Реферат

ВВЕДЕНИЕ..............................................................…………………………......5

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ............................…………………........ 8

1.1 Характеристика технической оснащенности станции………………........8

1.2 Выбор системы электропитания станционных устройств. Структурно-функциональный состав ЭПУ поста ЭЦ.………………………………….........8

2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.....................................………………….…............13

2.1 Расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ...............…………………........13

2.1.1 Расчет преобразователя ППВ-1 (полупроводниковый преобразователь выпрямитель)....................…………………………………………………........ 13

2.1.2 Расчет аккумуляторной батареи 24 В...........………………………..........17

2.1.3 Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК…………………...... 19

2.1.4 Расчет нагрузки выпрямителей ПВП-ЭЦК...…………………….............24

2.1.5 Расчет стрелочной панели..................……………………….....................25

2.1.6 Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК.....................………………………………………………….............26

2.1.7 Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного токаи выбор ДГА.....................………………………………….. 27

2.2 Схема фазирования питания станционных рельсовых цепей...................................................……………………………………………32

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ..……………..........35

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................…………………………38

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................……………… 39

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит: 39 страниц, 3 таблицы, 2 рисунка, 3 чертежа.

Приведены общие принципы организации электропитания устройств СЦБ и связи на железнодорожном транспорте, даны характеристики основных сис­тем электропитания. Произведен выбор систем электропитания для станцион­ных и перегонных устройств автоматики и телемеханики.

Разработана структурная схема электропитающей установки поста ЭЦ, выполнены расчеты основных элементов ЭПУ (прил. 1), разработана функцио­нальная схема электропитающей установки поста ЭЦ (прил. 2). Рассчитаны и выбраны устройства электропитания автоблокировки и автоматической пере­ездной сигнализации.

Разработаны мероприятия по охране труда при эксплуатации устройств электропитания.

ВВЕДЕНИЕ

Основными источниками электрической энергии, необходимой для рабо­ты любых электротехнических устройств, являются тепловые (ТЭС), гидро (ГЭС) и атомные (АЭС) электростанции объединенные в единую энергетиче­скую систему. Источниками электрической энергии могут являться химические источники тока, термогенераторы, солнечные и атомные батареи и другие уст­ройства. Все источники электроэнергии являются преобразователями различ­ных видов энергии в электрическую.

Для работы различных электротехнических устройств требуется электри­ческая энергия с определенными параметрами (напряжением, частотой, числом фаз) и определенными показателями качества (нестабильностью, амплитудной пульсации напряжения и другими). Источники электрической энергии согла­суются с приемниками различными преобразователями. Преобразователями электрической энергии являются устройства, преобразующие электрическую энергию с одним значением параметра или показателя качества в электриче­скую энергию с другим значением параметра или показателя качества. В зави­симости от назначения преобразователи подразделяются на выпрямители, ин­верторы, преобразователи частоты и числа фаз, стабилизаторы напряжения и тока.

Для уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных расходов аппа­ратуру связи на железнодорожном транспорте объединяют и помещают в спе­циально оборудованных помещениях. При организации первичной сети связи оборудование устанавливают в линейно-аппаратных цехах (ЛАЦах), а при ор­ганизации вторичных сетей связи — в помещениях телефонных и телеграфных станций. Все оборудование связи на крупных станциях и железнодорожных узлах размещается в отдельных служебно-технических зданиях, выполняемых по типовым проектам, называемых домами связи. Оборудование диспетчерской и электрической централизации также располагают в типовых зданиях постов ДЦ и ЭЦ. Электрическая энергия, необходимая для нормального функционирова­ния аппаратуры автоматики, телемеханики и связи и других устройств в домах связи и постах ЭЦ и ДЦ, обеспечивается электроустановками (ЭУ), которые содержат:

- устройства электроснабжения, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторных подстанций (ТП), обеспечивающих связь энерго­системой, преобразование и распределение напряжений переменного тока;

- собственные электростанции, осуществляющие резервное электроснаб­жение;

- сети электросилового оборудования и освещения, обеспечивающие электроэнергией системы вентиляции, отопления, оборудование мастерских и рабочее освещение производственных помещений;

- электропитающие установки (ЭПУ) предназначены для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойной подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормальной работы устройств автоматики и связи.

Электропитающие установки включают в себя: выпрямительные и преоб­разовательные устройства, аккумуляторные батареи, стабилизаторы напряже­ния и тока, токораспределительные сети (ТРС), а также устройства коммута­ции, защиты и сигнализации. Эти установки должны обеспечивать надежное питание аппаратуры автоматики и связи напряжением необходимой стабильно­сти с допустимой амплитудой пульсации, быть экономичными, обладать доста­точно высокими КПД и коэффициентом мощности, быть максимально автома­тизированными, допускать возможность развития предприятия без замены ос­новного силового оборудования.

