2.3 Принципи побудови електричних схем

та їх елементи

Всі електричні схеми будуються по плану станції та є спільними для поїзних та маневрових маршрутів.

При виконанні повної електричної схеми блоки набірної групи з'єднують між собою 4 електричними колами. Кожне коло представляє собою окрему схему:

• перше коло - схема ввімкнення кнопкових реле КН;

• друге коло - схема ввімкнення автоматичних кнопкових реле АКН;

• третє коло - ввімкнення управляючих реле ПУ та МУ;

• четверте коло - схема відповідностей.

За допомогою набірної групи реле виконується маршрутний набір, коли всі стрілки переводяться автоматично після натискання кнопок початку та кінця маршруту.

Схеми виконавчої групи виконують контроль, замикання та розмикання маршрутів,а також відкриття світлофорів, відміну, автоматичне та штучне розмикання маршрутів.

Блоки виконавчої групи з’єднують між собою по шести колах, за винятком блоків СП-69 і С, які з’днуються по восьми колах для отримання індикації про стан ділянок на табло ДСП.

• перше коло - схема контрольно-секційних реле КС;

• друге та третє кола - схема включення сигнальних реле С та МС, по другому колу вмикається реле С та МС, а по третьому - реле МС отримає підживлення;

• трете, четверте та п'яте кола - схема маршрутних реле 1М та 2М, третє та четверте кола міняються місцями там, де на схематичному плані встановлено стик;

• шосте коло - схема реле розділки Р;

• сьоме коло та восьме кола - індикація на табло, сьоме коло - зелені світлові чарунки, восьме - червоне.

Для керування стрілками використана п'ятипровідна схема, яка дає змогу зменшити витрати кабелю. В даному проекті розглянуто маршрут прийому на колію І|П по світлофору Ч. Принципові схеми даного маршруту зображена на 3-му і 4-му аркушах графічної частини.

Принципова електрична схема керування стрілкою зображена на ХХ аркуші пояснювальної записки.

2.4 Розрахунок кабельної мережі

Кабельні мережі призначені для з'єднання з постом ЕЦ пристроїв управління та контролю.

Кабельні мережі поділяються на внутрішньопостові та напільні.

Напільні кабельні мережі в свою чергу поділяються на:

• Кабельні мережі стрілочних електроприводів ;

• Кабельні мережі світлофорів ;

• Кабельні мережі рейкових кіл, які поділяються на кабельні мережі живлячих та релейних трансформаторів.

Проектування кабельних мереж виконуються за допомогою двониткового плану станції, на якому світлофори, стрілочні електроприлади, апаратура рейкових кіл та нанесена траса прокладання кабелю з розгалужувальними муфтами. Траса кабелю, як правило, прокладається паралельно крайній колії або в широкому міжколійї малодіяльної ділянки. Траса має бути якомога прямолінійнішою, при необхідності колії перетинати під прямим кутом. При цьому слід не прокладати трасу кабелю під гостряками та хрестовиною стрілочних переводів, а слід - в шпальних ящиках, розмішених не ближче 1,5 метра від стиків рейок та 3,0м від відсмоктуючого фідеру електрифікованої залізниці .

Для внутрішньопостової кабельної мережі використовуються кабель типу СБВГ - сигнально блокувальні кабель з поліетиленовою ізоляцією жил, вогнетривкий, голий. В якості напільного кабелю використовується кабель типу СБПБ - сигнально-блокувальний кабель з поліетиленовою ізоляцією жил та оболонки, броньований двома стальними стрічками покриттям.

В якості кабельної арматури використовують :

• УКМ 12 - універсальна кінцева муфта, має 14 клем для розподілення жил кабелю ;

• УПМ 24 - універсальна прохідна муфта, має 28 клем для розподілення жил кабеля;

• РМ-4(7;8) - розгалужувальна муфта, має відповідно 28 (49;112) клем для розподілення жил кабелю.

Муфти типу УКМ та УПМ служать для економії індивідуального кабелю. Муфти типу РМ служать для економії магістрального кабелю. Також в якості муфт використовуються: кабельні стійки, релейні ящики, кабельні ящики, релейні шафи.

Розрахунок кабельних мереж зводиться до розрахунку довжини кабелю і кількості жил в ньому.

