Характеристика электроснабжения.

Содержание.

1. Разработка технических данных ЭПУ……………………………………………………2

1.1 Объект электропитания и основные требования к ЭПУ…………………………...2

1.2 Исходные данные……………………………………………………………………..3

1.3 Характеристика электроснабжения………………………………………………….3

1.4 Системы электропитания и характеристика питаемых устройств……..……...4

1.5 Требования к качеству электрической энергии…………………………………4

1.6 Аккумуляторные батареи…………………………………………………………4

2. Разработка структурной схемы электропитающей установки…………………………..5

3. Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК………………………………………6

3.1 Лампы табло, пульта и питающих панелей………………………………………….6

3.2 Устройства гарантированного питания……………………………………………...7

3.3 Стрелки двойного управления………………………………………………………..7

3.4 Контрольные цепи стрелок…………………………………………………………...7

3.5 Дешифраторные ячейки………………………………………………………………7

3.6 Внепостовые цепи……………………………………………………………………..7

3.7 Лампы пульта ограждения составов…………………………………………………8

3.8 Трансмиттерные реле и трансмиттеры………………………………………………8

3.9 Маршрутные указатели……………………………………………………………….8

3.10 Светофоры……………………………………………………………………………8

4. Расчет преобразователя ППВ-1……………………………………………………………10

5. Расчёт аккумуляторной батареи…………………………………………………………...11

6. Расчет выпрямительно-преобразовательной панели ПВП-ЭЦК………………………...12

7. Расчет стрелочной панели ПСП-ЭЦК……………………………………………………..13

8. Расчет преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК…………………………………………14

9. Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК и нагрузки на внешние источники тока……………...15

10. Резервная электростанция………………………………………………………………....16

11. Функциональная схема электропитающей установки…………………………………...16

12. Размещение оборудования ЭПУ…………………………………………………………..19

13. Сметно-финансовый расчет электропитающей установки………………………….......22

14. Список используемой литературы………………………………………………………..23

 

 

1. Разработка технических данных ЭПУ

 

1.1 Объект электропитания и основные требования к ЭПУ.

Современная система ЭЦ характеризуется централизованным питанием всех объектов: светофоров, стрелочных электроприводов, РЦ (рельсовых цепей) и сооружаемых в комплексе с ЭЦ устройств станционной оперативно-технологической связи, поездной радиосвязи, устройств пневматической системы очистки стрелок от снега и др.

Аппаратура ЭЦ устанавливается в отдельных зданиях, выполняемых по типовым проектам, которые называются постами ЭЦ.

Для нормального функционирования объектов ЭЦ, аппаратуры связи и других устройств, расположенных на постах ЭЦ, требуется электрическая энергия, которая обеспечивается электроустановками (ЭУ).

Основными элементами ЭУ являются:

- Устройства электроснабжения (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции)

- Собственные электрические станции (осуществляют резервное электроснабжение)

- Сети электросилового оборудования и освещения (обеспечивают энергией системы вентиляции, отопления, оборудования мастерских и рабочее освещение производственных помещений)

Электропитающие установки (ЭПУ) являются основной частью ЭУ предприятия они предназначены для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойности подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормальной работы устройств автоматики и связи. ЭПУ включают в себя следующие элементы: выпрямительные и преобразовательные устройства, аккумуляторные батареи, устройства стабилизации напряжения и тока, распределительно-комутационные устройства, распределительные сети, устройства защиты сигнализации.

ЭПУ должны удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать надежное, бесперебойное (беспрерывное) электропитание аппаратуры напряжением необходимой стабильности, с допустимой величиной пульсации; быть экономичными при строительстве и эксплуатации; обладать достаточно высокими значениями КПД и коэффициента мощности; быть максимально автоматизированными; допускать возможность развития поста ЭЦ без замены основного силового оборудования.

 

 

Исходные данные.

1. Род тяги поездов: электрическая переменного тока.

2. Внешнее электроснабжение:

2.1 Основной источник: Тяговая подстанция (U=380 В)

2.1 Резервный источник: Воздушная линия электроснабжения (U=380 В).