Внедрение на транспорте автоматической блокировки, электрической и диспетчерской централизации, автоматических телефонных станций, многока­нальных систем передачи и других устройств, требовало применения более со­вершенных источников электропитания. Начинают применять установки с по­лупроводниковыми выпрямителями, используют буферные системы питания. В настоящее время уменьшают число аккумуляторных батарей, повышают роль дистанционного питания, внедряют полностью автоматические электропитающие установки.

Технико-экономические показатели повышаются за счет использования новейших электротехнических материалов, применение интегрально-гибридной технологии; высоковольтных полупроводниковых приборов; повы­шение частоты тока в преобразователях электроэнергии; разработка новых ме­тодов проектирования с использованием возможностей вычислительной техники.

Цель курсового проекта - разработка электропитающей установки: выбор системы электропитания станционных устройств, разработка структурно-функционального состава ЭПУ поста ЭЦ, расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ, разработка схемы фазирования питания станционных рельсовых цепей, разработка организации эксплуатации и безопасного обслуживания устройств электропитания.

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика технической оснащенности станции

Техническую оснащенность станции составляют: род тяги поездов – автономный; условия внешнего электроснабжения поста ЭЦ — электроснабжение осуществляется от двух независимых источников (основной источник питания - ЛЭП, резервный - ТЭЦ); тип поста ЭЦ - Сз-57; количество стрелок, вклю­ченных в централизацию - 67, переводимых на местное самоуправление - 2; наличие маршрутных указателей: направления (неудаленных) - да, пути отправления (удаленных) - да; число подходов к станции - 4; тип климатической зоны, в которой находится станция - сухая; тип устройств автома­тики, которыми оборудована заданная станция - БМРЦ; тип рельсовых цепей - фазочувствительные 25 Гц с путевыми реле типа ДСШ, кодируемые по главным и безостановочного пропуска путям токами АЛС частотой 50Гц; тип стрелочных электроприводов на станции - СП-6 с электродвигате­лями типа МСТ-0,25.

1.2 Выбор системы электропитания станционных устройств. Структурно-функциональный состав ЭПУ поста ЭЦ

Все устройства автоматики, телемеханики и связи и входящие в их ком­плекс другие потребители энергии (электроприемники) по надежности функ­ционирования и требованиям к электроснабжению подразделяются на три кате­гории.

К I категории относятся потребители, нарушение электроснабжения ко­торых может привести к возникновению аварийной ситуации или нарушить выполнение технологического процесса. Такими потребителями являются уст­ройства ЭЦ стрелок и сигналов на промежуточных станциях (с числом стрелок до 30), устройства АБ и АПС, устройства связи, поездной и станционной ра­диосвязи, сети гарантированного освещения, вентиляция и освещение аккуму­ляторных помещений и др.

Ряд устройств выделен в особую группу I категории: посты ЭЦ станций с числом стрелок более 30, дома связи, центральные посты ДЦ, радиорелейные станции, приемные и передающие центры KB радиосвязи.

К потребителям электроэнергии II категории относятся: устройства стан­ционной блокировки на малодеятельных линиях, пункты списывания вагонов на сортировочных станциях, аппаратура громкоговорящей связи (оповещения), аппаратура передачи данных.

К потребителям электроэнергии III категории относятся: освещение необ­служиваемых усилительных пунктов, сети общего освещения всех служебно-технических зданий, контрольно-испытательные пункты, электрооборудование мастерских, гаражей и других административных зданий.

К приемникам I категории электроэнергия должна подаваться от двух не­зависимых источников. Перерыв в электроснабжении может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания (АВР) - не более 1,3 [с].

К приемникам особой группы I категории электроэнергия должна подво­диться от трех независимых источников. Для некоторых потребителей (релей­ные схемы ЭЦ, электронные АТС и др.) перерыв в питании недопустим.

Электропитание приемников II категории должно осуществляться от двух независимых источников. Перерывы в питании допустимы только на время включения резервного источника или на время устранения повреждений.

Электропитание приемников III категории может осуществляться от од­ного источника, если перерывы в питании не превышают одних суток.

Электроснабжение потребителей I и II категорий должно осуществляться от подстанций или ЛЭП, входящих в централизованную энергосистему. ЛЭП разбиваются на отдельные участки - плечи питания длиной не более 50 [км], ко­торые обеспечиваются двусторонней подачей электроэнергии. Для резервиро­вания электроснабжения устройств СЦБ и связи в качестве местных электро­станций применяют автоматизированные дизель-генераторные установки (АД-ГА).