Проектування кабельних мереж виконую в наступному порядку: з ординарної лінійки виписуються ординати необхідних об'єктів; групую ці об'єкти для встановлення розгалужувальних муфт, при цьому користуюсь правилом: розгалужувальна муфта встановлюється на групу об'єктів керування і контролю на ординаті ближчого до посту ЄЦ, а довжина індивідуального кабелю до об'єкту керування і контролю не повинна перевищувати 200м.

Коли місце встановлення муфт визначено, складаю кабельний план та розраховую довжину кабелю до об'єктів, за формулою (1):

L_к=(l+6п+l₃+l₁)_*1,03, (1)

де l - різниця ординат між об'єктами, що з'єднуються;

6 - значення ширини колії та міжколійя

N - кількість колій, що перетинає кабель;

l₃ - запас кабелю на розділення та перерозділення кабелю по 1,5м з кожного кінця;

l₁ - відстань від крайньої рейки до муфти (релейної шафи) і складає від 3 до 5м;

1,03 - коефіцієнт, що вказує вигини та повороти кабелю в траншеї після розрахунку, результат необхідно збільшити до числа кратного п'ять.

Якщо кабель виходить с посту ЕЦ, то до розрахованої довжини додається ще 50м, з яких 35 - середня відстань від крайньої рейки до посту ЕЦ, а 15м - для вводу кабелю до посту при кросовій системі монтажу. Слід зауважити, що при будівництві електричної централізації може виникнути необхідність установки підземних кабельних муфт. Оскільки на практиці дуже часто виникає багато труднощів при пошуку пошкоджених підземних муфт, місця їх установки обов’язково вказуються на кабельному плані.

Для розрахунку довжини кабелю використовують формулу (1). Для визначення кількості жил, що вона залежить від схеми ввімкнення, системи живлення, типу електродвигуна та довжини кабелю. Так як на станції «Т» застосовані електроприводи типу СП-6 з електродвигунами змінного струму типу МСТ 0,3-190/110 при центральному живлені 220 В. Взаємозалежність між максимально допустимою довжиною кабелю та числом жил в ньому приведена в таблиці 9,6 [1]. Обігрів стрілочних електроприводів та очистка стрілочних переводів не проектується, так як дана станція розташована у південній частині України.

До кабельних мереж світлофорів входять кола вихідних і маневрових, а також релейної шафи вхідних світлофорів. Проектування кабельних мереж виконую в наступному порядку: з ординарної лінійки виписуються ординати необхідних об'єктів; групую ці об'єкти для встановлення розгалужувальних муфт, при цьому користуюсь правилом: розгалужувальна муфта встановлюється на групу об'єктів керування і контролю на ординаті ближчого до посту ЄЦ, а довжина індивідуального кабелю до об'єкту керування і контролю не повинна перевищувати 200м.

Кількість проводів, що підводяться до світлофорів, визначають по схемі ввімкненя вагонів світлофорів. При цьому слід враховувати, що для ламп маневрових світлофорів зворотній провід спільний, а ламп поїзних світлофорів для дозволяючих та забороняючих показань окремий.

Довжину кабелю розраховують за формулою (1).

Кількість жил кабелю розраховую за формулою (2). При цьому враховують, що дублювання жил непотрібне при використанні сигнально трансформатору типу СТ-4, а довжина кабелю до об'єкта управління та контролю не перевищує 3 км [1]. Отже дублювання жил в проводах до світлофорів непотрібне.

Для економії індивідуального кабелю релейні ящики РЯ можна використовувати в якості прохідних муфт, так як вони мають 10 клем для розподілу кабелю.

Довжину кабелю розраховую за формулою [1]. Кількість жил кабелю розраховую, виходячи з того, що гранична довжина кабелю без дублювання жил в проводі між колійним реле та релейним трансформатором при будь-якому роді тяги складає 3 км [1]. Отже дублювання жил в проводах до релейних трансформаторів непотрібне.

Розрахунок кабельних мереж зводиться до розрахунку довжини кабелю і кількості жил в ньому.

