанияМощность нагрузки ДГА определяют по формуле: ВАВыбираем ДГА фирмы F.G. Wilson модели P50E.Степень загрузки ДГА определяется по формуле:Продолжительная недогрузка, как и перегрузка, может привести к выходу агрегата из строя. ДГА допускают перегрузки на 10% в течение 1 часа, кратковременные перегрузки в течение 2-5с до 20%. Активная составляющая длительной нагрузки агрегата должна быть в пределах 50-100% от номинальной мощности. Продолжительная недогрузка, как и перегрузка, может привести к выходу генератора из строя.Длительная активная нагрузка ДГА должна быть в пределах 50-100% от номинальной мощности. ДГА запускается автоматически при пропадании напряжения на фидерах питания. Через 25-30 с после отключения фидеров ДГА принимает нагрузку. При появлении напряжения в одном из фидеров ДГА автоматически отключается и останавливается. 11. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПИТАЮЩЕЙ УСТАНОВКИПриложенный файл Майкрософт Визио.12. СМЕТНО-ФИНАНСОВЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩЕЙ УСТАНОВКИТаблица 7Наименование оборудования и затратЕдиницаизмеренияКоличество единицСтоимость рублейединичнаяобщаяДГА фирмы F.G. Wilson модели P50E11аккумуляторная батарея 6 OPzS 600112ЩВП-7311ПВ-ЭЦК11ПР-ЭЦК11ПВП-ЭЦК11ПП-25ЭЦК13ПСП-ЭЦК11Итого :Список использованных источников 1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.Утверждены Приказом Минтранса России от 21 декабря 2010 г. N 286.2. Нормы технологического проектирования устройств автоматики ителемеханики на федеральном железнодорожном транспорте НТП СЦБ/МПС-99.СПб.: 1999.3. Отраслевой стандарт ОСТ 32.14-80. Электроприемники предприятийжелезнодорожного транспорта. Категорийность в отношении обеспечениянадежности электроснабжения.4. Тюрморезов, В.Е. Источники электропитания устройств железнодорожнойавтоматики, телемеханики и связи. В.Е. Тюрморезов. - М.: Транспорт, 1978. – 223 с.5. Дмитриев, В.Р. Электропитающие устройства железнодорожной автоматики,телемеханики и связи: Справочник. В.Р. Дмитриев, В.И. Смирнова. - М: Транспорт,1983. – 248 с.7. Типовые материалы для проектирования. Электропитание устройствэлектрической централизации ЭЦ-10-88. ГТСС. 1988.8. Багуц В.П. Электропитание устройств железнодорожной автоматики,телемеханики и связи. В.П. Багуц, Н.П. Ковалев, А.М. Костроминов. - М.:Транспорт, 1991. – 286 с.9. Ведомственные нормы технологического проектирования ВНТП/МПС-84.Электроснабжение устройств СЦБ и электросвязи. Л.: Транспорт, 1986.10. Типовые материалы для проектирования. Электропитание устройствэлектрической централизации ЭЦ-10-2010. Альбом №1. НИИАС-19.01.00-ЭЦ10-2010. М.: ОАО «Российские железные дороги», 2010. – 20 с.11. Коган Д. А, Молдавский М.М. Аппаратура электропитанияжелезнодорожной автоматики. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. – 438 с.: ил.