Для питания устройств ЭЦ на промежуточных станциях может быть при­менена батарейная система электропитания. В этом случае электроснабжение осуществляется от одного внешнего источника питания. В качестве второго ис­точника служит устанавливаемый на посту ЭЦ ДГА. А в качестве третьего ис­точника - аккумуляторная батарея напряжением 24[В], емкость которой увели­чивается и рассчитывается на резервное питание стрелочных электроприводов, контрольных цепей стрелок, ламп пригласительных огней станционных свето­форов через полупроводниковые (тиристорные) преобразователи. При числе стрелок 15 применяются две аккумуляторные батареи напряжением по 24[В] ка­ждая, причем одна из них используется как контрольная.

Устройства ЭЦ крупных станций (с числом стрелок более 30) относятся к потребителям особой группы 1 категории, поэтому они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и от местной элек­тростанции (АДГ А) с автозапуском при выключении обоих внешних источни­ков. В этом случае используется безбатарейная система электропитания, при которой питание основных объектов ЭЦ (светофоров, стрелок, рельсовых це­пей) осуществляется только переменным током 220[В] непосредственно от сети или через выпрямители (преобразователи частоты). Для исключения кратко­временных перерывов в работе устройств ЭЦ используется контрольная бата­рея напряжением 24[В].

Емкость контрольной батареи должна обеспечивать питание реле и ава­рийного освещения в течении 2 часов и резервное питание ламп красных огней входных светофоров в течение 12 часов. В настоящее время для резервирования питания ламп красных и пригласительных огней входных светофоров контрольная батарея не используется, а резервирование осуществляется от аккуму­ляторных батарей, устанавливаемых у входных светофоров.

При безбатарейной системе электропитания устройств ЭЦ в настоящее время используются щитовые электропитающие установки (ЭПУ), устанавли­ваемые на посту ЭЦ и комплектуемые типовыми панелями питания. Применя­ются панели серии ЭЦК следующих типов: ПВ-ЭЦК - вводная; ПР-ЭЦК - рас­пределительная; ПВП-ЭЦК - выпрямительно-преобразовательная; ПСТ-ЭЦК - стрелочная; ПП25-ЭЦК - преобразовательная рельсовых цепей.

Вводная панель ПВ-ЭЦК предназначена для ввода, контроля и начально­го распределения питания 380/220[В] по основным видам нагрузок: устройствам СЦБ, связи, маневровым постам, гарантированному и негарантированному ос­вещению и силовой нагрузке. Вводная панель обеспечивает: подключение двух фидеров от внешних источников и одного фидера от резервной электростан­ции; автоматическое переключение нагрузки с одного фидера на другой при исчезновении напряжения или снижение его ниже допустимого; автоматиче­ский запуск резервного ДГА при нарушении питания основных источников; оптическую и акустическую сигнализацию отсутствия напряжения в фидерах и перегорания предохранителей: подсчет числа отключений фидеров.

Распределительная панель ПР-ЭЦК служит распределения питания пере­менного тока по отдельным нагрузкам ЭЦ, изолирования нагрузок от заземлен­ной сети переменного тока, а также переключения светофоров, маршрутных указателей и табло на различные режимы питания.

Выпрямительно-преобразовательная панель ПВП-ЭЦК служит для вы­прямления трехфазного переменного тока в постоянный ток, автоматического заряда и содержания в буферном режиме аккумуляторной батареи 24[В], преоб­разования постоянного тока батареи в переменный ток с частотой 50[Гц] и на­пряжением 220[В] при отключении внешних сетей для гарантированного пита­ния определенных нагрузок ЭЦ по переменному току, а также для питания ап­паратуры постоянного тока напряжением 24 и 220[В].

Стрелочная панель ПСТ-ЭЦК предназначена для питания рабочих цепей стрелочных электроприводов трехфазным переменным током, а также электро­обогрева контактов автопереключателей стрелочных электроприводов. Стре­лочные панели выпускаются четырех модификаций: панели типа ПСТН-ЭЦК1 не рассчитаны на электрообогрев стрелочных электроприводов и применяются в районах с сухим климатом; панели типа ПСТН-ЭЦК2, ПСТН-ЭЦКЗ обеспе­чивают электрообогрев стрелочных электроприводов и рассчитаны на мощ­ность цепей обогрева соответственно 4,5 и 9[кВА]; панели типа ПСТР-ЭЦК вы­полнены с учетом резервирования электропитания цепей перевода стрелок от аккумуляторной батареи через преобразователь и применяются при батарейной системе питания.