При складанні кабельної мережі живильних трансформаторів керуються тим, що дублювання жил між живлячим трансформатором і перетворювачем частоти на посту ЕЦ не потрібне (при електротязі змінного струму) при довжині кабеля до 1,5 км. Оскільки на станції «Т» найвіддаленіший живлячий трансформатор знаходиться на ординаті 1003 м, то, очевидно, що до нього дублювати жили не потрібно, а, отже, і до всіх інших живильних трансформаторів дублювання жил не потребується. Слід зауважити, що кодуючи і некодуючі трансформатори включаються по окремих кабелях для уникнення впливу кодових струмів. Всі живлячі трансформатори вмикаються по окремих променях живлення. Це включення повинне бути здійснене таким чином, щоб навантаження одного променя не перевищувало 1,36 А. Для цього складається таблиця рейкових кіл, приведена нижче, в якій вказуються струми, що споживаються рейковими колами. На основі такої таблиці всі рейкові кола діляться на групи, якими будуть вмикатись в окремі промені живлення.

Таблиця 3 – Таблиця рейкових кіл

Продовження таблиці 3

Живлячі трансформатори непарної горловини станції "Г" згруповано в чотири промені. В промінь 1 (0,53А) включені рейкові кола: ЧП, 2СП, 2ТП, 4ТП, 6ТП. В промінь 2 (0,36А) включені рейкові кола: 6-16СП, 8СП, 8/30П, 10-12СП. В луч 3 (0,38А) включені рейкові кола: 20-24СП, 22-28СП, 26-32СП. В луч 4 (0,63А) включені рейкові кола: 30-36СП, 34СП, ІП, 6П. Для непарної горловини станції "Т" необхідно два перетворювача частоти ПЧ50/25-300.

3 Частина економічна

3.1 Техніко-економічне обгрунтування прийнятих рішень

Техніко-економічне обгрунтування прийнятих рішень полягає в розрахунку терміну окупності обладнання станції "Т" пристроями блочної маршрутно-релейної централізації. Отриманий при розрахунку термін окупності порівнюють з нормативним, який становить 8,3 року. Якщо розрахунковий термін окупності менший чи рівний нормативному, то обладнання станції пристроями БМРЦ вважають економічно доцільним.

Розрахунковий термін окупності визначають за формулою:

, (2)

де - капіталовкладення, що йдуть на впровадження стрілок

ЕЦ;

- залишкова вартість стрілок ключової залежності;

- додаткові капіталовкладення отримані за рахунок

вивільнення рухомого складу;

– додаткові капіталовкладення, що отримуються за

рахунок пришвидшення оборотності оборотних

фондів;

- річні експлуатаційні витрати які йдуть на утримання

стрілок ключової залежності;

- річні експлуатаційні витрати які йдуть на утримання

стрілок ЕЦ;

- збережені поїздо-години, виражені в грошовій формі.

Капіталовкладення, що йдуть на впровадження стрілок ЕЦ розраховують за формулою:

К_ЕЦ=С_ЕЦĥn, (3)

де - вартість однієї стрілки ЕЦ, 300 тис.грн.;

n - кількість стрілок на станції.

=300ĥ31=9300 тис.грн.

Залишкова вартість стрілок ключової залежності розраховується за формулою:

ĥ 0.35 (4)

де - вартість однієї стрілки ключової залежності, 10

тис.грн.;

0,35 – коефіцієнт, що враховує залишкову вартість стрілки

ключової залежності;

n - кількість стрілок на станції.

=10 ĥ 31 ĥ 0.35 = 108,5 тис. грн.

Далі переходять до розрахунку додаткових капіталовкладень, що отримують за рахунок вивільнення рухомого складу . Ця величина зменшує вартість будівництва ЕЦ. Дані капіталовкладення складаються з капіталовкладень, що отримуються за рахунок вивільнення вагонів ( ) і локомотивів ( ).

, (5)

Величину визначають за формулою:

, (6)

де 1.05 - коефіцієнт, який показує необхідну кількість вагонів з

урахуванням ремонту та резерву;

– кількість поїздо-годин, що зберігаються;

- вартість одного вагону, що дорівнює 40 тис.грн.;

n - середня кількість вагонів в поїзді, що дорівнює 50;

- кількість годин у добі.

