8. Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей пп25-эцк

Расчет 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. Расчет панелей поэтому производится как по нагрузке, создаваемой путевыми трансформаторами, так и по нагрузке мест­ных элементов путевых реле.

Мощность путевых трансформаторов рельсовых цепей S_пт, BA, и ме­стных элементов путевых реле S_мэ, BA. можно определить по следующим соотношениям:

S_пт=S_птс×n_с (51)

S_мэ=S_мэс×n_с (52)

где S_птc, S_мэс - полные мощности соответственно путевых трансфор­маторов и местных элементов в расчете на одну стрелку (составляющие: при электротяге постоянного тока – Р_птс=16,8 Вт, Q_птс=7,85 Вар, Р_мэс=4,1 Вт, Q_мэс=4,4 Вар).

(53)

(54)

На основании полученных данных мощность рельсовых цепей рас­считывется требуемое число местных n_мп и путевых n_пп преобразователей:

(55)

(56)

где S_ппэ, S_пмэ- расчетные мощности соответственно путевого и мест­ного преобразователей (составляющие: S_пмэ=300 BA, S_ппэ=290 BA; некоторый запас мощности резервируется для увеличения нагрузки при понижении сопроти­вления балласта сверх нормы).

Округляем получившиеся значения до целого числа в большую сторону и получаем количество преобразователей: для местных элементов n_мп=2 штуки, для путевых элементов n_пп=6 штук.

В соответствии с числом преобразователей определяется число пане­лей: необходимо две панели ПП25-ЭЦК.

В заключение расчета оценим фактическую загрузку преобразователей, воспользовавшись следующими соотношениями:

(57)

(58)

9. Расчет вводной панели пв-эцк, нагрузки на внешние сети переменного тока и выбор дга

Целью расчета вводной панели является проверка загрузки ее по мощности и определение токов плавких вставок, в фидерах, питания, кото­рые должны указываться в заказной документации на панели.

Максимальная мощность одной панели ПВ-ЭЦК составляет 80 кВА При превышении этой мощности устанавливаются две панели ПВ-ЭЦК и соответственно два шита ЩВП-73. В этом случае к одной из панелей под­ключается вся нагрузка СЦБ и связи, а также гарантированного питания, а к другой - маневровые посты и все потребители негарантированного пита­ния (общего освещения, вентиляции, мастерских и т.п.).

Мощность вводной панели определяется суммой отдельных видов нагрузок: устройств СЦБ, связи, освещения и вентиляции, мастерских, а также маневровых постов (при их наличии).

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_пp, S_пp и мощности потерь в транс­форматорах ТС1 и ТС2. Активная ΔР_тс и реактивная ΔQ_тс составляющие мощности потерь в каждом из ТС ориентировочно равны следующим зна­чениям: ΔР_тс=540 Вт, ΔQ_тс=750 Вар.

(59)

Нагрузка на ПВ-ЭЦК от панели ПВП-ЭЦК создается во время наибо­лее неблагоприятного послеаварийного периода ее работы в режиме вос­становления емкости контрольной батареи 24 В.

Активная составляющая этой нагрузки рассчитывается по следую­щей формуле:

(60)

где U_зб - напряжение батареи при форсированном заряде (составляет 31 В);

_п - КПД выпрямительных (зарядных) устройств (равный 0,6).

Реактивная составляющая нагрузки ПВП-ЭЦК ориентировочно мо­жет быть принята равной на станциях с числом стрелок до 100 - 1180 Вар.

(61)

Нагрузка на ПВ-ЭЦК от стрелочной панели ПСПН-ЭЦК опре­деляется мощностью питания рабочих цепей стрелок Р_ПСП, Q_ПСП, S_ПСП) при их переводе, а также мощностью электрообогрева (220 В) приво­дов.

Электрообогрев приводов: Р_э =382 Вт, Q_э =1870 Вар, S_э =1909 ВА

Мощность цепей перевода стрелок зависит от числа одновре­менно переводимых стрелок и с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ на станциях: от60 до 100 стрелок – Р_ПСП=3,0 кВт, Q_ПСП =0,9 квар,

(62)

Нагрузка на ПВ-ЭЦК от панелей ПП25-ЭЦК определяется количест­вом панелей, схемой их включения, а также родом тяги.

Рельсовые цепи потребляют от преобразователей ПЧ50/25-300 ток на частоте 25 Гц. В то же время преобразователи частоты со стороны сети потребляют ток на частоте 50 Гц.

Соотношения между расчетными мощностями преобразователя со стороны нагрузки 25 Гц и со стороны 50 Гц зависят от его загрузки и схе­мы включения.

Поскольку на данном участке железной дороги используется электротяга постоянного тока, местные и путевые преобразователи включаем синфазно, а для уменьшения подмагничивающего тока вторичной обмотки силового трансформатора панели ПП25-ЭЦК включаем противофазно.