Преобразовательная панель ПП25-ЭЦК предназначена для питания фазо-чувствительных рельсовых цепей с путевыми реле типа ДСШ переменным то­ком частотой 25[Гц]. Панель работает от сети однофазного переменного тока 220[В] и обеспечивает: преобразование переменного тока 50[Гц] в переменный ток 25[Гц], фазировку (сдвиг фаз) преобразователей частоты типа ПЧ50/25, распре­деление питания 25[Гц] по цепям местных элементов путевых реле ДСП и лучам путевых трансформаторов рельсовых цепей, контроль исправной работы фази­рующих устройств, автоматическое или ручное включение лучей питания рель­совых цепей, контроль перегорания предохранителей.

Щит включения питания типа ЩВП-73 устанавливается на посту ЭЦ в целях противопожарной безопасности и предназначен для быстрого и надежно­го одновременного отключения всех источников питания.

По заданию - станция относится к особой группе первой категории. Соответственно необходимо использование безбатарейной схемы питания. Струк­турная схема представлена на чертеже И9.085.08.54.01.Э2.

2.ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ

2.1.1 Расчет преобразователя ППВ-1 (полупроводниковый преобразова­тель выпрямитель). Смотреть таблицу 3 стр. 10 МУ.

При без батарейной системе питания МРЦ от полупроводникового преобразователя типа ППВ-1, установленного на панели ПВП-ЭЦК, получают питание в случае отключения всех источников переменного тока следующие нагрузки гарантированного переменного тока:

1) станционные блоки дешифраторов кодовой автоблокировки прилегающих к станции блок-участков;

2) схемы смены направления движения и контроля прилегающих перегонов (при организации двустороннего движения поездов);

3) схемы ДСН на станции;

4) схемы ограждения составов.

Произведем расчет мощности ППВ-1 с помощью таблицы 1.

На основании значений, полученных в таблице 1, произведем расчет мак­симальной (пиковой) мощности нагрузки ППВ-1 S_n, [В×А]:

; (1)

где Р_м = максимальная активная мощность нагрузок ППВ-1;

Q_M = максимальная реактивная мощность нагрузок ППВ-1.

[В×А].

Вывод: Исходя из полученного значения, настройка преобразователя произво­дится на номинальную мощность Р_ном = 600 [Вт].

Определим коэффициент мощности нагрузки:

; (2)

Так как cosj_M > 0,9, то допустимая мощность нагрузки может быть выше номинальной и определяется по формуле:

[Вт]; (3)

[Вт]

Средний коэффициент мощности нагрузок преобразователя определяется по формуле:

, (4)

.

Определим коэффициент загрузки преобразователя:

; (5)

где Р_н - суммарная активная средняя мощность;

Р_ном – номинальная мощность преобразователя с учетом его настройки на пиковую мощность нагрузки, приведены в таблице 1;

.

Определим общий КПД преобразователя по формуле:

; (6)

где - частное значение КПД с учетом значения соsj_Н,

- частное значение КПД с учетом К_н,;

Частные значения КПД h_j, h_H определяются по графику (см. прил.1 методических указаний стр. 32).

h_j =0,81; h_H =0,8

.

Вывод: С учетом полученных значений определим величину тока преобразовате­ля потребляемого им от аккумуляторной батареи в аварийном режиме:

, [А]; (7)

где U_б - номинальное напряжение аккумуляторной батареи, U_б = 24 [В];

[А].

2.1.2 Расчет аккумуляторной батареи 24 [В].

Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования определим по формуле:

, [А] (8)

раздел 4 стр.12 МУ.

где I_a - ток, потребляемый релейной аппаратурой электрической централизации в расчете на одну стрелку, I_а = 0,262 [А];

n_с - количество централизованных стрелок на станции, n_с= 67; по заданию.

I_ЛС - ток, потребляемый лампами повторителей входных светофоров в расчете на 1 подход, I_ЛС = 0,090 [А];

n_вх - количество подходов к станции, n_вх = 4;

I_ЛП - ток, потребляемый контрольными лампочками табло и панелей питания, I_ЛП = 0,175 [А];

I_РП - ток, потребляемый приборами электропитающих установок, I_РП = 0,432 [А];

[ А].

Расчетное время основного режима резервирования t_po = 2 [ч] выбрано с учетом времени, необходимого для устранения неисправности в ДГА. Если в течение этого времени неисправность не устранена, аккумуляторная батарея переводится на дополнительный режим резервирования, при этом отключа­ются релейные устройства поста электрической централизации.

Разрядный ток в дополнительном режиме резервирования определяется по формуле:

, [А]; (9)

, [А].

Для обеспечения данных значений токов фактическая разрядная емкость Q_ф составит:

, [A·ч]; (10)

где t_рд - продолжительность дополнительного режима резервирования, t_рд=10[ч];

,[А·ч].

Определим емкость аккумулятора, обеспечивающего фактическое значение разрядной емкости с учетом условий эксплуатации, по формуле:

,[А·ч]; (11)

где К_с - коэффициент снижения емкости от старения, К_с = 0,85;

K_t — температурный коэффициент емкости, K_t = 0,008;

t – температура в аккумуляторном помещении, t=15 [ °С];

р - коэффициент интенсивности разряда, [6,IV.41].

Значения расчетного коэффициента интенсивности разряда определяется исходя из расчета работы аккумуляторной батареи в режиме основного заряда, при этом длительность разряда определяется по формуле:

, [ч]; (12)

;

;

,[А·ч].

Определим индексный номер аккумулятора исходя из следующего соотношения:

; (13)

где Q₁ - номинальная емкость аккумулятора типа СК с индексом 1, (Q₁ = 36 [А·ч]);

N – индекс аккумулятора (округляется до большего целого);

.

Номинальная мощность аккумуляторной батареи составит:

,[А·ч]; (14)

[А·ч].

Количество аккумуляторов в контрольной батарее:

; (15)

где U_K — напряжение аккумуляторной батареи в конце разряда, U_K =1,8 [В];

Вывод: По результатам вышеприведенных расчетов емкости батареи выбираем следующий тип аккумулятора: СК-10 с номинальной емкостью 360 [А ×ч].

2.1.2 Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК.

При расчете мощности нагрузок панели ПР-ЭЦК учитываются следующие ограничения:

а) мощность каждой обмотки трансформаторов ТС 1 и ТС2 не должна пре­вышать 1,5 [кВА];

б) вторичные обмотки трансформаторов ТС1 и ТС2 должны быть загружены как можно более равномерно;

в) если общая мощность нагрузок S_np > 9 [кВА], необходимо на посту ЭЦ устанавливать вторую панель ПР-ЭЦК.

2.1.3.1 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] [1,стр.15].

Тогда общая нагрузка будет:

[Вт]; (15)

[ВАр]; (16)

[ВА]; (17)

[Вт];

[ВАр];

[ВА].

2.1.3.2 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:

[ВА]; (18)

где - полная мощность светофора, [ВА];

- количество светофоров на станции.

,

[ВА].

2.1.3.3 Контрольные цепи стрелок. Для питания контрольных цепей стрелок используется напряжение 220 [В], получаемое от обмотки «b» ТС1.

Полная мощность цепей контроля стрелок:

[ВА]; (19)

где - мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку. [Вт], [ВАр] [1,стр.16].

[ВА].

2.1.3.4 Стрелки местного управления. Цепи передачи стрелок на местное управление питаются от обмотки «b» ТС1 через трансформатор Т5 при напряжении 110 [В].

Мощность устройств передачи стрелок на местное управление:

[ВА]; (20)

где - мощность устройств передачи на местное управление одной стрелкой, [ВА] [1,стр.16].

- число стрелок двойного управления, 6.

[ВА].

2.1.3.5 Дешифрирующие устройства автоблокировки. Мощность дешифраторов автоблокировки , питаемых от обмотки «а» ТС2, определим по формуле:

, [ВА]; (21)

где - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход. [Вт], [ВАр] [1,стр.16].

- количество подходов к станции, .

[ВА].

2.1.3.6 Лампочки пультов ограждения составов. Питание ламп пультов ограждения составов на путях их осмотра и ремонта осуществляется напряжением (24 – 36)В, получаемым через трансформатор Т8 от обмотки «а» ТС2. На станциях до 130 стрелок мощность ламп пультов ограждения на посты ЭЦ принимают [Вт] и [ВАр] [1,стр.17].

2.1.3.7 Трансмиттерные реле и трансмиттеры. Нагрузка , создаваемая трансмиттерным реле и кодовыми трансмиттерами на обмотку «b» ТС2, может быть принята в расчете на пост ЭЦ равной [Вт] и [ВАр].

2.1.3.8 Внепостовые цепи. Мощность внепостовых цепей по переменному току 220[В], питаемых от обмотки «а» ТС2 через панель ПВП – ЭЦК, определяется по данным расчета нагрузок ППВ – 1 и составляет [Вт] и [ВАр].

[ВА].

