Введение
В
курсовом проекте необходимо произвести
расчет нагрузок, действующих на контактную
подвеску, длину пролетов, произвести
секционирование и подключение к тяговой
подстанции. А также выполнить монтажный
план электрифицированного участка.
Система
переменного тока промышленной частоты.
Использование тока промышленной частоты
наиболее экономично, но его внедрение
встретило много трудностей. Поначалу
использовали коллекторные электродвигатели
переменного тока, преобразующие мотор
- генераторы (однофазный синхронный
электродвигатель плюс тяговый генератор
постоянного тока, от которого работали
тяговые электродвигатели постоянного
тока), вращающиеся преобразователи
частоты (дающие ток для асинхронных
тяговых электродвигателей). Коллекторные
электродвигатели на токе промышленной
частоты работали плохо, а вращающиеся
преобразователи были слишком тяжёлыми
и неэкономичными.
Система
однофазного тока промышленной частоты
(25 кВ 50 Гц) начала широко применяться
только после создания во Франции в
1950-х годах электровозов со статическими
ртутными выпрямителями (игнитронами;
позже они заменялись на более современные
кремниевые выпрямители из экологических
и экономических соображений); затем эта
система распространилась и во многих
других странах (в том числе в СССР).
При
выпрямлении однофазного тока получается
не постоянный ток, а пульсирующий,
поэтому используются специальные
двигатели пульсирующего тока, а в схеме
имеются сглаживающие реакторы (дроссель),
снижающий пульсации тока, и резисторы
постоянного ослабления возбуждения,
включенные параллельно обмоткам
возбуждения двигателей и пропускающие
переменную составляющую пульсирующего
тока, которая лишь вызывает ненужный
нагрев обмотки.
Для
привода вспомогательных машин используют
либо двигатели пульсирующего тока,
питающиеся от отдельной обмотки
трансформатора (обмотка собственных
нужд) через выпрямитель, либо промышленные
асинхронные электродвигатели, питающиеся
от расщепителя фаз (такая схема была
распространена на французских и
американских электровозах, а с них была
перенесена на советские) или фазосдвигающих
конденсаторов (применена, в частности,
на российских электровозах ВЛ65, ЭП1,
2ЭС5К).
Недостатками
системы являются значительные
электромагнитные помехи для линий
связи, а также неравномерная нагрузка
фаз внешней энергосистемы.
Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки — короткие, длиной несколько сотен метров, участки контактной сети, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, по инерции. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на неё возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети. Железные дороги России и стран бывшего Советского Союза, электрифицированные по системе переменного тока используют напряжение ~25 кВ (то есть ~25000 В) частотой 50 Гц.
1. РАСЧЕТ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОДВЕСКУ |
В режиме минимальной температуры
Расчетная формула:
(1.1)
Где
-
линейные нагрузки от собственного веса
(1 м) несущего троса и контактного провода,
Н/м; ,
– нагрузка
от собственного веса струн и зажимов,
принимаемая равномерно распределенной
по длине пролета. Принимается равным
1,0 Н/м для каждого контактного провода.
-
число контактный проводов ,[Л-2 таб. 4];
Таблица 1.1
Место контактной подвески |
|
|
|
|
|
Станция, главный путь |
7,8 |
1 |
1 |
8,9 |
17,7 |
Станция, боковой путь |
6,1 |
1 |
1 |
7,6 |
14,7 |
Перегон, насыпь |
7,8 |
1 |
1 |
8,9 |
17,7 |
Перегон, выемка |
7,8 |
1 |
1 |
8,9 |
17,7 |
Перегон, нулевое место |
7,8 |
1 |
1 |
8,9 |
17,7 |
В режиме максимального ветра
Расчетная формула:
(1.2)
Где:
-
коэффициент, учитывающий неравномерность
давления ветра вдоль пролета, принимаемый
при механическом расчете проводов
=1
– аэродинамический
коэффициент лобового сопротивления
несущего троса ветру, для всех несущих
тросов
= 1,25 ,[Л-2приложение 8]
-
коэффициент, учитывающий влияние местных
условий расположения подвески на
скорость и давление ветра. [Л-2приложение
7]
– нормативное
значение ветрового давления, Па
[Л-2приложение 9]
d – диаметр несущего троса, мм [Л-2приложение 1]
Таблица 1.2
Место контактной подвески |
|
|
|
|
d |
|
Станция, главный путь |
1 |
1,25 |
0,73 |
262 |
12,5 |
2,18 |
Станция, боковой путь |
1 |
1,25 |
0,73 |
262 |
11 |
2,62 |
Перегон, насыпь |
1 |
1,25 |
1,09 |
262 |
12,5 |
4,86 |
Перегон, выемка |
1 |
1,25 |
0,83 |
262 |
12,5 |
2,82 |
Перегон, нулевое место |
1 |
1,25 |
1 |
262 |
12,5 |
4,09 |
Вертикальная линейная нагрузка от веса гололеда на несущий трос
расчетная
формула:
(1.3)
Где:
-
плотность гололеда,
=900кг/м3
-толщина
стенки гололеда на несущем тросе, мм
(1.4)
-
диаметр несущего троса, мм
-
3,14
0,8 – поправочный коэффициент к весу отложения гололеда на несущем тросе.
