Методичка_ЭЛС_крб_МАВ_ТАВ_V2
.0.pdfА. В. МАЛЬЦЕВА, А. В. ТАРАСЕНКО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
ОМСК 2013
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
______________________________
А. В. Мальцева, А. В. Тарасенко
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ УЧАСТКА МАГИСТРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению курсовой работы
по дисциплине «Электроснабжение железных дорог»
Омск 2013
УДК 621.336 ББК 39.217.2 я73
М21
Электроснабжение участка магистральной электрической железной дороги: Методические указания к выполнению курсовой работы / А. В. Мальцева, А. В. Тарасенко; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 38 с.
Представлены краткие сведения об особенностях работы системы электроснабжения. Приведена методика расчета параметров и показателей системы электроснабжения участка магистральной электрической железной дороги переменного тока. Изложены принципы оптимизации параметров и выбора основного оборудования системы электроснабжения.
Предназначены для студентов, изучающих дисциплину «Электроснабжение железных дорог» при обучении по специальности 190901 – «Системы обеспечения движения поездов» (специализация – «Электроснабжение железных дорог»), могут быть полезны при проведении занятий со слушателями Института повышения квалификации и переподготовки.
Библиогр.: 5 назв. Табл. 12. Рис. 7.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Т. Черемисин; канд. физ.-мат. наук, доцент А. А. Магазев.
__________________________
© Омский гос. университет путей сообщения, 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение ................................................................................................................... |
5 |
1. Цель и задачи курсовой работы ......................................................................... |
6 |
2. Исходные данные для выполнения курсовой работы ..................................... |
6 |
3. Методические указания по выполнению курсовой работы .......................... |
11 |
3.1. Расчетные размеры движения поездов ....................................................... |
12 |
3.2. Варианты размещения тяговых подстанций на расчетном |
|
участке................................................................................................................... |
13 |
3.3. Расход электроэнергии на межподстанционных зонах и |
|
тяговых подстанциях ........................................................................................... |
17 |
3.4. Мощность тяговой подстанции ................................................................... |
19 |
3.5. Тип подвески контактной сети .................................................................... |
26 |
3.6. Пропускная способность участка межподстанционной зоны.................. |
28 |
3.7. Годовые потери электроэнергии ................................................................. |
31 |
3.8. Схема электроснабжения расчетного участка железной дороги............... |
32 |
3.9. Выбор оптимального варианта размещения тяговых подстанций............ |
34 |
Библиографический список.................................................................................... |
37 |
3
4
ВВЕДЕНИЕ
Совокупность электротехнических устройств, начиная от генераторов электростанций и заканчивая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения электрифицированных железных дорог, которая по предъявляемым к ней требованиям, условиям работы, используемым оборудованию и устройствам и, наконец, по задачам, решаемым этой системой, коренным образом отличается от систем электроснабжения промышленных предприятий.
Для обеспечения эксплуатационной работы железной дороги необходимо, чтобы общая мощность всех элементов системы электроснабжения была достаточной для обеспечения потребной каждому локомотиву мощности при различных условиях работы железнодорожной линии. Эта задача может быть решена только при правильно выбранных параметрах системы электроснабжения, т. е. обеспечивающих работу оборудования в допустимых для него пределах по нагрузке и необходимое качество электрической энергии (в первую очередь – уровень напряжения). С точки зрения обеспечения надежной работы особое место в системе электроснабжения занимает контактная сеть – часть системы электроснабжения, не имеющая резерва, обслуживание которой связано с затруднениями, особенно в условиях интенсивного движения.
Все требования, предъявляемые к системе электроснабжения, могут быть выполнены с использованием различных технических решений. Окончательная оценка выбранных решений осуществляется сопоставлением технических и экономических их качеств, т. е. по степени надежности решения и по затратам (капитальные и ежегодные эксплуатационные расходы). Все эти задачи возникают не только при проектировании вновь электрифицируемой линии железной дороги, но и в процессе эксплуатации, при развитии системы электроснабжения, когда рост грузо- и пассажиропотоков приводит к увеличению размеров движения и веса поездов. Ни одно техническое решение не может быть достаточно обоснованным без соответствующей экономической оценки.