2.1.3.9 Маршрутные указатели. Для питания маршрутных указателей используются фазовые обмотки «в» ТС1 и ТС2. Мощность маршрутных указателей РМУ, если они имеются на станции, определяются по усредненным данным в целом на пост ЭЦ и составляет на станциях до 140 стрелок 700 [Вт]. Так как на станции 67 стрелок мощность маршрутных указателей принимается равной 350[Вт]

2.1.3.10 Кодирующие трансформаторы 50 Гц. Нагрузка от кодирующих трансформаторов 50 [Гц] может включаться на обмотку «а» или «b» ТС2. Мощность кодирующих трансформаторов определяется по формуле

, [ВА]; (22)

где - мощность одной рельсовой цепи при кодировании ее частотой 50Гц, [Вт], [ВАр] [1,стр.17].

- количество кодируемых рельсовых цепей, .

[ВА].

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.

Определим полную мощность нагрузки панели ПР – ЭЦК:

, [ВА]; (23)

где - КПД силовых трансформаторов, .

[ВА].

Вывод; судя по расчетам таблицы 2, загрузка трансформатора ТС1 равна – фаза А=581,5[ВА], В= 646,3[ВА], С= 484,2[ВА], ТС1=1712[ВА], а загрузка трансформатора ТС2 составляет – фаза А= 861,4[ВА], В=800,7[ВА], С=659,2[ВА], ТС2=2321,28[ВА], разница между мощностями составляет 609,28[ВА] и не превышает 1,5[кВА], общая мощность [кВА], то в состав электропитающей установки будет входить одна панель ПР – ЭЦК. Для более равномерной загрузки фаз трансформаторов ТС1 и ТС2, рекомендуется нагрузку от кодирующих трансформаторов 50[Гц] переключить с трансформатора ТС2 на фазу «С» трансформатора ТС1, так как она является менее загруженной.

2.1.4 Расчет нагрузки выпрямителей ПВП-ЭЦК.

На основании расчета нагрузки выпрямителей устанавливается режим эксплуатации зарядного устройства ВП1 (типа УЗАТ-24-30) и преобразователя выпрямителя ПП (типа ППВ-1).

При наличии напряжения переменного тока УЗАТ-24-30 и ППВ-1, работающие в этом случае в режиме выпрямления, используются для питания на­грузок постоянного тока 24[В].

Такими нагрузками являются: релейные схемы поста ЭЦ и аккумуляторная батарея 24[В].

Максимальный ток, отдаваемый выпрямителями панели, составляет 50[А], в том числе ВП1 – 30[А], ПП – 20[А].

Ток, потребляемый релейными схемами ЭЦ, определим по формуле:

, [А]; (25)

где I_ап - среднесуточный ток, потребляемый релейными схемами поста ЭЦ в нормальном режиме, в расчете на одну стрелку, I_ап = 0,445[А];

[А].

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

В режиме постоянного (непрерывного) подзаряда (батарея находится в заряженном состоянии) потребляемый ею ток составляет:

, [А]; (26)

где Q_ном - номинальная емкость аккумуляторной батареи, [А·ч];

[А].

В режиме форсированного заряда (батарея находится в разряженном состоянии) зарядный ток батареи, [А], определяется по формуле:

, [А]; (27)

где t_вв – максимальное время восстановления (заряда) батареи, t_вв = 72 [ч];

h_а - КПД аккумуляторов, h_а=0,8.

[А].

Ток выпрямителей в режиме постоянного подзаряда определяется по формуле:

,[А]; (28)

[А].

Ток выпрямителей в режиме форсированного заряда батареи определяется по формуле:

,[А]; (29)

[А].

Вывод: На основании произведенных расчетов при работе панели ПВП-ЭЦК используются режим постоянного подзаряда.

Так как ток нагрузки в режиме подзаряда I_ВП > 25 [А], то используется дополнительно к ВП1 преобразователь-выпрямитель ПП.

В режиме форсированного заряда зарядный ток аккумуляторной батареи не ограничивается, так как I_ФЗ<50 [А], и используются оба выпрямительных устройства – ВП1 и ПП1.

Вывод: по результатам расчета в систему ЭПУ входит одна панель ПВП-ЭЦК.

2.1.5 Расчет стрелочной панели.

При расчете мощности стрелочной панели необходимо исходить из мак­симального суммарного тока рабочих цепей стрелок, который определяется по формуле:

,[А]; (30)

где I_ЭП - ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перево­да 1/11 при типе рельсов Р65 составляет I_ЭП = 3,2[А];

n_cо - количество одновременно переводимых стрелок, n_cо=6;

[А].

2.1.6. Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК, ведется на перспективу перехода с автономной тяги на электротягу переменного тока.

Питание рельсовых цепей осуществляется от путевых и местных преобразователей частоты.

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

; [ВА] (31)

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

[ВА];

[ВА];

. [ВА]

На основании полученных значений определим требуемое количество пу­тевых и местных преобразователей, входящих в панель ПП25-ЭЦК:

; (32)

где S_ппэ и S_пмэ - расчетные мощности путевого и местного преобразовате­лей, S_ппэ = 290 [ВА], S_пмэ = 300 [ВА];

.