Кількість збережених поїздо-годин залежить від часу на приготування маршруту. При стрілках ключової залежності час на приготування маршруту складає t_КЗ = 4,8 хв. (0,08 год), а при стрілках ЕЦ – t_ЕЦ = 7,2 с. (0,002 год). Також величина залежить від інтенсивності руху поїздів на дільниці, де розташована станція (N).

П_СБ = (t_КЗ – t_ЕЦ)2N, (7)

П_СБ = (0,08 – 0,002) ĥ 2 ĥ 90 = 14,04 поїздо-годин.

Капіталовкладення ΔК_ВАГ рівні:

тис. грн.

При цьому кількість вивільнених вагонів становить:

N_ваг = 1228,5/40 = 30,71 вагонів.

При подальшому розрахунку враховується при цілому числі вивільнених вагонів, а саме:

Розрахунок капіталовкладень, що отримуються за рахунок вивільнення локомотивів ведеться по формулі:

, (8)

де - коефіцієнт, що показує необхідну кількість

локомотивів з урахуванням ремонту та резерву;

- коефіцієнт, що показує час знаходження

локомотива на дільниці;

- вартість одного локомотива, що дорівнює 10

млн.грн;

24 – кількість годин у добі.

.

Так як отримане число менше ніж вартість одного локомотива можна сказати, що локомотиви не вивільнюються.

На основі розрахунку та маємо:

.

Для розрахунку додаткових капіталовкладень, що отримуються за рахунок пришвидшення оборотності оборотних фондів (ΔК_ЗО), необхідно знати кількість вивільнених вагонів (n_в), вагу вантажу в одному вагоні (Р), вартість однієї тони вантажу, що перевозиться (Ц). Дані величини становлять: n_в = 30 шт., Р = 30 тон, Ц = 0,4 тис. грн. Розраховують ΔК_ЗО за формулою:

ΔК_ЗО = n_в ĥ Р ĥ Ц, (9)

ΔК_ЗО = 30 ĥ 30 ĥ 0,4 = 360 тис. грн.

Далі переходять до розрахунку різниці між річними експлуатаційними витратами при стрілках ключової залежності і стрілках ЕЦ.

До річних експлуатаційних витрат, як при стрілках ключової залежності, так і при стрілках ЕЦ, входять такі елементи затрат:

• фонд заробітної плати;

• річні амортизаційні відрахування;

• затрати на матеріали (1,5% від А_О);

• затрати на паливо (4% від А_О);

• затрати на електроенергію (6,7% від А_О);

• затрати на інші витрати (20% від фонду оплати праці).

Фонд заробітної плати складається з фонду оплати праці і непрямих податків.

Виходячи з того, що при заміні стрілок КЗ на стрілки ЕЦ вивільняється від 3 до 5 чоловік на кожні 35 стрілок з середньо місячною заробітною платою 2,9 тис. грн., то різниця між фондами оплати праці рівна:

Ф_КЗ - Ф_ЕЦ = 0,5 ĥ 2,9 ĥ 31 ĥ 12 = 539,4 тис. грн.

Непрямі податки нараховуються в розмірі 35% від фонду оплати праці. Вони містять:

• пенсійний фонд – 32%;

• соціальне страхування – 4%;

• фонд занятості – 1,5%.

Отже, фонд оплати праці рівний:

Ф_КЗ - Ф_ЕЦ + 0,375(Ф_КЗ - Ф_ЕЦ) = 1,375(Ф_КЗ - Ф_ЕЦ).

Річні амортизаційні відрахування розраховуються на основі норми амортизації початкової вартості обладнання систем. При стрілках КЗ норма амортизації рівна 7%, а при стрілках ЕЦ – 5,8%.

Річні амортизаційні відрахування визначають по формулі:

А_О = Н_ОĥС_П/100%. (10)

Використовуючи формулу 10 розраховують амортизаційні відрахування при стрілках ЕЦ і стрілках КЗ.

А_ОЕЦ = 5,8ĥ9300/100% = 539,4 тис. грн.

А_ОКЗ = 7ĥ108,5/100% = 7,59 тис. грн.

