По выполнению контрольной работы № 2

 К решению задач 1-10 контрольной работы следует приступить после изучения принципа действия устройства электронной дистанционной  защиты, рассмотренного в теме 3.2. "Защита от токов короткого замыкания в тяговых сетях" программы дисциплины. Рекомендуется при этом воспользоваться не только основным учебником [1], но и дополнительной литературой [11], [12].

Решение задачи следует выполнить в следующем порядке:

1. Вычертить структурную схему электронной дистанционной защиты и определить назначение ее элементов. Пример структурной схемы защиты приведен на с.210 [1] и на с.425 [11].

1. По таблице 20  [11] определить параметры тяговой сети для заданного типа подвески и рельсов:

Z₁₁ – удельное сопротивление тяговой сети однопутного участка, Ом/км;

Z₂₁ – удельное сопротивление тяговой сети для одного пути двухпутного участка при отключенном смежном пути, Ом/км;

Z₂₂ – удельное сопротивление тяговой сети для одного пути двухпутного участка при одинаковых величинах и направлениях токов в подвесках смежных путей, Ом/км.

3. Определить сопротивление срабатывания первой ступени дистанционной ненаправленной защиты:

- для двухпутного участка, Ом

- для однопутного участка, Ом:

 

4. Определить сопротивление уставки срабатывания реле первой ступени защиты:

- для двухпутного участка, Ом

,

где k_I – коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока, определяется из исходных данных;

k_U – коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения,

.

- для однопутного участка, Ом

 

5. Проверить расчетное значение на селективность защиты по отношению к токам нагрузки.

Условие проверки

,

где U_{раб min} – наименьшее напряжение на шинах подстанции, U_{раб min} =25000В;

k_В=0,9 – коэффициент возврата реле;

k_Н=1,25 – коэффициент надежности.

6. Рассчитать сопротивление срабатывания второй ступени дистанционной направленной защиты.

Наибольшее сопротивление, замеряемое защитой, при КЗ на шинах смежной подстанции однопутного участка, Ом:

Наибольшее сопротивление, замеряемое защитой, при КЗ на шинах смежной подстанции двухпутного участка, Ом:

Сопротивление срабатывания второй ступени дистанционной защиты для однопутного участка, Ом:

 

,

где k_ч=1,5 – коэффициент чувствительности защиты.

 

Сопротивление срабатывания второй ступени дистанционной защиты для двухпутного участка, Ом:

 

,

 

7.  Определить сопротивление уставки срабатывания реле второй ступени защиты:

- для двухпутного участка, Ом

,

- для однопутного участка, Ом

 

При составлении ответов на вопросы 11-20 следует учитывать современные требования к устройствам тягового электроснабжения и качеству электроэнергии, ответы обязательно сопровождать поясняющими схемами, рисунками, графиками.

Помощь в выполнении ответа может оказать использование дополнительной литературы, производственных инструкций и схем, интернет-ресурсов.

При ответе на вопрос 11 можно воспользоваться дополнительной литературой [11] и производственными схемами. Ответ должен содержать краткое описание оборудования, приведенного на схеме, условные буквенные и графические обозначения в схемах должны соответствовать ГОСТу.

Перед составлением ответов на вопросы 12 и 13 необходимо предварительно изучить материал главы IV учебника [1] . Схемы установки поперечной компенсации желательно изучить на производстве, так как в последнее время в этой области была проведена значительная реконструкция оборудования.

Методы электрических расчетов, описание которых требуется привести в  вопросах 14 и 15, рассматриваются в главе VI учебника [1]. Аналитический метод расчета является достаточно сложным, поэтому его описание желательно сократить, не следует переписывать весь параграф.

Для ответа на вопрос 16 рекомендуется изучить основные этапы проектирования,  изложенные в § 48-50 [1].

Виды защит тяговых сетей постоянного и переменного тока можно изучить не только по основному учебнику, но и по дополнительной литературе [9, 11, 12]. При составлении ответов на вопросы 17 и 18 , следует учесть, что в настоящее время применяются защиты тяговых сетей на различной элементной базе, в том числе и микропроцессорные.

Для описания современных показателей качества электроэнергии и средств по ее повышению по заданию вопросов 19 и 20 можно воспользоваться дополнительной литературой [2] или нормативными документами, а также производственными примерами. При составлении ответов следует учесть современные тенденции по переходу на скоростное и высокоскоростное движение поездов, что влечет за собой повышенные требования к качеству электроэнергии и уровню напряжения в контактной сети.

 

Перед выполнением задач 21-30 должна быть изучена тема 3.6 "Общие сведения о проектировании устройств тягового электроснабжения" программы дисциплины. В данных задачах используется аналитический метод электрического расчета основных параметров системы тягового электроснабжения. Этот метод позволяет по приближенным формулам определить основные электрические величины. В качестве исходных данных расчета используются средние размеры движения, длина фидерной зоны, средний расход энергии на движение поездов по фидерной зоне, принятая система тока и схема питания.

Порядок решения задачи:

1. Переписать полное условие задачи, выписав из таблицы 11 исходные данные своего варианта.

2. Прежде чем приступать к расчетам, необходимо внимательно разобраться в основных расчетных формулах метода электрического расчета системы тягового электроснабжения по средним размерам движения и в примерах расчета, которые приведены на страницах 179-191 учебника [1]. Из расчетных формул следует выбрать те, которые соответствуют двухпутному участку и двухсторонней параллельной схеме питания путей.

Средний расход энергии на тягу А_Т определяется по формуле (162) [1].

Средний ток фидера I_Ф и эффективный ток фидера I_ЭФ находятся соответственно по формулам (163а) и (173) [1].

Для расчета среднесуточных потерь энергии в тяговой сети Δ А_Т может быть использована приближенная формула (180) [1].