В настоящих методических указаниях отражены основные вопросы, возникающие в процессе проектирования системы электроснабжения железной дороги с учетом перечисленных выше особенностей ее работы и современных условий эксплуатации.
5
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Целью курсовой работы «Электроснабжение участка магистральной электрической железной дороги» является выбор наиболее оптимального варианта электроснабжения заданного участка.
Задачи курсовой работы – приобретение и закрепление студентами навыков работы со специальной литературой, выбора параметров и определения показателей работы системы электроснабжения, проектных расчетов системы электроснабжения электрифицированного участка железной дороги с использованием вычислительной техники и применением пакетов прикладных программ математического и графического направлений.
Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе и графический материал должны быть выполнены с применением электронно-вычислительной техники согласно СТП ОмГУПС-1.2-2005. Курсовую работу необходимо сдавать преподавателю в печатном и электронном (файлы пояснительной записки, расчетные и графические файлы) виде.
Над курсовой работой необходимо работать индивидуально, повышая уровень владения ЭВМ и скорость набора текста. При использовании ПЭВМ в авторскую работу не разрешается включать части работ, выполненных ранее другими студентами. Не допускается также копирование материала из данных методических указаний, за исключением расшифровки расчетных формул и исходных данных для расчета.
На защите курсовой работы студент должен доказать свое авторство знанием каждого показателя (или коэффициента) и умением работать в использованном программном обеспечении.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Для проектирования системы электроснабжения предлагается участок, содержащий 15 перегонов. Предполагается, что на границах перегонов расположены населенные пункты. Номер задания может быть выдан преподавателем, либо в качестве него используется шифр (номер) студенческого билета. По номеру задания (второй и третьей цифрам) согласно табл. 1 определяется расчетный участок – состав перегонов, характеристика которых приведена в табл. 2.
6
7
Т а б л и ц а 1
Расчетные участки (состав перегонов) магистральной железной дороги для проектирования системы электроснабжения
Вторая |
|
|
|
Третья цифра шифра студенческого билета (номера задания) |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
цифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состав перегонов расчетного участка (см. табл. 2) |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0 |
10 |
– 24 |
1 – 15 |
2 – 16 |
|
3 – 17 |
4 – 18 |
5 – 19 |
6 – 20 |
7 – 21 |
8 – 22 |
9 – 23 |
||||||||
1 |
13 |
– 27 |
16 – 30 |
17 |
– 31 |
|
18 |
– 32 |
19 |
– 33 |
20 |
– 34 |
21 |