Место контактной подвески |
|
|
|
|
|
Станция, главный путь |
0,009 |
3,14 |
8 |
12,5 |
3,71 |
Станция, боковой путь |
0,009 |
3,14 |
8 |
11 |
3,44 |
Перегон, насыпь |
0,009 |
3,14 |
11 |
12,5 |
5,84 |
Перегон, выемка |
0,009 |
3,14 |
7,5 |
12,5 |
3,39 |
Перегон, нулевое место |
0,009 |
3,14 |
10 |
12,5 |
5,08 |
Таблица 1.3
Вертикальная линейная нагрузка от веса гололеда на контактный провод
расчетная формула:
(1.4)
где:
- плотность гололеда, =900кг/м3
-толщина
стенки гололеда на контактном проводе,
мм
(1.6)
-
диаметр несущего троса, мм
(1.5)
где А- ширина контактного провода, мм,[Л-2 таб. 3],
Н- высота контактного провода, мм, [Л-2 таб.3].
- 3,14
0,8 – поправочный коэффициент к весу отложения гололеда на несущем тросе.
Таблица 1.4
Место контактной подвески |
|
|
|
|
|
Станция, главный путь |
0,009 |
3,14 |
4 |
12,3 |
1,84 |
Станция, боковой путь |
0,009 |
3,14 |
4 |
11,28 |
1,73 |
Перегон, насыпь |
0,009 |
3,14 |
5,5 |
12,3 |
2,77 |
Перегон, выемка |
0,009 |
3,14 |
3,75 |
12,3 |
1,70 |
Перегон, нулевое место |
0,009 |
3,14 |
5 |
12,3 |
2,44 |
Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески в Н/м
Расчетная формула:
(1.6)
Где:
- число контактных проводов
- равномерное распределение по длине пролета вертикальной нагрузки от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе (Н/м).
Таблица 1.5
Место контактной подвески |
|
|
|
|
|
Станция, главный путь |
3,71 |
1 |
1,84 |
0,3 |
5,85 |
Станция, боковой путь |
3,44 |
1 |
1,73 |
0,3 |
5,47 |
Перегон, насыпь |
5,84 |
1 |
2,77 |
0,3 |
9,61 |
Перегон, выемка |
3,39 |
1 |
1,70 |
0,3 |
6,09 |
Перегон, нулевое место |
5,08 |
1 |
2,44 |
0,3 |
8,52 |
Нормативное
значение горизонтальной ветровой
нагрузки на несущий трос
Рассчитывается по формуле:
(1.7)
Где:
- коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый при механическом расчете проводов =1
-
нормативное значение ветрового давления,
Па
Таблица 1.6
Место контактной подвески |
|
|
|
|
|
|
|
Станция, главный путь |
1 |
1,25 |
0,73 |
100 |
12,5 |
8 |
1,89 |
Станция, боковой путь |
1 |
1,25 |
0,73 |
100 |
11 |
8 |
1,79 |
Перегон, насыпь |
1 |
1,25 |
1,09 |
100 |
12,5 |
11 |
5,08 |
Перегон, выемка |
1 |
1,25 |
0,83 |
100 |
12,5 |
7,5 |
2,30 |
Перегон, нулевое место |
1 |
1,25 |
1 |
100 |
12,5 |
10 |
2,81 |
Нормативное значение результирующей нагрузки, Н/м.
Расчетная формула:
(1.8)
Таблица 1.7
Место контактной подвески |
|
|
|
|
Станция, главный путь |
17,7 |
5,85 |
1,89 |
23,62 |
Станция, боковой путь |
14,7 |
5,47 |
1,79 |
19,46 |
Перегон, насыпь |
17,7 |
9,61 |
5,08 |
27,78 |
Перегон, выемка |
17,7 |
6,09 |
2,30 |
23,50 |
Перегон, нулевое место |
17,7 |
8,52 |
2,81 |
26,37 |