3. Характеристика станции

3.1 Число централизованных стрелок: 60

3.2 Число стрелок двойного управления: 5

3.3 Число подходов к станции: 3

3.4 Устройства гарантированного питания: S=150 ВА, cosj = 0,73

3.5 Маршрутные указатели направления:

3.5.1 Неудаленные: есть

3.5.2 Удаленные: есть

3.6 Маршрутные указатели пути:

3.6.1. Неудаленные: нет

3.6.2 Удаленные: нет

3.7 Подверженность к снежным заносам: нет

3.8 Климатическая зона: средняя

4. Дополнительные нагрузки

4.1 Устройства связи: S = 6,4 кВа; cosj = 0,71

4.2 Освещение (гарантированное): S = 3,4 кВа

4.3 Вентиляция аккумуляторной: S = 3,3 кВа; cosj = 0,8

4.4 Освещение (негарантированное): S = 4,0 кВА

4.5 Силовое оборудование (негарантированное.): S = 10,2 кВа; cosj = 0,8

 

Требования к качеству электрической энергии.

Для устройств СЦБ стабильность напряжения переменного тока должна быть не хуже k(точность стабилизации)=(-10¸ +5)%, допустимое изменение частоты – не более 2%, величина коэффициента нелинейных искажений не выше 10%. Относительное изменение напряжения постоянного тока должно быть не более k = ±10%. Величина пульсации не нормируется, но должна быть возможно меньше.

Мы используем два вида напряжения:

220В – допустимое колебание напряжения 220 ± 10% = 198 – 242 В

24В – допустимое колебание напряжения 24 ± 10% = 21.6 – 26.4 В

 

Аккумуляторные батареи.

Аккумуляторная батарея в ЭПУ постов ЭЦ выполняет следующие функции:

- Являются источником резервного питания наиболее ответственных устройств поста ЭЦ, при отключении источников переменного тока.

- Обеспечивает безобрывность цепей питания при переключении фидеров питания и запуска ДГА.

- Обеспечивает сглаживание пульсации напряжения на выходе выпрямителей

Для аварийного питания стационарной аппаратуры автоматики и связи на постах ЭЦ наиболее часто используют кислотно-свинцовые аккумуляторы типа СК.

 

Панели ПВП-ЭЦК.

На основании расчета нагрузок панели ПВП-ЭЦК устанавливают режимы эксплуатации зарядного устройства ВП1 типа УЗАТ-24-30 и преобразователя- выпрямителя ПП типа ППВ-1, а также определяют необходимое число панелей ПВП-ЭЦК.

1) Нормальный режим.

Устройства ПВ1 и ПП работают в режиме выпрямления, обеспечивая питание нагрузок и подзаряд аккумуляторной батареи.

а) Ток нагрузок определяется:

I =I *n + I =0,262*60+0,61=16,3 А

I - ток реле на стативах поста ЭЦ в среднем на стрелку составляет 0,262A

I -ток питания элементов панелей и пульта управления в целом на пост ЭЦ составляет 0,61А.

б) Ток подзаряда, компенсирующий саморазряд, рассчитывается:

I =0,0015*C =0,0015*576=0,864 А

в) Общий ток выпрямителей в нормальном режиме:

Ток выпрямителей в режиме непрерывного подзаряда равен 25>17,2 А. Ток выпрямителей не превышает 25 А, используется только выпрямительное устройство ПВ1, но ток выпрямителей меньше 42 А и след. используются одна панель ПВП-ЭЦК.

2) Послеаварийный 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.

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.

а) Ток форсированного заряда батареи определяется емкостью аккумуляторов и длительностью заряда:

,где

t_з- время заряда, необходимого для восстановления емкости аккумуляторов (принимается равным 72ч)

- КПД кислотных аккумуляторов (принимается равным 0,8)

 

б) Общий ток выпрямителей в режиме форсированного заряда равен:

Общий ток выпрямителей в режиме форсированного заряда не превышает 50 А.

Наибольшая нагрузка на вводную панель ПВ-ЭЦК от панели ПВП-ЭЦК создается во время форсированного заряда, когда заряжается батарея и одновременно получают питание нагрузки.

в) Активная составляющая мощности этой нагрузки рассчитывается по формуле:

Вт, где:

- напряжение батареи в конце форсированного заряда (состовляет 31 В)

- КПД выпрямителей (равен 0,6)

г) Реактивная составляющая мощности нагрузки Q_пвп ориентировочно может быть принята равной 1180 ВАр на станциях с числом стрелок до 100.

ВА

 

Резервная электростанция.

На крупных станциях в качестве резервного источника переменного тока всегда предусматривается местная электростанция, в качестве которой чаше всего используют дизель-генераторные агрегаты ДГА.

При отключении внешних источников переменного тока автоматически должен запускаться ДГА и обеспечивать работу устройств СЦБ, связи и всех потребителей гарантированного питания. Потребители негарантированного питания отключаются.

1) Мощность нагрузки ДГА определяется по формуле:

, где

S -полная мощность нагрузки вводной панели,

S , S - полная мощность, соответственно негарантированного освещения и силовой нагрузки.

В данной курсовой работе используется следующий ДГА:

Тип ДГА	Мощность Вт	Ток А	Степень Автоматизации	Емкость топливной системы, л	Щит дизель-генератора автоматики
ДГА-2-48М				300-500	ЩДГА-48Б

Степень загрузки ДГА составляет 92% и удовлетворяет требованиям, которые составляют 50-100% от номинальной мощности.

 

 

Список используемой литературы.

1. В.П. Багуц, Н.П. Ковалев «Проектирование электропитающей установки постов электрической централизации крупных станций», С-Пб, 2003г.

2. Коган В.П., Эткин З.П. «Аппаратура электропитания ж/д автоматики», 1987г.

3. Дмитриев В.Р., Смирнова В.И. «Электропитающие устройства ж/д автоматики, телемеханики и связи» 1983г.

 

Содержание.

1. Разработка технических данных ЭПУ……………………………………………………2

1.1 Объект электропитания и основные требования к ЭПУ…………………………...2

1.2 Исходные данные……………………………………………………………………..3

1.3 Характеристика электроснабжения………………………………………………….3

1.4 Системы электропитания и характеристика питаемых устройств……..……...4

1.5 Требования к качеству электрической энергии…………………………………4

1.6 Аккумуляторные батареи…………………………………………………………4

2. Разработка структурной схемы электропитающей установки…………………………..5

3. Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК………………………………………6

3.1 Лампы табло, пульта и питающих панелей………………………………………….6

3.2 Устройства гарантированного питания……………………………………………...7

3.3 Стрелки двойного управления………………………………………………………..7

3.4 Контрольные цепи стрелок…………………………………………………………...7

3.5 Дешифраторные ячейки………………………………………………………………7

3.6 Внепостовые цепи……………………………………………………………………..7

3.7 Лампы пульта ограждения составов…………………………………………………8

3.8 Трансмиттерные реле и трансмиттеры………………………………………………8

3.9 Маршрутные указатели……………………………………………………………….8

3.10 Светофоры……………………………………………………………………………8

4. Расчет преобразователя ППВ-1……………………………………………………………10

5. Расчёт аккумуляторной батареи…………………………………………………………...11

6. Расчет выпрямительно-преобразовательной панели ПВП-ЭЦК………………………...12

7. Расчет стрелочной панели ПСП-ЭЦК……………………………………………………..13

8. Расчет преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК…………………………………………14

9. Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК и нагрузки на внешние источники тока……………...15

10. Резервная электростанция………………………………………………………………....16

11. Функциональная схема электропитающей установки…………………………………...16

12. Размещение оборудования ЭПУ…………………………………………………………..19

13. Сметно-финансовый расчет электропитающей установки………………………….......22

14. Список используемой литературы………………………………………………………..23

 

 

1. Разработка технических данных ЭПУ

 

1.1 Объект электропитания и основные требования к ЭПУ.

Современная система ЭЦ характеризуется централизованным питанием всех объектов: светофоров, стрелочных электроприводов, РЦ (рельсовых цепей) и сооружаемых в комплексе с ЭЦ устройств станционной оперативно-технологической связи, поездной радиосвязи, устройств пневматической системы очистки стрелок от снега и др.

Аппаратура ЭЦ устанавливается в отдельных зданиях, выполняемых по типовым проектам, которые называются постами ЭЦ.

Для нормального функционирования объектов ЭЦ, аппаратуры связи и других устройств, расположенных на постах ЭЦ, требуется электрическая энергия, которая обеспечивается электроустановками (ЭУ).

Основными элементами ЭУ являются:

- Устройства электроснабжения (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции)

- Собственные электрические станции (осуществляют резервное электроснабжение)

- Сети электросилового оборудования и освещения (обеспечивают энергией системы вентиляции, отопления, оборудования мастерских и рабочее освещение производственных помещений)

Электропитающие установки (ЭПУ) являются основной частью ЭУ предприятия они предназначены для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойности подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормальной работы устройств автоматики и связи. ЭПУ включают в себя следующие элементы: выпрямительные и преобразовательные устройства, аккумуляторные батареи, устройства стабилизации напряжения и тока, распределительно-комутационные устройства, распределительные сети, устройства защиты сигнализации.

ЭПУ должны удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать надежное, бесперебойное (беспрерывное) электропитание аппаратуры напряжением необходимой стабильности, с допустимой величиной пульсации; быть экономичными при строительстве и эксплуатации; обладать достаточно высокими значениями КПД и коэффициента мощности; быть максимально автоматизированными; допускать возможность развития поста ЭЦ без замены основного силового оборудования.

 

 

Исходные данные.

1. Род тяги поездов: электрическая переменного тока.

2. Внешнее электроснабжение:

2.1 Основной источник: Тяговая подстанция (U=380 В)

2.1 Резервный источник: Воздушная линия электроснабжения (U=380 В).

3. Характеристика станции

3.1 Число централизованных стрелок: 60

3.2 Число стрелок двойного управления: 5

3.3 Число подходов к станции: 3

3.4 Устройства гарантированного питания: S=150 ВА, cosj = 0,73

3.5 Маршрутные указатели направления:

3.5.1 Неудаленные: есть

3.5.2 Удаленные: есть

3.6 Маршрутные указатели пути:

3.6.1. Неудаленные: нет

3.6.2 Удаленные: нет

3.7 Подверженность к снежным заносам: нет

3.8 Климатическая зона: средняя

4. Дополнительные нагрузки

4.1 Устройства связи: S = 6,4 кВа; cosj = 0,71

4.2 Освещение (гарантированное): S = 3,4 кВа

4.3 Вентиляция аккумуляторной: S = 3,3 кВа; cosj = 0,8

4.4 Освещение (негарантированное): S = 4,0 кВА

4.5 Силовое оборудование (негарантированное.): S = 10,2 кВа; cosj = 0,8

 

Характеристика электроснабжения.

Все устройства автоматики и связи и другие потребители электрической энергии, размещаемые на постах ЭЦ, по надежности функционирования и требованиям к электроснабжению подразделяются на три категории.

К I категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству и т.д.

Ряд устройств автоматики и связи, предъявляющих еще более высокие требования к надежности электроснабжения, выделены в особую группу первой категории.

К электроприемникам II категории относятся устройства компрессорных станций для очистки стрелок от снега, громкоговорящая парковая связь и др.

К электроприемникам III категории относятся сети общего освещения и устройства вентиляции служебно-технологических помещений, электрооборудование мастерских, гаражей и др.

 

Объект электроснабжения	Категория объекта электроснабжения	Количество источников	Дополнительные источники электроснабжения
Необходимо	Задано
Устройства ЭЦ крупных станций	I(особая)			ДГА
Сети гарантированного освещения	I
Вентиляция и отопление аккумуляторных помещений	I
Устройства связи	II
Негарантированное освещение	III
Силовое оборудование	III