Виходячи з вищеперерахованих елементів затрат, річні експлуатаційні витрати на обслуговування стрілок КЗ і стрілок ЕЦ рівні:

Е_зал = Ф_КЗ+0,375Ф_КЗ+А_ОКЗ+А_ОКЗ(0,015+0,067+0,04)+0,2Ф_КЗ,

Е_ЕЦ = Ф_ЕЦ+0,375Ф_ЕЦ+А_ОЕЦ+А_ОЕЦ(0,015+0,067+0,04)+0,2Ф_ЕЦ.

Можна знайти різницю між даними річними експлуатаційними затратами:

Е_зал - Е_ЕЦ = 1,575(Ф_КЗ-Ф_ЕЦ)+1,122(А_ОКЗ-А_ОЕЦ), (11)

Е_зал - Е_ЕЦ = 1,575(539,4)+1,122(-531,81)=252,87 тис. грн.

Далі визначається зменшення річних експлуатаційних витрат за рахунок збереження поїздо-годин в грошовій формі за рік:

ΔЕ_ПЧ=П_СБĥС_ПЧĥ365, (12)

де С_ПЧ – вартість однієї поїздо-години, 0,5 тис. грн.,

365 – кількість днів у році.

ΔЕ_ПЧ=14,04ĥ0,5ĥ365=2562,3 тис. грн.

Тепер визначається розрахунковий термін окупності:

.

Так як розрахунковий термін окупності менший нормативного, то обладнання станції «Т» пристроями блочної маршрутно-релейної централізації вважається доцільним.

Економічна ефективність будівництва пристроїв БМРЦ на станції «Т» ( ) обернена величина терміну окупності і показує величину ефекту, що отримується з однієї гривні затрат на впровадження нової системи. На залізничному транспорті економічна ефективність від впровадження нової техніки повинна бути не меншою, ніж 0,17.

, (13)

грн

4 Охорона праці

4.1 Вплив залізничного транспорту на

навколишнє середовище

За характером впливу на стан середовища залізничним транспортом проблема має два аспекти:

• використання транспортом природних ресурсів;

• транспортне забруднення середовища.

Залізничний транспорт впливає на екологію як великий споживач паливних, лісових і земельних ресурсів, мінеральних і будівельних матеріалів. Хоча в порівнянні з іншими видами транспорту (особливо автомобільним), він заподіює менше екологічного збитку.

Структура негативного впливу залізничного транспорту на середовище включає порушення стійкості природних ландшафтів транспортною інфраструктурою шляхом розвитку ерозій і зсувів; забруднення атмосфери відпрацьованими газами; постійний ріст рівня забруднення землі нафтою, свинцем, продуктами видування й опадання сипучих вантажів (вугілля, руда, цемент). Особливо небезпечні аварії на залізницях.

Природоохоронною діяльністю на залізничному транспорті займається відділ безпеки руху й охорони праці. Засобу, зв'язані з поліпшенням екологічної ситуації, безпосередньо зв'язані з модернізацією залізничного транспорту. Особливо важливий тут перехід залізничного транспорту на екологічно чисту електричну тягу. Зараз вже експлуатаційна довжина електрифікованих залізниць складає 40% (більше 9 тис.км).

Основний забруднюючий фактор - шум. Рівні шуму від рухливого складу ліній залізниці і метрополітену, що проходять поблизу жилою забудови перевищує всі припустимі норми.

Другий не менш важливий фактор впливу важкого транспорту, до якому відноситься рейковий транспорт, на місто - вібрації. Джерелами вібрації в житлових і суспільних будинках, крім інших причин, є транспортні засоби (метрополітен дрібного закладення, важкі вантажні автомобілі, залізничні потяги, трамваї), що створюють при роботі великі динамічні навантаження, що викликають поширення вібрації в ґрунті і будівельних конструкціях будинків. Ці вібрації часто є також причиною виникнення шуму в приміщеннях будинків. Дослідження показали, що коливання в міру видалення на різну відстань від метрополітену загасають, однак це процесс немонотонний, він залежить від складених ланок на шляху поширення

вібрації: рейка - стіна тонелю - грунт - фундамент будинку – будівельні конструкції. У тих випадках, коли будинку розташовуються в безпосередній близькості від рейкової дороги, вібрації в них можуть перевищувати гранично-припустимі значення, встановлені санітарними нормами, у 10 разів (на 20 дб).