Вывод: по результатам расчета в состав электропитающей установки входит 1 панель ПП25-ЭЦК.

Определим фактическую загрузку преобразователя:

; (33)

.

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

Максимальная мощность одной панели ПВ-ЭВК составляет 80 [кВА].

Эта мощность определяется следующими видами нагрузок: устройствами СЦБ, связи, освещения и вентиляции, а так же мощностью нагрузок вспомога­тельной службы.

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

Создаваемая панелью ПР-ЭЦК нагрузка на ПВ-ЭЦК состоит из общей мощности нагрузок ПР-ЭЦК Р_пр, Q_пр, S_пр и мощности потерь в трансформаторах ТС1 и ТС2.

Нагрузка от панели ПВП-ЭЦК создается во время ее работы в режиме восстановления емкости контрольной батареи 24[В].

Активная составляющая этой нагрузки определяется по формуле:

,[Вт]; (35)

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

h_вз - КПД зарядных устройств, h_вз =0,6;

[Вт].

Реактивная составляющая нагрузки ПВП-ЭЦК на станциях с числом стрелок до 100 может быть принята равной:

.[ВАр]

Полная мощность нагрузки:

[ВА].

Нагрузка на ПВ-ЭЦК от стрелочной панели ПСПН-ЭЦК определяется мощностью питания рабочих цепей стрелок Р_псп, Q_псп, S_псп при их переводе. Мощность цепей перевода стрелок и с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ на станциях от 60 стрелок до 100 стрелок включительно - Р_псп=3 [кВт], Q_псп=0,9 [kBАр].

(36)

При одиночном или синфазном включении двух или более преобразователей ПЧ50/25-300 расчетная мощность для каждого из них на частоте 50 [Гц] определяется по приложению 2 методических указаний к курсовому проектированию.

Приведем расчет мощности нагрузок ПП25-ЭЦК:

Sпчп =2S2пч (37)

Sпчп =2×800=1600[ВА]

Sпчс=3×675=2025[ВА]

где S_ППЧ – расчетная мощность ПЧ на частотах 50 Гц;

S_пчс = 675 [В×А];

S_ПЧП = 800 [В×А];

В расчетах мощности вводной панели следует предусмотреть по нагрузке СЦБ резерв в размере 10% мощности СЦБ.

Мощности нагрузок неосновного назначения зависят от типа поста ЭЦ: при Сз-57 потребляемая мощность – 6828 В·А; освещение: гарантированное-6940 В·А, негарантированное-9260 В·А; силовая нагрузка: гарантированная-2650 В·А, негарантированная-17400 В·А.

Вывод: Результаты расчета мощности вводной панели S_пв представлены в таблице 3.

Таблица 3. Расчетная таблица мощности вводной панели

Наименование нагрузок	Мощность отдельных нагузок
Активная, Вт	Реактивная, ВАр	Полная, ВА
Панель ПР-ЭЦК Нагрузка панели	3535,5	1500,8	4032,6
Потери в трансформаторах ТС			1848,35
Панель ПВП-ЭЦК Нагрузка в режиме восстановления батареи	1863,358		2205,561
Панель ПСПН-ЭЦК Перевод стрелок			3132,091
Панели ПП25-ЭЦК Нагрузка панелей
Итого СЦБ	12068,86	7600,8	14843,6
Резерв СЦБ-10%	1206,886	760,08	1484,36
Всего СЦБ с резервом	13275,74	8360,88	16327,96
Устройства связи Освещение: Гарантированное Негарантированное Силовая нагрузка: Гарантированная Негарантированная Маневровые посты	6384,8 8519,2	2719,91 3629,16
Всего на вводную панель	63342,74	41605,95

Определим мощность нагрузок ДГА:

, [В·А]; (38)

где S_ПВ - полная мощность нагрузки вводной панели;

S_НСН - полная мощность негарантированной силовой нагрузки;

S_НО - полная мощность негарантированного освещения;

[В·А].

Вывод: Исходя из полученного значения, на посту электрической централизации установлен дизель-генераторный агрегат типа ДГА - 48 кВ·А.

Мощность вводной панели определяет собой нагрузку, создаваемую постом ЭЦ на внешние сети электроснабжения.

Поскольку в реальных условиях различных станций мощность ЭЦ может быть различной, то для селективности защиты плавкие вставки предохранителей фидеров питания должны соответствовать действительным нагрузкам.

Расчет плавких вставок производится по наиболее загруженной фазе системы питания. Расчетный ток в каждой фазе питающего фидера:

,[А]; (39)

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 [В];

, [А].