– 35 |
22 |
– 36 |
23 |
– 37 |
24 |
– 38 |
2 |
27 |
– 41 |
31 – 45 |
32 |
– 46 |
|
33 |
– 47 |
34 |
– 48 |
35 |
– 49 |
36 |
– 50 |
37 |
– 51 |
38 |
– 52 |
39 |
– 53 |
3 |
42 |
– 56 |
46 – 60 |
47 – 60, |
|
48 – 60, |
49 – 60, |
50 – 60, |
51 – 60, |
52 – 60, |
53 – 60, |
54 – 60, |
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
1, 2 |
1 – 3 |
1 – 4 |
1 – 5 |
1 – 6 |
1 – 7 |
1 – 8 |
|||||||
4 |
22 – 28, |
1 – 10, |
2 – 12, |
|
3 – 14, |
4 – 16, |
5 – 18, |
8 – 22 |
10 |
– 24 |
11 |
– 25 |
12 |
– 26 |
||||||
|
11 |
– 18 |
56 – 60 |
57 |
– 60 |
|
58 |
– 60 |
59, 60 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
37 – 42, |
5 – 14, |
7 – 16, |
|
9 – 18, |
11 – 20, |
13 – 22, |
15 – 24, |
17 – 26, |
19 – 28, |
21 – 30, |
|||||||||
|
26 |
– 34 |
35 – 39 |
37 |
– 41 |
|
39 |
– 43 |
41 |
– 45 |
43 |
– 47 |
45 |
– 49 |
47 |
– 51 |
49 |
– 53 |
51 |
– 55 |
6 |
7 – 14, |
10 – 19, |
12 – 21, |
|
14 – 23, |
16 – 25, |
18 – 27, |
20 – 29, |
22 – 31, |
24 – 33, |
26 – 35, |
|||||||||
|
49 |
– 55 |
40 – 44 |
42 |
– 46 |
|
44 |
– 48 |
46 |
– 50 |
48 |
– 52 |
50 |
– 54 |
52 |
– 56 |
54 |
– 58 |
56 |
– 60 |
7 |
31 – 39, |
15 – 24, |
17 – 26, |
|
19 – 28, |
21 – 30, |
23 – 32, |
25 – 34, |
27 – 36, |
29 – 38, |
31 – 40, |
|||||||||
|
3 – 7, 60 |
30 – 34 |
32 |
– 36 |
|
34 |
– 38 |
36 |
– 40 |
38 |
– 42 |
40 |
– 44 |
42– 46 |
44 |
– 48 |
46 |
– 50 |
||
8 |
15 – 20, |
20 – 29, |
23– 32, |
|
26 – 35, |
29 – 38, |
32 – 41, |
35 – 44, |
38 – 47, |
41 – 50, |
44 – 53, |
|||||||||
|
40 |
– 48 |
16 – 20 |
18 |
– 22 |
|
20 |
– 24 |
22 |
– 26 |
24 |
– 28 |
26 |
– 30 |
28 |
– 32 |
30 |
– 34 |
32 |
– 36 |
9 |
50 – 58, |
26 – 35, |
28 – 37, |
|
30 – 39, |
32 – 41, |
34 – 43, |
36 – 45, |
39 – 48, |
42 – 51, |
45 |
– 59 |
||||||||
|
6 – 11 |
44 – 48 |
45 |
– 49 |
|
46 |
– 50 |
47 |
– 51 |
48 |
– 52 |
50 |
– 54 |
52 |
– 56 |
54 |
– 58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2 |
||
|
|
|
|
|
|
Результаты тяговых расчетов |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средневзвешенный вес поезда Q, т |
|
|
|
|||||
Но- |
Дли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4000 |
|
|
|
|
5000 |
|
|
|||||
мер |
на |
|
1-й путь |
|
2-й путь |
|
1-й путь |
|
2-й путь |
|||||
пере- |
пере- |
|
|
|
|
|||||||||
время хода, |
расход |
время хода, |
расход |
время хода, |
расход |
время хода, |
расход |
|||||||
ре- |
ре- |
|||||||||||||
мин |
электро- |
мин |
электро- |
мин |
электро- |
мин |
электро- |
|||||||
гона |
гона |
|||||||||||||
пол- |
под |
энергии |
пол- |
под |
энергии |
пол- |
под |
энергии |
пол- |
под |
энергии |
|||
j |
lj, |
|||||||||||||
ное |
током |
Wj1, |
ное |
током |
Wj2, |
ное |
током |
Wj1, |
ное |
током |
Wj2, |
|||
|
км |
|||||||||||||
|
t1 |
tт1 |
кВ·А·ч |
t2 |
tт2 |
кВ·А·ч |
t1 |
tт1 |
кВ·А·ч |
t2 |
tт2 |
кВ·А·ч |
||
|
|
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