В нашем случае одна пара местных преобразователей и 5 пар путевых преобразователей включены противофазно. Их расчетную мощность определим по формуле: S_фпп + S_фмп = 262,7 + 255,6 = 518,3 ВА;

В таблице№3 методических указаний приведены расчетные мощности вводной панели ПВ-ЭЦК:

В нашем случае четыре пары преобразователей включены противофазно. Их расчетную мощность определим по формуле:

S_ппч = 4 ∙ S_2пч ;

где S_пч = 950 ВА - расчетная мощность пары противофазно включенных преобразователей.

S_ппч = 4 · 950 = 3800 ВА

P_ппч = 4 · 840 = 3360 Вт

Q_ппч = 4 · 565 = 2260 вар

Определим потери в трансформаторе ТС3 по формуле:

S_ТС3 = S_ппч + S_св;

Где S_св = 6828 ВА полная мощность устройств связи.

S_ТС3 = 3800 + 6828 = 10628 ВА

Р_ТС3 = 3360 + 5200 = 8560 Вт

Q_ТС3 = 2260 + 4426 = 6686 вар

По полученному значению мощности S_ТС3 определим из графика мощности активных и реактивных потерь в трансформаторе ТС3:

ΔР = 290 Вт; ΔQ = 1520 вар ΔS =1547,4 ВA;

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

Мощность нагрузок не основного назначения зависят от типа поста ЭЦ и приведены в прил. 5 и 6 [1].

Результаты расчета мощности вводной панели S_пв представлены в таблице 5.

Таблица 5

Наименование нагрузок	Мощность отдельных нагрузок
	Активная,P(Вт)	Реактивная,Q(вар)	Полная,S(BA
Панель ПР-ЭЦК
Нагрузка панели	4433,9	2442,8	5190,1
Потери в трансформаторе ТС1	540	750	924
Потери в трансформаторе ТС2	540	750	924
Панель ПВП-ЭЦК
Нагрузка в режиме восстановления батареи	2212,625	1180	2505,85
Панель ПСПН-ЭЦК
Перевод стрелок	3000	900	3132,09
Электрообогрев приводов (220 В)	382,5	1870	1909,1
Панели ПП25-ЭЦК
Нагрузка панелей	3360	2260	3800
Потери в трансформаторе ТС3	290	1520	1547,4
Итого СЦБ	14759,025	11672,8	19932,54
Резерв СЦБ-10%	1475,9	1167,3	1993,3
Всего СЦБ с резервом	16234,9	12840,1	21925,8
Устройства связи	5200	4426	6828
Освещение:
гарантированное	6940	-	6940
негарантированное	9260	-	9260
Силовая нагрузка:
гарантированная	2120	1590	2650
негарантированная	13920	10440	17400
Всего на вводную панель:	53674,9	29296,1	65003,8

Сравнив полученную мощность с допустимой (80 кВА) делаем вывод о достаточности одной панели ПВ-ЭЦК.

Расчет нагрузки ДГА. При расчете нагрузки ДГА мощность потребителей нега­рантированного питания не учитывается.

Таким образом, мощность нагрузок ДГА можно определить по фор­муле

(63)

где полная мощность соответственно негарантированные освещения и силовой нагрузки.

S_дга=65003,8-17400-9260=38343,8 ВА

Выбор типа ДГА производится по активной составляющей мощности Р_дга. Автоматизированные дизель-генераторные агрегаты (ДГА) выпускаются типов ДГА-12, ДГА-24 и ДГА-48 с номинальной мощностью соответственно 12, 24 и 48 кВт.

(64)

Р_дга=53674,9-13920-9260=30494,9 Вт

Выбираем ДГА-48.

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. Если учесть равномерность загрузки фаз, то расчетный ток I_ф в каждой фазе при фазном напряжении U_ф (220 В) составит

(65)

По полученному заключению тока I_ф выбирается ближайшая (в большую сторону) типовая плавкая вставка. Панели ПВ-ЭЦК выпускаются со следующими типовыми плавкими вставками: 63, 80,100 и 125 А.

Выбираем плавкую вставку на 100 А.

Определим коэффициент cosφ питающей установки

На основании произведенных расчетов и комплектации установки электропитания МРЦ питающими панелями выбранного типа, строим структурную схему ЭПУ.

Список используемой литературы.

1. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов IV курса специальности АТС на железнодорожном транспорте. Специализация автоматика и телемеханника М.:РГОТУПС, 1999.

2. Типовые материалы для проектирования. Электропитание устройств электрической централизации ЭЦ-10-88. Альбомы 1, 2, 3.

3. Ведомственные нормы технологического проектирования ВНТП/МПС-84. Электроснабжение устройств СЦБ и электросвязи.

23