Вывод: Для защиты внешней сети переменного тока, исходя из расчетов, необхо­димо использовать плавкую вставку типа 125[А].

2.2 Схема фазирования питания станционных рельсовых цепей.

На участках с электротягой постоянного тока фазочувствительные рельсовые цепи рассчитаны на синфазное питание их путевых трансформаторов и местных элементов реле. Поэтому путевые и местные преобразователи на таких участках должны быть включены в сеть переменного тока синфазно.

Для оптимальных условий работы реле типа ДСШ на частоте 25 [Гц] необ­ходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало напряжение путевой обмотки на 90°. С целью достижения постоянного фазового сдвига 90° исполь­зуют два преобразователя частоты ПЧ типа ПЧ50/25-300 (рис. 1) и подключают их противофазно к сети напряжением 220 [В], частотой 50 [Гц]. Поскольку в пер­вичных цепях преобразователей ПЧ установлены диоды, ток накачки ПЧ1 дей­ствует от одной полуволны, а ток накачки ПЧ2 - от другой, т.е. с фазовым сдвигом 180°. На выходе ПЧ, где частота 25 [Гц], этот фазовый сдвиг равен 90°. Но при подключении ПЧ к сети напряжением 220 В и частотой 50 [Гц] преобра­зователи могут начать работать не от первой полуволны, а от второй. Это обу­славливает случайность относительного расположения векторов напряжений первого и второго преобразователей, сдвинутых на угол 90°. Чтобы сделать расположение векторов строго определенным, разработана схема автоматиче­ского фазирования выходных цепей первого и второго преобразователей (рис. 2). В этой схеме роль фазового анализатора выполняют тиристоры VS1 и VS2, анодные цепи которых с последовательно включенными нейтральными реле соединены с выходом ПЧ2, а управляющие электроды через импульсный трансформатор ИТ подключены к выходу ПЧ1. Фазовый сдвиг 90° в цепи управления тиристорами обеспечивается конденсатором С1. Если импульс управления тиристора VS1 совпадает с положительным напряжением на его аноде, имеет место правильное фазовое соотношение между векторами выход­ных напряжений преобразователей, включается реле ПФ и подает напряжение в рельсовые цепи для путевых элементов реле типа ДСШ. При совпадении им­пульса управления тиристора VS2 и анодного напряжения на нем включается реле ОФ, которое фиксирует обратное расположение векторов и преобразует в правильное расположение, переключая инверсно провода на выходе ПЧ2.

Рисунок 1. Схема включения двух преобразователей частоты типа ПЧ50/25-300.

Рисунок 2. Схема автоматического фазирования выходных цепей первого и второго преобразователей.

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 к.п.д. 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 процессе курсового проектирования разработана электропитающая ус­тановка: выбрана система электропитания станционных устройств - безбата­рейная система электропитания; разработан структурно-функциональный со­став ЭПУ поста ЭЦ - пункт 1; расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ произ­веден в пункте 2.1; разработана схема фазирования питания станционных рель­совых цепей в пункте 2.2; разработана организация эксплуатации и безопасного обслуживания устройств электропитания в пункте 3.

СПИСОК ИСПООЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Микулик Ф. П. Электропитание железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Методические указания. – М.: 1991.

2. Дмитриев В. Р., Смирнова В. И. Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Справочник. М.: транспорт, 1978.

3. Тюрморезов В.Е. источники электропитания устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. – М.: Транспорт, 1987.

4. Коган Д. А., Эткин З. П. аппаратура электропитания железнодорожной автоматики. – М.: Транспорт, 1987.

5. Багуц В. П., Ковалев Н. П, Костроминов А. М. Электропитание железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М.: Транспорт, 1991.

6. Михайлов А. Ф., Частоедов Л. А.Электрроснабжение устройств автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1980.

7. Отраслевой стандарт ОСТ 32. 14 – 80. Электроприемники предприятий железнодорожного транспорта. Категорийность в отношении обеспечения надежности устройств электроснабжения.

8. Типовые материалы для проектирования. Электропитание устройств электрической централизации ЭЦ – 10 – 80. ГТСС. 1988.

9. Ведомственные нормы технологического проектирования ВНТП/МПС – 84.. Энергоснабжение устройств СЦБ и связи. Л.: Транспорт, 1986.

10. Фельдман А. Б., Частоедов Л. А. Электропитание устройств связи. М.: Транспорт, 1987.

11. Бокуняев А. А., Горбачев Б. В., Китаев В. Е. и др. Электропитание устройств связи. М.: Транспорт, 1986.

Дата добавления: 2015-08-20