1 |
11 |
11 |
11 |
1155 |
7 |
6 |
200 |
10 |
9 |
825 |
13 |
12 |
300 |
|
2 |
13 |
9 |
9 |
855 |
9 |
5 |
630 |
11 |
11 |
810 |
9 |
5 |
490 |
|
3 |
10 |
7 |
4 |
200 |
9 |
7 |
560 |
9 |
9 |
760 |
9 |
7 |
650 |
|
4 |
13 |
10 |
4 |
320 |
8 |
8 |
660 |
10 |
8 |
900 |
10 |
10 |
990 |
|
5 |
11 |
10 |
10 |
700 |
11 |
11 |
650 |
13 |
10 |
1200 |
10 |
6 |
160 |
|
6 |
12 |
9 |
4 |
400 |
8 |
7 |
585 |
10 |
10 |
400 |
9 |
5 |
650 |
|
7 |
12 |
10 |
10 |
750 |
9 |
9 |
200 |
9 |
5 |
950 |
10 |
9 |
360 |
|
8 |
11 |
9 |
9 |
585 |
9 |
5 |
260 |
10 |
10 |
850 |
9 |
9 |
325 |
|
9 |
12 |
9 |
9 |
900 |
8 |
4 |
270 |
10 |
10 |
650 |
10 |
7 |
320 |
|
10 |
13 |
8 |
8 |
760 |
8 |
3 |
520 |
10 |
10 |
765 |
10 |
6 |
630 |
|
11 |
13 |
10 |
6 |
360 |
8 |
8 |
640 |
9 |
9 |
525 |
10 |
4 |
350 |
|
12 |
11 |
9 |
5 |
375 |
10 |
8 |
300 |
10 |
10 |
480 |
8 |
7 |
420 |
|
13 |
12 |
9 |
2 |
140 |
9 |
6 |
650 |
9 |
9 |
420 |
9 |
2 |
600 |
|
14 |
13 |
11 |
3 |
240 |
11 |
11 |
660 |
9 |
9 |
380 |
11 |
11 |
770 |
|
15 |
11 |
10 |
6 |
360 |
11 |
11 |
770 |
11 |
11 |
540 |
11 |
11 |
715 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
П р о д о л ж е н и е т а б л. 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
9 |
8 |
2 |
160 |
|
10 |
10 |
900 |
9 |
9 |
300 |
10 |
10 |
800 |
17 |
12 |
10 |
10 |
950 |
|
9 |
5 |
325 |
11 |
11 |
990 |
10 |
6 |
390 |
18 |
11 |
10 |
10 |
1100 |
|
9 |
5 |
200 |
11 |
11 |
825 |
10 |
5 |
200 |
19 |
12 |
11 |
11 |
770 |
|
9 |
3 |
180 |
12 |
12 |
960 |
10 |
4 |
260 |
20 |
13 |
12 |
12 |
960 |
|
10 |
3 |
210 |
11 |
8 |
1320 |
10 |
3 |
270 |
21 |
14 |
10 |
7 |
455 |
|
11 |
9 |
540 |
10 |
4 |
760 |
10 |
9 |
585 |
22 |
12 |
9 |
3 |
255 |
|
10 |
10 |
650 |
8 |
8 |
260 |
11 |
10 |
600 |
23 |
9 |
7 |
7 |
735 |
|
6 |
4 |
260 |
9 |
7 |
680 |
7 |
5 |
325 |
24 |
10 |
8 |
6 |
540 |
|
7 |
5 |
400 |
10 |
6 |
700 |
8 |
6 |
420 |
25 |
13 |
9 |
6 |
600 |
|
8 |
8 |
520 |
10 |
4 |
420 |
9 |
9 |
450 |
26 |
12 |
10 |
3 |
210 |
|
10 |
10 |
500 |
9 |
9 |
300 |
10 |
10 |
800 |
27 |
10 |
8 |
8 |
640 |
|
8 |
5 |
300 |
11 |
8 |
705 |
9 |
6 |
390 |
28 |
13 |
10 |
7 |
525 |
|
9 |
7 |
490 |
10 |
7 |
840 |
10 |
7 |
420 |
29 |
12 |
9 |
6 |
540 |
|
8 |
8 |
520 |
9 |
9 |
630 |
9 |
9 |
630 |
30 |
11 |
8 |
8 |
560 |
|
7 |
7 |
350 |
9 |
9 |
765 |
9 |
2 |
585 |
31 |
11 |
9 |
9 |
675 |
|
9 |
2 |
120 |
10 |
10 |
945 |
10 |
3 |
120 |
32 |
11 |
10 |
10 |
900 |
|
9 |
3 |
210 |
14 |
9 |
950 |
13 |
11 |
270 |
33 |
18 |
14 |
9 |
855 |
|
13 |
11 |
715 |
9 |
3 |
540 |
9 |
9 |
770 |
34 |
9 |
8 |
2 |
180 |
|
9 |
9 |
585 |
14 |
14 |
240 |
13 |
5 |
540 |
35 |
16 |
14 |
14 |
1260 |
|
13 |
4 |
360 |
9 |
5 |
980 |
10 |
10 |
325 |
36 |
10 |
8 |
4 |
320 |
|
9 |
9 |
585 |
9 |
4 |
500 |
10 |
8 |
585 |
37 |
9 |
8 |
6 |
120 |
|
10 |
10 |
600 |
11 |
7 |
750 |
10 |
10 |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|