Средняя потеря напряжения в тяговой сети до электровоза рассчитывается по приближенной формуле (182) [1].

3. Выполнить предварительный расчет.

3.1. Расчетный период Т принимается равным суткам. Т=24 ч.

3.2.Среднее время хода одного поезда по фидерной зоне, ч:

для грузового поезда

для пассажирского поезда

,

где l – длина фидерной зоны, км;

υ_гр, υ_пас – технические (средние, без учета стоянок) скорости движения поездов по фидерной зоне, км/ч.

3.3. Суммарное время хода заданного числа поездов за сутки, ч:

по I пути фидерной зоны:

,

по II пути фидерной зоны:

,

по обоим путям фидерной зоны:

,

3.4. Суммарное время потребления энергии всем расчетным числом поездов за время хода по фидерной зоне, ч:

,

3.5. Общее заданное число поездов (пропускная способность участка):

3.6. Суммарное время хода поездов за сутки при использовании максимальной пропускной способности линии N₀ , ч:

по I пути фидерной зоны

,

по II пути фидерной зоны

,

по обоим путям

,

 

3.7. Суммарное время потребления энергии максимальным числом поездов N₀ по обоим путям фидерной зоны за сутки, ч:

,

3.8. Минимальный интервал попутного следования, ч:

4. Подсчитать, руководствуясь формулой (162) учебника [1]:

4.1. Среднесуточный расход энергии по I пути фидерной зоны при заданной пропускной способности участка, кВт·ч:

,

где k_д – коэффициент, учитывающий дополнительное электропотребление на собственные нужды и маневры электровозов, при наличии пригородного движения k_д=1,12;

k_з - коэффициент, учитывающий дополнительное электропотребление в зимних условиях, k_з=1,08;

k_d – коэффициент, учитывающий переход от среднего значения выпрямленного тока к действующему значению переменного тока, при постоянном токе k_d =1, а при переменном токе k_d =0,97;

k_u - коэффициент, учитывающий переход от среднего выпрямленного к действующему значению переменного тока, при постоянном токе k_u =1, а при переменном токе k_u =1,11;

k_с – коэффициент, учитывающий в приближенных расчетах потери электроэнергии в тяговой сети, при постоянном токе k_с =1,05, а при переменном токе k_с =1,03.

4.2. Среднесуточный расход энергии по II пути фидерной зоны при заданной пропускной способности участка, кВт·ч:

,

        4.3. Суммарный среднесуточный расход энергии по I и II путям при заданной пропускной способности участка, кВт·ч:

5. Пересчитать среднесуточный расход энергии по каждому из путей фидерной зоны на условия использования максимальной пропускной способности участка, кВт·ч:

по I пути

по II пути

.

Суммарный среднесуточный расход энергии по I и II путям фидерной зоны при максимальной пропускной способности участка, кВт·ч:

.

1. Определить, руководствуясь формулой (163а) учебника [1], средний ток фидера, А:

,

где А_Т – рассчитанный в п.4.3. суммарный среднесуточный расход энергии при заданной пропускной способности участка, кВт·ч;

U – напряжение, при котором определяется расход электроэнергии, В. При постоянном токе U=3000 В, при переменном – U = 25000 В.

7. Определить, используя формулу (173) учебника [1], эффективный максимальный ток фидера, А:

1. Выбрать минимальное сечение и соответствующий тип контактной подвески по условию:

/

Значение I_доп принимается по таблице 11 на с.278 учебника [1] или по другой нормативно-справочной литературе.

1. Для выбранного типа контактной подвески и заданного типа рельсов определить сопротивление тяговой сети.

9.1. При постоянном токе удельное электрическое сопротивление 1 км тяговой сети двухпутного участка при параллельном соединении путей, Ом/км:

,

где r_н.тр, r_к.пр, r_ус.пр – значения удельных электрических сопротивлений 1 км несущего троса,                      контактного провода и усиливающего провода; принимаются для                                 выбранных марок проводов по данным, приведенным на с.28 учебника                            [1] или по другой нормативно-справочной литературе;

  n_к.пр.  n_ус.пр – число контактных и усиливающих проводов в контактной подвеске;

  r_0р – сопротивление 1 км рельсовой цепи, принимается по Таблице 2 на с.28 учебника [1] для двухпутного участка при рельсах Р65.

  9.2. При переменном токе комплекс удельного полного сопротивления 1 км тяговой сети, Ом/км:

,

принимается по Таблице 5 на с.41 учебника [1] или другой нормативно-справочной литературе.

1. Определить по формуле (180) учебника [1] среднесуточные потери энергии в тяговой сети на двухпутном участке при параллельном соединении путей и при заданной пропускной способности участка N, кВт·ч:

,

где ΔА_ТI, ΔА_ТII – значения среднесуточного расхода энергии по каждому из главных путей фидерной зоны при заданной пропускной способности участка, подсчитаны в п.4.1, 4.2;

       z_A – полное сопротивление 1 км тяговой сети, Ом/км,

       при постоянном токе z_A = r₀;

       при переменном токе z_A = Rez₀ (действительной части помплекса z₀).

1. Подсчитать по формуле (182) учебника среднюю потерю напряжения в тяговой сети до поезда, находящегося в середине фидерной зоны двухпутного участка при двухстороннем питании и при использовании максимальной пропускной способности, В:

,

где k_эф = 1;

z_uI = z_uII = r₀ - для постоянного тока;

      z_uI = z_uII =0,9z₀ - для переменного тока.

12. Сопоставив полученное значение ΔU_max  с допустимой величиной потери напряжения ΔU_доп при заданной системе тока, сделать выводы, достаточно ли выбранное сечение контактной сети для заданных размеров движения, расстояния между тяговыми подстанциями и схемы питания.

 

.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: